- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
过滤筛选
- 2019
- A3. 金属有机气相外延 B2. 半导体砷化镓 B3. 太阳能电池 A1. 晶体形貌
- 材料科学与工程
- The University of Tokyo
- Taiyo Nippon Sanso Corporation
- National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
-
基于第一性原理的GaAs(001)-(2×4)表面N对形成研究方法
摘要： 实验发现的GaAs(001)-(2×4)表面氮配对形成过程，采用基于第一性原理的方法系统研究了束流等效压力p（pAs=3.0×10??托，pN=7.0×10??托）和温度T=830K条件下的情况。计算得到的表面相图表明：在砷分子（As?）和砷四聚体（As?）生长条件下，(2×4)α?和(2×4)α?表面分别具有稳定性。蒙特卡洛模拟揭示，(2×4)α?和(2×4)α?表面的氮掺入是通过一系列事件实现的——包括N-As二聚体吸附、第三层砷原子被氮取代、以及砷二聚体脱附以在第三层形成氮配对，该过程伴随着能量上有利的第三层Ga-N键数量增加。研究还发现(2×4)α?表面形成氮配对的概率远高于(2×4)α?表面，这是因为(2×4)α?表面氮配对周围的应变较小，而(2×4)α?表面会形成N-As表面二聚体来缓解更大应变。此外，估算了包含(2×4)β?相的As?和As?条件下氮配对形成概率P随温度的变化关系。在As?和As?环境下，当温度为830K时，氮原子掺入GaAs(001)表面可沿[110]方向形成氮配对，在(2×4)α?与(2×4)α?两相混合表面上的形成概率P约为0.8。
关键词： 砷化镓、表面热力学、氮分子、从头算量子化学方法与计算
更新于2025-09-04 15:30:14
-
基于第一性原理计算对砷化镓热导率的压力调控
摘要： 本文通过结合第一性原理计算与声子玻尔兹曼输运方程的迭代求解方法，研究了室温下GaAs晶格热导率在0-20 GPa压力范围内的变化规律。首先计算了12 GPa压力下GaAs的晶格热导率，其值较常压条件提升了超过37%。对声子热输运特性的详细分析表明：压力作用同时导致声子群速度增加和声子弛豫时间缩短，从而引起闪锌矿结构GaAs热导率呈现压力诱导的非线性增长。此外，在相变压力以上，GaAs不仅晶体结构发生转变，其声子热输运特性也由各向同性转变为各向异性。本研究为理解压力诱导相变条件下GaAs的热导率提供了定量依据，并强调了压力在调控晶格热导率（尤其是压力诱导相变材料）中的关键作用。
关键词： 第一性原理计算，砷化镓，压力，热导率，声子玻尔兹曼输运方程
更新于2025-09-04 15:30:14
-
铝转化AlAs纳米薄膜上的外延GaAs和pHEMT
摘要： 半导体与金属之间的异质外延生长推动了新型器件的发展并实现了多种应用。在本研究中，我们探究了在纳米尺度铝转化AlAs薄膜上生长GaAs层的过程。通过多种材料表征方法及制备高电子迁移率晶体管证实，所生长的GaAs层为单晶且具有高质量。我们发现一个名为"铝的砷化"的有趣过程对成功实现外延生长起关键作用。本研究为未来各类器件应用中生长半导体/金属异质结构开辟了新途径。
关键词： 外延生长、pHEMT、砷化、AlAs（砷化铝）、GaAs（砷化镓）
更新于2025-09-04 15:30:14
-
基于砷化镓集成无源器件技术的微加工宽带带阻滤波器
摘要： 本文提出了一种利用集成无源器件技术在砷化镓(GaAs)衬底上实现微加工宽带带阻滤波器的新概念。通过研究空气桥结构的引入，增强了设计灵活性并实现了滤波器优异的射频性能。在GaAs衬底上实现的宽带带阻滤波器具有-0.37dB的插入损耗和-38dB的回波损耗，在下边带和上边带分别实现了-28.78dB和-22.27dB的优异衰减。该滤波器工作在10.72GHz，占用芯片面积为2000μm×1540μm。滤波器的选择性体现在其通过谐振频率附近的衰减极点对带外信号产生巨大抑制作用。实验验证表明该滤波器响应具有作为X波段频谱片上器件的应用潜力。
关键词： 砷化镓（GaAs）、宽带带阻滤波器、射频（RF）、集成无源器件技术、微细加工
更新于2025-09-04 15:30:14
-
负微分迁移率区砷化镓光电导半导体开关的时间抖动研究
摘要： 研究了波长为1053 nm、脉宽为500 ps光激励下砷化镓光电导半导体开关(PCSS)的时间抖动特性。实验结果表明，在负微分迁移率(NDM)区域，GaAs PCSS的时间抖动呈现非单调变化规律，所有时间抖动值均低于开关波形上升时间的4%。在NDM区起始点获得了约15 ps的最优时间抖动。建立了光激励参数、偏置电场与GaAs PCSS时间抖动之间的理论关系，指出电场作用下时间抖动的非单调行为源于载流子谷间跃迁导致的漂移速度相对涨落不稳定性。
关键词： 载流子谷间跃迁、光电导半导体开关、砷化镓（GaAs）、负微分迁移率（NDM）、时间抖动
更新于2025-09-04 15:30:14
-
混合超晶格
摘要： 研究了利用GaAs/AlAs混合超晶格作为χ(3)准相位匹配结构来增强受激拉曼散射(SRS)的效果，其中包含了四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)和双光子吸收(TPA)等克尔效应。特别值得注意的是，反斯托克斯光的产生效率在此得到显著提升——由于泵浦光、斯托克斯光与反斯托克斯光相互作用存在相位失配，反斯托克斯光本征具有极低的产生效率（而斯托克斯光因无此相位失配具有较高效率）。与未使用超晶格的情况相比，该超晶格结构能使小泵浦强度下的反斯托克斯效率提升至10^3量级。研究发现这种增强效应通过同步四波混频实现了效率跃升，同时揭示了SPM和XPM对效率增强的削弱作用。研究还确定了能提供最高效率的最优超晶格长度，并分析了该优化长度下TPA导致的效率衰减。最后为获得更高反斯托克斯效率（或调控斯托克斯/反斯托克斯效率比例），提出采用光子带隙腔体结构。
关键词： 反斯托克斯产生、非线性光学、准相位匹配、砷化镓/砷化铝超晶格、受激拉曼散射
更新于2025-09-04 15:30:14