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oe1(光电查) - 科学论文

206 条数据
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  • 感应耦合等离子体刻蚀对具有GaN/AlN周期性堆叠结构的APD的I-V曲线的影响

    摘要： 电感耦合等离子体（ICP）广泛应用于III族氮化物材料的干法刻蚀，其中GaN与AlN的刻蚀参数差异显著。本文针对雪崩光电二极管制备中GaN/AlN周期性堆叠结构（PSS）的ICP干法刻蚀工艺参数开展了深入研究与优化，通过调控Cl2/BCl3/Ar等离子体流量比、偏压及ICP刻蚀的GaN对SiNx选择比，实现了优异的表面形貌与近垂直侧壁。研究发现Cl2流量对GaN/AlN材料的刻蚀速率与表面粗糙度影响显著。经工艺优化后，刻蚀表面的均方根粗糙度（RMS）仅为1.46 nm，接近原生长表面。将该优化ICP干法刻蚀工艺应用于GaN/AlN PSS雪崩光电二极管（APD）制备，在-90 V偏压下暗电流从3.6 A/cm2抑制至8.2×10?3 A/cm2。

    关键词： 氮化镓/氮化铝，暗电流，分子束外延，感应耦合等离子体，雪崩光电二极管

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用PECVD法通过超薄铂催化剂在GaN LED外延片上制备无转移类石墨烯薄膜用于透明电极应用

    摘要： 本工作直接在氮化镓(GaN)/蓝宝石发光二极管(LED)衬底上无转移生长类石墨烯薄膜(GLTFs)，并研究其电学、光学及热学特性以评估透明电极应用潜力。采用超薄铂(2 nm)作为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)催化剂，通过调整生长参数将GaN晶圆的高温暴露降至最低(沉积温度低至600°C)，确保GaN外延层完整性。对比Pt-GLTF GaN LED器件与纯Pt LED器件发现，前者在表面方阻、功耗及温度分布等关键指标均更优(光学透过率除外)，证实所开发的GLTF基透明电极具有优异的电流扩展、注入及散热功能。最重要的是，该技术无需材料转移，为GaN基光电器件透明电极提供了可扩展、可控、可重复且与半导体工艺兼容的解决方案。

    关键词： 透明电极、无转移工艺、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、发光二极管（LEDs）、散热、氮化镓、石墨烯

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于GaN紫外探测器低温光学调谐的带环形结构的双面透镜

    摘要： 本研究旨在利用具有环形结构的多功能微透镜提升氮化镓紫外（UV）探测器在低温环境下的光学灵敏度。这种独特的双表面环形结构微透镜（DSLR）采用可固化聚合物与三维打印模具制备而成，包含上下两个主要区域：上部区域作为光滑透镜表面，通过延缓低温结霜来聚焦入射紫外光线；下部区域则用于捕获凝结水滴，从而仅允许局部结霜形成。与未覆盖DSLR的探测器相比，搭载该透镜的探测器在低温环境下（-20°C至-1.2°C温度范围内光电流提升约13.85%）产生了更强的光电流。研究结果表明，这种简易、经济且多功能的聚合物双表面透镜可有效提升各类低温环境（如北极地区、外太空及低温恒温器内部环境）中的紫外探测灵敏度。

    关键词： 光电探测器，双面，氮化镓，环形结构，低温，微透镜

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • Al0.1Ga0.9N/GaN三量子阱激光器的阈值电流密度

    摘要： 半导体激光器因其相干性、高强度等独特特性，被广泛应用于解决科学、军事、医疗、工农业等领域的诸多问题，其中氮化镓（GaN）基器件在该领域效率最高。当前技术发展表明，GaN与高效可持续电子及光电器件存在紧密关联。通过研究Al0.1Ga0.9N/GaN三量子阱激光器结构的阈值电流密度，确定了影响该参数的关键因素最佳值——包括量子阱宽度、有源区平均厚度、腔长、腔镜反射率及光学限制因子。在室温条件下，当量子阱宽度（w=2.5纳米）、腔镜反射率（R1=0.75，R2=0.9）、腔长（L=2毫米）、有源区平均厚度（d=11.5纳米）及光学限制因子（Γ=0.034）时，获得最佳阈值电流密度值为2670安培/平方厘米。

    关键词： 阈值电流密度，氮化镓，多量子阱激光器，氮化铝镓

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光技术及其应用 || 可调谐高功率外腔GaN二极管激光系统在可见光谱范围内

    摘要： 本章展示了基于GaN宽条二极管激光器（BAL）的Littrow外腔蓝绿双色高功率可调谐二极管激光系统。蓝色激光系统在高功率应用中实现了1.4纳米调谐范围内约530毫瓦的输出功率；在宽调谐范围应用中实现了6.0纳米调谐范围内约80毫瓦的输出功率。绿色激光系统在高功率应用中实现了2.1纳米调谐范围内约480毫瓦的输出功率；在宽调谐范围应用中实现了9.2纳米调谐范围内50毫瓦的输出功率?；诶堵掏馇籊aN二极管激光系统的实验结果，研究了外腔二极管激光系统的调谐范围与输出功率优化方案。所得结论可为不同需求下外腔二极管激光器的光栅选型提供指导。通过实验研究了绿色激光系统的时间动力学特性，首次在具有外腔光栅反馈的BAL中观测到脉冲包络振荡现象。

    关键词： 可调谐外腔二极管激光器、不稳定性与混沌、氮化镓

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019化合物半导体周（CSW）- 日本奈良（2019.5.19-2019.5.23）] 2019化合物半导体周（CSW）- 氮化物纳米晶体：从低阈值紫外激光二极管到高效人工光合作用

    摘要： 无位错III族氮化物纳米晶体已成为微型LED、低阈值紫外激光二极管及高效人工光合作用的基础构建单元。我们探讨了这类纳米晶体的外延生长、结构特性、电子特性及光学特性，并报道了采用无位错纳米晶体实现电泵浦低阈值紫外激光二极管的成果。此外，我们还首次展示了能在>2%效率水平下稳定运行>500小时、实现直接太阳能水分解的人工光合作用系统。

    关键词： 激光，氮化镓，太阳能

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019全球可见光通信大会(GLC) - 法国巴黎 (2019.6.12-2019.6.13)] 2019全球可见光通信大会(GLC) - 面向高速可见光通信的微LED设计与制造

    摘要： 在本研究中，我们探究了适用于不同尺寸且符合器件表征要求的InGaN/GaN基P-I-N结构。采用多种设计方案完成制备，并针对微米级器件（尺寸范围5×5 μm2至100×100 μm2）的制造工艺进行了光刻、刻蚀、金属沉积及钝化等环节的优化。我们研究了平面与垂直构型的微光电二极管，通过设计制备共面射频传输线来降低寄生电容影响，由此评估了尺寸效应对器件速度（进而影响截止频率）的制约作用。测试显示直径25μm器件的@-3dB截止频率达1.5 GHz，该结果证明其作为光无线保密通信技术组成部分时具备满足LiFi需求的潜力。

    关键词： LiFi、器件制造、频率、氮化镓

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 高压AlInGaN LED芯片

    摘要： 基于AlInGaN异质结构的高压发光二极管（LED）倒装芯片被研发并制造。该LED倒装芯片由16个串联连接的元件组成，每个元件均为常规LED。总尺寸为1.25×1.25毫米的芯片设计工作电流为20毫安，正向电压为48伏。为改善芯片元件有源区的电流分布均匀性并最小化n型接触所占区域损耗，通过采用中间绝缘介质层的两级金属化布局，将这些元件的n型接触焊盘布置在p型接触区域内。接触焊盘的排布拓扑结构通过数值模拟开发完成。通过在制造n型和p型接触以及载流条时使用在LED发射波长下具有高反射率的金属组合，实现了芯片量子效率的提升。

    关键词： 发光二极管，倒装芯片设计，LED芯片，氮化镓，高压芯片

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 电调谐纳米线量子点发射体的关联电光与结构研究

    摘要： 嵌入半导体纳米线中的量子点，是制备单光子器件的理想平台。要全面理解这些对象的物理特性，需要将同一纳米结构的光学、电学和结构特性相互关联。本研究通过施加外偏压，探究了氮化镓纳米线中单量子点发光的光谱可调性。我们将纳米线分散并接触在电子束透明的氮化硅薄膜上，从而能在同一样品上同步进行透射电镜观测、光电流测量及偏压条件下的微区光致发光测试。当外电场补偿或增强由自发极化与压电极化产生的内建电场时，单量子点的发射光谱会出现蓝移或红移现象。通过对两个分别发射327.5纳米和307.5纳米波长的纳米线样本进行详细研究，发现其光谱偏移速率分别为20毫电子伏特/伏特和12毫电子伏特/伏特。基于精确异质结构建模的理论计算，很好地解释了实验观测结果。当偏压诱导的能带弯曲足够强，促使量子点中的电子向纳米线主干或顶端隧穿时，光谱偏移达到饱和，并可观察到与带电激子相关的附加跃迁。

    关键词： 氮化镓、量子点、量子限制斯塔克效应、微区光致发光、异质结构、纳米线

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 采用串联GaN微LED阵列的Gb/s水下无线光通信

    摘要： 高速无线通信在许多工业和科学水下应用中极具需求。声学通信存在高延迟和有限数据速率的缺点，而射频通信则受海水衰减的严重限制。光学通信是一种前景广阔的替代方案，能提供高传输速率（可达Gb/s），且可见光波段在水中的衰减相对较低。我们在此展示采用串联微发光二极管（μLED）阵列的方案——该阵列由6个直径60微米或80微米的μLED像素组成，工作波长450纳米。这些器件在保持较高调制带宽的同时提升了输出功率。通过正交频分复用（OFDM）技术，我们在清水中实现了最高4.92 Gb/s（1.5米）、3.22 Gb/s（3米）和3.4 Gb/s（4.5米）的水下无线数据传输，对应误码率分别为1.5×10?3、1.1×10?3和3.1×10?3；在浊水中更实现了超过5个衰减长度（ALs）距离的兆比特级传输速率。

    关键词： 水下无线光通信、氮化镓、微发光二极管阵列、浑浊水域

    更新于2025-09-12 10:27:22