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oe1(光电查) - 科学论文

36 条数据
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  • [IEEE 2019年第20届微纳技术与电子器件青年专家国际会议(EDM) - 俄罗斯阿尔泰共和国埃尔拉戈尔 (2019.6.29-2019.7.3)] 2019年第20届微纳技术与电子器件青年专家国际会议(EDM) - 基于等离子体刻蚀的InP基光学波导结构制备技术发展

    摘要： 本文介绍了在氯气/氩气混合气体中添加氮气和氧气的电感耦合等离子体条件下，对InP基结构进行等离子体刻蚀的工艺开发结果?？淌床捎玫柩谀＝?。文中展示了工艺参数对刻蚀速率、形成元件的形貌及表面粗糙度的影响关系。利用开发的刻蚀工艺制备了光波导结构元件。

    关键词： 磷化铟，等离子体刻蚀，光电子学

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用连续波（CW）1070纳米光纤激光器（毫秒级脉宽）在单晶硅、磷化铟和锑化铟中钻制微孔

    摘要： 研究人员采用IPG激光公司YLR-2000型连续波2千瓦镱光纤激光器（波长1070nm）和JK400型400瓦光纤激光器（波长1070nm），以毫秒级脉冲时长研究了Si、InP和InSb半导体晶圆上"通孔"（又称过孔）的激光微钻孔工艺。针对室温带隙Eg较窄（InSb Eg 0.17 eV）和较宽（InP Eg 1.35 eV）的半导体基底（相对于1.1 eV光子能量），验证了该激光波长及简易脉冲方案的适用性。通过光学显微镜和截面分析量化了所有晶圆的孔径尺寸与重铸材料分布，并针对硅晶圆(100)和(111)单晶表面取向检测了微裂纹情况。研究发现热扩散率不足以预测所研究Si、InP和InSb单晶半导体的相对孔径大小。对硅的详细观测表明：在表面熔化阈值能量与从前表面钻透至后表面的辐照度之间，存在一个会导致孔周产生微裂纹的辐照度范围。针对(100)和(111)取向研究了这些微裂纹的方向性与长度，并探讨了可能的形成机制（包括适用于金属焊接的格里菲斯微裂纹准则和疲劳失效机制）。当辐照度超过通孔形成阈值后，硅中几乎未观察到裂纹。后续工作将对比其他窄/宽带隙半导体晶圆基底的类似观测结果。本研究展示了该激光微钻孔工艺的一项应用实例：利用半导体光刻技术图案化后，在硅基原子芯片中心精确定位制备通孔，其终端应用是为便携式量子传感提供铷(87Rb)磁光俘获冷原子源。

    关键词： 微裂纹，磷化铟，硅，格里菲斯准则，脉冲，原子芯片，镱光纤激光器，半导体材料，光纤激光器，半导体晶圆，激光钻孔，硅，磁光阱，MOT，通孔，激光微钻孔，冷原子，锑化铟，穿通孔

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 间隔层厚度对短波长垂直堆叠InP/AlGaInP量子点激光器光学特性的影响

    摘要： 基于量子点（QD）的半导体激光器是众多应用中广泛使用的光源。其独特优势在于离散能级带来的低阈值电流密度、高特征温度和高微分材料增益。由于发射光谱范围为630纳米至780纳米[1]，(AlxGa1?x)0.51In0.49P（AlxGaInP）势垒中自组装的InP量子点备受关注。然而受限于低量子点密度、低能态密度和小光学限制因子，单层量子点在激光结构中只能提供较低的光学模增益，从而限制了激光器性能。同时AlGaInP材料较弱的载流子限制特性使器件对工作温度更为敏感。解决上述问题的方案之一是通过垂直堆叠量子点层来提高量子点密度。在堆叠量子点中，量子点层间间隔层厚度是需要重点考虑的关键参数之一[2]。本报告研究了660纳米发射波长附近垂直堆叠InP/AlGaInP量子点激光器中间隔层厚度对光学特性的影响。如图1(a)所示，所研究的激光结构采用金属有机气相外延（MOVPE）技术在n型(100)晶向[111]A方向偏6°的GaAs衬底上生长，外延生长温度为710°C、压力100 mbar，使用标准前驱体。自下而上依次包含：100纳米厚GaAs:Si缓冲层、50纳米厚GaInP:Si层和1微米厚AlInP:Si光学限制层。InP量子点有源区生长于2×10纳米厚Al0.10GaInP势垒中央，并被2×150纳米Al0.55GaInP波导层包围。p侧结构与n侧类似，但掺杂剂改为锌。我们比较了三种有源区结构的光学特性：单量子点层、间隔层为6纳米和10纳米的双量子点层。通过分段接触法测得电泵浦模吸收光谱如图1(b)所示，表明较厚间隔层因铝基材料引入额外内部吸收损耗，而较薄间隔层结构因更强的应变效应和增大的隧穿率导致上层大尺寸量子点吸收更强。室温下测得饱和峰值净模增益值（图1(c)）显示：6纳米间隔层结构与10纳米间隔层结构分别为68.5 cm?1和57.8 cm?1，分别是单层量子点激光器的1.56倍和1.32倍。较小间隔层结构更高的增益值还归因于更高的隧穿概率和更短的隧穿时间。

    关键词： 光学特性，磷化铟/铝镓铟磷，间隔层厚度，量子点，半导体激光器

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有薄上包层的量子级联激光器激射

    摘要： 我们展示了基于磷化铟、采用薄顶包层波导结构的7-8微米光谱范围量子级联激光器制备与特性研究实验结果。该异质结构通过分子束外延技术在磷化铟衬底上合成，其有源区由In0.53Ga0.47As/Al0.48In0.52As固溶体合金异质对构成。实验实现了300K温度下7.8微米波长激光发射，阈值电流密度约6kA/cm2。所研究量子级联激光器的特征温度T0和T1值分别约为150K和450K。结果表明，这种薄顶包层波导设计在液体检测器件、微流控器件制备及硅基光子电路应用方面具有发展前景。

    关键词： 量子级联激光器，磷化铟，激射，分子束外延

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 高效高亮度倒置顶发射InP量子点发光二极管引入空穴抑制中间层

    摘要： 基于磷化铟（InP）量子点（QDs）的发光二极管（QLEDs）被视为未来显示器领域最有希望替代环境毒性镉基QLEDs的候选材料之一。然而，尽管镉基与铟基量子点在能级和形貌特性上存在显著差异，铟基QLEDs的器件结构却几乎沿用了镉基QLEDs的设计。因此，开发适用于铟基QLEDs的优化器件结构以提升效率和稳定性具有重要需求。本研究通过创新性引入"空穴抑制中间层"，展示了基于倒置顶发射QLED（ITQLED）结构的高效、高亮且稳定的InP/ZnSeS QLEDs。配备空穴抑制中间层的绿光ITQLEDs展现出15.1-21.6 cd A?1的最大电流效率及17,400-38,800 cd m?2的最高亮度，性能超越近期报道的铟基QLEDs。采用该中间层还显著延长了器件工作寿命。这些卓越性能不仅源于顶发射结构增强的光耦合输出，更得益于通过空穴抑制中间层调控量子点空穴注入所实现的电子-空穴平衡优化。

    关键词： 磷化铟、顶发射结构、效率、基于量子点的发光二极管（QLED）、空穴抑制中间层

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 醋酸根离子对InP/ZnSeS核壳量子点光学性质影响的研究

    摘要： 研究了油酸铟（In(OA)3）前驱体中残留醋酸根离子对磷化铟基核壳量子点（QDs）光致发光量子产率（PL QY）和尺寸分布的影响。为进行对比，通过改变In(OA)3的合成条件来控制前驱体中残留醋酸根离子的含量。醋酸根离子会导致单个量子点结晶颗粒更小、表面缺陷浓度更高，从而产生较低的PL QY和更宽的尺寸分布。为使醋酸铟（In(Ac)3）中的醋酸配体完全与油酸发生交换，将In(Ac)3与过量油酸反应。纯In(OA)3前驱体在磷化铟核量子点表面形成壳层后，可制备出尺寸均匀、发光明亮的InP/ZnSeS核壳量子点。

    关键词： 核壳结构、磷化铟、量子点、光致发光量子产率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 用于WDM-PON系统的集成InP基多信道发射机

    摘要： 接入网是电信系统中连接多个用户与服务商的部分。当前部署的接入网络主要采用双绞线或同轴电缆等铜缆[1]。然而这些方案似乎无法提供足够的数据速率来满足持续增长的宽带通信需求。采用波分复用技术(WDM-PON)的无源光网络[2]，是实现高速全光对称数字信号传输最具前景的方案之一。WDM-PON接入系统能提供大容量、高传输速率及数据安全性，但需要低成本、高可靠性且整体性能优异的设备?；诹谆鞯墓庾蛹杉际跛坪跏锹阏庑┮蟮睦硐肫教ǎ芡üテ酒问街圃彀嘀钟性?无源器件的紧凑、可靠且节能的设备。基于InP的光子电路可为1550纳米波段的光信号提供发光、传输、调制及检测功能。

    关键词： 光子集成电路、WDM-PON、光发射器、磷化铟

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • Zn<sup>2+</sup>和Ga<sup>3+</sup>掺杂对团簇衍生InP量子点量子产率的影响

    摘要： 随着商业显示市场的发展，对低毒性、高发光性且尺寸可调的半导体纳米粒子的需求日益增长。磷化铟量子点为应对这些挑战提供了极具前景的解决方案；然而其固有发光效率通常因载流子俘获效应而较低。提升磷化铟发光特性的策略通常包括向核心掺杂锌元素或构建核/壳异质结构。由于磷化铟团簇可作为量子点合成的单源前驱体，它们是研究阳离子交换及外源离子表面掺杂等过程的理想平台。本研究考察了锌离子与镓离子在磷化铟团簇中的掺杂行为，并将这些掺杂团簇作为单源前驱体制备发光异质结构纳米粒子。实验发现锌离子能与磷化铟团簇发生快速反应并产生部分阳离子交换，而镓离子则难以掺入团簇。锌掺杂团簇能有效转化为高发光性纳米粒子，其量子产率与锌含量呈强相关性；相比之下，镓掺杂团簇未能改善量子点的发光性能。这些结果表明不同价态掺杂（异价掺杂）与等价掺杂存在显著机制差异，并为利用掺杂团簇制备发光量子点提供了重要见解。

    关键词： 磷化铟、核/壳异质结构、量子产率、镓掺杂、量子点、锌掺杂

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于激光探测系统的亚微米InP/InGaAs雪崩光电二极管噪声特性改进

    摘要： 由于具有高比特率和增益带宽特性，InP/InGaAs雪崩光电二极管在光电子学和长距离光通信系统中备受关注。本文为改善激光探测系统的噪声特性，仿真设计了一种具有双?；せ泛腿鉏nGaAsP薄层的分别吸收、渐变、电荷与倍增型InP/InGaAs雪崩光电二极管（SAGCM APD）。通过优化SAGCM APD的倍增区宽度，进一步提升了噪声特性。测得其光电流和暗电流分别为______和______，展现出优于同类研究的电学性能。在恒定平均增益为______时，其过剩噪声因子较现有SAGCM APD降低了10.3%。计算结果表明，暗电流的降低与过剩噪声因子的减小使信噪比提升了约______个数量级。

    关键词： 磷化铟/铟镓砷雪崩光电二极管，分离吸收电荷倍增结构雪崩光电二极管，噪声特性，倍增区宽度，激光探测系统，信噪比

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • InP表面氧化诱导聚合及其对光电子应用的影响

    摘要： 磷化铟（InP）是光电子学和光电化学器件等能量转换应用领域研究最深入的材料之一。该材料——以及更广泛的III-V族半导体——长期面临的挑战在于理解和控制表面氧化物的形成，这会显著影响器件的功能、性能和耐久性。我们结合先进的环境压力X射线光电子能谱（APXPS）原位技术和第一性原理模拟，揭示了InP(001)表面氧化过程的机理。通过直接对表面模型进行第一性原理光谱计算来解读APXPS结果，并通过对比计算和测量的功函数，我们提供了热氧化物化学演变的客观图景。在低温（<573K）下，氧气暴露主要导致形成分散的交联POx单元（厚度为亚单层），这些单元生长为动力学受限的表面层非晶二维薄膜。温度升高（>573K）会导致POx单元聚合，并形成复杂的非均匀三维表面氧化物网络，该网络向表面逐渐富铟贫磷。最终，通过一种迄今未报道的耦合电荷转移异构转化机制加速磷流失，在773K下形成具有截然不同光电特性和热载流子传输特性的厚非晶类In2O3氧化物。除阐明表面氧化的复杂机理外，我们的结果表明可通过利用热力学与动力学因素的竞争来有目的地调控氧化物组成。

    关键词： 磷化铟、角分辨光电子能谱、表面氧化、第一性原理模拟、光电化学器件、光电子学

    更新于2025-09-11 14:15:04