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基于Gummel-Poon模型的InGaP/GaAs异质结双极晶体管非线性大信号本征元件分析
摘要： 基于Gummel-Poon模型提出了一种大信号分析方法，用于预测InGaP/GaAs HBT的非线性特性。采用InGaP/GaAs HBT工艺制备了一款2×20 μm2晶体管。通过该方法计算了大信号跨导Gm、电导Gbe以及电容CBE、CBC，并使用射频测试探针进行测量。计算结果与实测数据在非线性功率范围内具有良好的一致性。将该方法应用于分析该晶体管在不同偏置条件下随功率增加的非线性大信号本征元件的变化，以提升功率放大器设计中非线性考量的效益。
关键词： Gummel-Poon非线性大信号模型，砷化镓异质结双极型晶体管（GaAs HBT）
更新于2025-09-23 15:23:52
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硬X射线光电子能谱研究表面活化键合GaAs/Si结中退火对埋氧层的影响
摘要： 采用表面活化键合与选择性湿法刻蚀工艺制备的约10纳米厚GaAs薄膜/Si衬底结，通过硬X射线光电子能谱进行测量。Ga 2p3/2和As 2p3/2芯能谱中Ga-O和As-O信号的化学位移表明：由于表面活化过程，在邻近GaAs/Si界面的部分GaAs薄膜区域形成了氧化物。对Ga-O和As-O信号的分析显示，经过最高400°C的键合后退火处理，这类埋藏氧化物的厚度减小。这意味着处于亚稳态的键合界面电学性能通过退火得到改善。该氧化物厚度与透射电镜观察到的GaAs/Si界面处类非晶过渡层厚度存在差异。
关键词： 埋入界面、表面活化键合、GaAs/Si、硬X射线光电子能谱
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于稀氮化合物的多壳层纳米线在1微米处的近红外激光发射
摘要： 一种发射近红外（NIR）波长的相干光子源是电信、光学气体传感、生物成像及计量学等多种应用的核心。作为微型光学谐振腔和光子增益介质的NIR发射半导体纳米线（NWs），是实现此类目标的最佳纳米材料之一。本研究展示了仅含2.5%氮的GaAs/GaNAs/GaAs核/壳/盖层稀氮纳米线在1微米处的NIR激光发射。所实现的激光具有"S"型泵浦功率依赖特性和发射线宽窄化特征。通过分析不同单根纳米线的激光性能，推导出阈值增益g_th为4100-4800 cm?1，自发辐射耦合因子β高达0.8，证明了此类纳米光子材料的巨大潜力。激光模式源自单根纳米线法布里-珀罗腔的基模HE11a模式，呈现沿纳米线轴向的光学偏振。根据激光发射的温度依赖性，估算出高特征温度T?为160(±10) K。因此，我们的研究结果表明，得益于这种稀氮材料的优异合金可调性和卓越光学性能，为实现室温NIR纳米线激光器提供了极具前景的替代途径。
关键词： 稀氮化物、GaAs/GaNAs/GaAs核/壳/盖结构、纳米线激光器
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于单壁碳纳米管顶层应用的砷化镓基太阳能电池新型设计策略
摘要： 提高太阳能电池效率的尝试涉及其所有组成部分，并与制造工艺直接相关。虽然目前高效光伏器件最有前景的材料平台仍是III-V族半导体，但引入具有独特导电性与透明度组合特性的新型材料（如单壁碳纳米管SWCNTs）可能显著提升器件性能。本文首次报道了采用SWCNTs顶接触的薄膜GaAs太阳能电池的制备与表征结果。我们通过光学和电子束诱导电流技术研究了SWCNTs薄膜与半导体结构间的接触。相比传统金属栅极接触电池，该器件展现出更优性能——功率转换效率从10.6%提升至11.5%，这源于光电流收集效率的增强以及发射层中寄生光吸收的降低。我们展望未来可利用SWCNTs的多功能性来制造高效光伏器件（包括柔性太阳能电池）。
关键词： 电子束感应电流（EBIC）、外量子效率（EQE）、太阳能电池、砷化镓（GaAs）、单壁碳纳米管（SWCNT）、光束感应电流（OBIC）
更新于2025-09-23 15:21:01
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具有GaAs/AlGaAs量子阱的平面波导中光诱导的强耦合与弱耦合态间转变
摘要： 平面波导中的激子极化激元因其较大的波导面内群速度，在极化激元电路应用中备受关注。我们展示了基于AlGaAs平面波导（含GaAs/AlGaAs量子阱）通过光调控激子极化激元耦合的能力。随着光照强度增加，强耦合与弱耦合状态之间的转变现象，可通过量子阱充电导致的激子模式损耗增强来解释。该假设通过共振照明的反射光谱实验得到验证。
关键词： AlGaAs、GaAs、平面波导、强耦合、量子阱、激子-极化激元、弱耦合
更新于2025-09-23 15:21:01
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键合后退火对GaAs/Si键合界面的影响及其在基于牺牲层蚀刻的多结太阳能电池中的应用
摘要： 通过牺牲层（SL）刻蚀技术，可将GaAs衬底与采用表面活化键合（SAB）工艺制备的III-V外延衬底//硅衬底结区分离。键合后低温（300℃）退火对实现优异（约90%）的键合良率起关键作用。通过硬X射线光电子能谱和GaAs//Si键合界面的电流-电压测试研究了退火效应，发现低温退火使界面氧原子浓度降低，电阻降至1.6-2.1 mΩ·cm2。分离后的GaAs衬底暴露表面未检测到X射线光电子能谱中的氟化铝复合物，表面粗糙度均值≈0.25-0.30 nm。采用SL刻蚀制备的GaAs//Si结区所制造的双结电池特性，与键合后溶解GaAs衬底工艺制造的电池几乎相同。这些结果表明：结合SL刻蚀与SAB技术，可在兼容GaAs衬底重复利用的工艺流程中制备多结电池。
关键词： 牺牲层蚀刻，GaAs//Si双结电池，表面活化键合，低温退火，外延剥离
更新于2025-09-23 15:19:57
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数值优化与复合效应对垂直隧道结（VTJ）砷化镓太阳能电池在高达万倍聚光条件下的影响
摘要： 超高效聚光光伏系统（UHCPV，通常指聚光比超过1000倍）被视为研发新一代高效低成本聚光光伏系统的最具前景方向之一。然而当前聚光电池的结构因极高聚光比下不可避免的串联电阻损耗而阻碍了其发展。本研究采用先进TCAD技术，对作者团队新近提出的垂直隧穿结（VTJ）结构性能展开研究。我们重点优化影响其性能的关键参数，并深入探究主要复合机制及高达10000倍聚光比的影响。结果表明这两种因素对新结构性能影响甚微，在10000倍聚光比下测得创纪录的32.2%转换效率。这为单结电池实现30%以上的顶尖效率提供了可行路径，也为开发适用于超高聚光通量的竞争性聚光光伏系统开辟了新方向。
关键词： 隧道二极管，聚光光伏，垂直太阳能电池，串联电阻，砷化镓（GaAs）
更新于2025-09-23 15:19:57
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不同生长速率下生长的隧道结对InGaP/GaAs双结太阳能电池光学特性及效率提升的影响
摘要： 采用金属有机化学气相沉积法生长的InGaP/GaAs双结太阳能电池（DJSCs）的光学特性通过变温与激发功率依赖的光致发光（PL）测试进行了研究。所分析的InGaP/GaAs DJSC样品具有相同结构，但对应的隧穿结生长速率不同（分别为1.0和1.5 ?/s）。10K温度下测量的两种样品PL光谱均显示~1.97 eV处存在强主峰，以及~1.94 eV处的弱肩峰，分别对应无序与有序InGaP的发射。低激发功率下观察到~1.91 eV处的PL峰，源自施主-受主对（DAP）跃迁。随着温度升高，生长速率为1.0 ?/s的样品中与DAP相关的发射相比1.5 ?/s样品的占比降低。由于缺陷态更少，生长速率为1.0 ?/s的样品功率转换效率较1.5 ?/s样品有所提升。本研究有助于理解InGaP/GaAs DJSCs的发光特性，这对制备高效太阳能电池具有重要价值。
关键词： InGaP/GaAs，生长速率，光致发光，双结太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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高效多量子阱三结串联太阳能电池
摘要： 本工作展示了一种基于砷化铟镓/砷化镓多量子阱（MQW）结构的高效太阳能电池设计。该太阳能电池的主要关注点在于其制备复杂性、设计复杂度及效率问题。串联太阳能电池旨在吸收最大量的太阳能，在串联结构中，不同的正负结负责吸收太阳光谱的不同波段。此外，嵌入式MQW结构也有助于提升太阳能电池的效率。据报道，不同材料结构中串联太阳能电池的最大效率约为45%-46%。通过合理匹配晶格匹配半导体等材料参数及串联电池厚度可进一步提升效率。本文介绍了一种效率达50%左右的串联太阳能电池，对比研究表明所提电池具有更优性能。同时开发了用于太阳能电池仿真的图形用户界面。
关键词： 串联太阳能电池、多量子阱、InGaAs-GaAs、量子阱、太阳能电池
更新于2025-09-23 15:19:57
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GaAs(111)A倾斜衬底上液滴外延量子点成核过程中的温度激活维度交叉现象
摘要： 在具有2°向(111?2)方向斜切的GaAs(111)A衬底上，观察到镓液滴成核行为中存在两种成核机制随温度变化的转变。低温(<400°C)时，液滴密度与温度及束流的关系符合二维扩散成核机制；升高温度后则呈现不同机制，其标度行为表明成核维度从二维降为一维。我们认为这是由于有限宽度的台阶面及台阶边缘显著的Ehrlich-Schw?bel势垒阻碍了垂直于台阶方向的吸附原子扩散所致。
关键词： 量子点，GaAs(111)A面，维度交叉，液滴外延，成核
更新于2025-09-19 17:13:59