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oe1(光电查) - 科学论文

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出版时间
  • 2019
研究主题
  • 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
应用领域
  • 材料科学与工程
机构单位
  • The University of Tokyo
  • Taiyo Nippon Sanso Corporation
  • National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
86 条数据
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  • [2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019.6.16-2019.6.21）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 材料体系早期潜在表面与体相质量的荧光激发光谱表征

    摘要： 光致发光激发光谱（PLE）是一种非接触式表征技术，可用于量化直接带隙实验半导体材料及器件中的肖克利-里德-霍尔（SRH）寿命和复合速度。该技术无需开发有效接触工艺即可实施，因此对评估表面钝化效果及中间制备工艺也具有重要价值。本文提出一种新型实验性PLE系统，可对上述参数进行基于精度的量化测量，并实现PLE绝对特性表征。绝对PLE测量可直接计算新型光伏（PV）材料体系及器件的开路电压（VOC）。该系统关键性能包括：300纳米至1.1微米的连续激发光谱范围、自动化表征功能、最高1纳米波长分辨率（较先前研究提升高达60倍），以及降低数据后处理所需的椭偏仪要求。我们采用GaAs双异质结（DH）和InP晶体晶圆作为校准标准，通过与基于LED的PLE数据进行对比，验证了该新系统所获结果的有效性。

    关键词： 光伏电池、磷化铟、载流子寿命、砷化镓、光致发光

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年5月22-24日 印度蒂鲁吉拉帕利 IEEE 2019 TEQIP III资助国际微波集成电路、光子学与无线网络会议(IMICPW)] 2019年TEQIP III资助国际微波集成电路、光子学与无线网络会议(IMICPW) - 基于砷化镓光子晶体的偏振分束器设计

    摘要： 光子晶体因其独特的性能和更广泛的应用领域吸引了众多研究人员。本文借助光子能带图和自准直方法，开发了一种基于光子晶体的偏振分束器。该光子晶体分束器采用六角晶格结构构建，将砷化镓棒置于空气中。为获得能带图，设定棒体半径为100纳米，晶格常数为500纳米。利用RSOFT软件对所开发的偏振分束器进行仿真。仿真结果表明，该分束器设计对TE模和TM模均实现了更优的透射光谱和光场分布，相比现有分束器降低了功率损耗，所提模型的透射率达到90%。

    关键词： 偏振分束器，光子晶体，砷化镓

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第44届国际红外、毫米波与太赫兹波会议（IRMMW-THz）- 法国巴黎（2019.9.1-2019.9.6）] 2019年第44届国际红外、毫米波与太赫兹波会议（IRMMW-THz）- GaAs/In<sub>0.20</sub>Ga<sub>0.80</sub>As核壳纳米线中的等离子体非线性效应

    摘要： 我们研究了由几兆伏每厘米量级强太赫兹场共振驱动的GaAs/In0.20Ga0.80As核壳纳米线的等离子体响应。随着驱动太赫兹场增强，等离子体模式呈现系统性红移且光谱权重受到抑制。值得注意的是，等离子体参数的标度行为不符合常规的二次方规律，这表明纳米线内存在非均匀的谷间电子散射。

    关键词： 太赫兹场、谷间电子散射、砷化镓/铟镓砷（镓组分0.20）、等离激元非线性、核壳纳米线

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 作为砷化镓基光伏转换器光学元件的砷化铟镓横向纳米结构

    摘要： 首次研究了在GaAs(100)表面通过磷和铟蒸气在准封闭体积内催化生长横向Ga(In)AsP纳米结构作为光伏器件减反射涂层的可能性。研究表明，在固定生长温度下，通过改变生长时间可调控表面形貌。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜对表面形貌进行表征，发现400-800纳米波长范围内表面的减反射特性与其结构相关。将该涂层应用于GaAs基光电池时，显著提升了光伏转换器的外量子效率。

    关键词： 砷化镓(铟)磷、纳米结构、减反射涂层、催化生长

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 巴西圣保罗(2019.8.26-2019.8.30)] 2019年第34届微电子技术与器件研讨会(SBMicro) - 亚单层量子点红外探测器中量子限制各向异性的研究

    摘要： 采用分子束外延技术在GaAs(001)衬底上生长了亚单层量子点红外探测器(SML-QDIP)，并通过常规光学光刻、湿法刻蚀及电子束金属化工艺进行制备。此外，将器件一侧抛光至45度角以实现s偏振和p偏振光的测量。通过垂直入射和45度角两种方式研究器件的电光特性，以探究亚单层量子点在横向与纵向的量子限制效应。测得s偏振与p偏振光电流比介于0.10至0.43之间，表明这种新型量子点的横向限制仍弱于纵向限制，但优于应变自组装生长模式制备的传统量子点。在30K温度和0.9V偏压下，垂直入射时的最大比探测率达到1.3×1011 cm·Hz1?2/W。

    关键词： 量子点，砷化镓，分子束外延，红外探测器，光刻技术，亚单层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于超薄锗缓冲层的硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容砷化镓金属-半导体-金属光电探测器（GaAs MSMPD）用于可见光光子学应用

    摘要： III-V族材料在硅衬底上的单片集成，展现出下一代光电器件最具前景、成本效益且多功能的实现方案。本研究报道了通过金属有机化学气相沉积技术在硅衬底上集成的GaAs金属-半导体-金属光电探测器。该器件架构基于采用超薄低温锗缓冲层在硅衬底上生长的GaAs有源层——锗硅异质结构作为"虚拟"衬底，有效降低了GaAs器件层的整体结构缺陷。通过优化金属-半导体结特性（具体在金属/GaAs界面插入超薄Al2O3中间层），实现了暗电流的有效抑制与界面缺陷的钝化。由此获得电子和空穴的肖特基势垒高度分别为0.62 eV和0.8 eV。制备了直径30至140微米的圆形器件，在1.0 V反向偏压、30微米器件直径条件下，测得室温暗电流约48 nA。该GaAs金属-半导体-金属结构在5 V反向偏压、850 nm波长下展现出优异性能：光电响应度达(0.54±0.15) A/W，探测率约4.6×10^10 cm Hz^(1/2) W^(-1)。该方法为硅平台上GaAs的单片集成提供了重要技术路径，且可拓展应用于其他III-V族材料及晶格失配体系，实现高性能多波段光电器件开发。

    关键词： 砷化镓、可见光光子应用、金属-半导体-金属光电探测器、锗缓冲层、互补金属氧化物半导体（CMOS）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于GaInP/Ga(In)As/Ge异质结构的多结太阳能电池中提高Ga(In)As子电池光电流的方法

    摘要： 对三结GaInP/Ga(In)As/Ge太阳能电池中Ga(In)As子电池的光谱特性进行了实验与理论研究。研究发现：在Ga(In)As子电池中采用最佳厚度（Ga0.51In0.49P为100 nm、Al0.4Ga0.6As为110 nm、Al0.8Ga0.2As为115 nm）的宽带隙"窗口"层可使响应光电流提升约0.5 mA/cm2；将GaInP子电池后势垒材料从Al0.53In0.47P改为p+-Ga0.51In0.49P或AlGaAs，可使Ga(In)As子电池短路电流额外增加约0.8 mA/cm2；用宽带隙n++-Ga0.51In0.49P层替代隧道二极管中的n++-GaAs层可使光电流提升约1 mA/cm2。

    关键词： 亚细胞、砷化镓、数学建模、光电流、太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 界面诱导的混合石墨烯/砷化镓光电探测器高响应度

    摘要： 基于二维（2D）/三维（3D）半导体异质结结构的光电探测器正成为高灵敏度应用的新兴候选器件。这类混合光电探测器的性能与其电流增益机制密切相关，其中载流子循环是最常报道的机制。近期针对二维石墨烯/零维（0D）量子点异质结构，由于量子点费米能级易于调控的特性，研究者提出了费米能级对齐机制。本文基于二维石墨烯/三维砷化镓（GaAs）混合结构，通过对比测量配置提出并验证了一种利用该费米能级对齐过程的界面诱导增益机制。由于砷化镓表面态密度较高，光生空穴易在石墨烯/砷化镓界面处被捕获，该过程可通过能级对齐效应轻易降低界面费米能级及石墨烯中的费米能级。结合石墨烯的高载流子迁移率特性，器件实现了2520的最大电流增益和1321 A W?1的响应度。本研究阐明了界面态在部分二维/三维混合器件增益特性中的作用，其结论对优化器件设计具有重要指导意义。

    关键词： 界面诱导增益、砷化镓、响应度、光电探测器、石墨烯

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 电子与质子辐照下砷化镓太阳能电池老化的数值模拟

    摘要： 尽管砷化镓（GaAs）太阳能电池已被证实能在太空工作环境中保持相对稳定，但其易受老化效应影响，导致性能逐渐退化。太阳能电池的使用寿命受其所受辐射损伤程度的制约，这一关键因素直接影响其在实际应用中的表现。本文旨在通过数值模拟研究太空环境中老化对GaAs太阳能电池主要特性的影响。模拟结果显示，经过15年运行周期后，其电学特性出现显著退化——大气质量零（AM0）条件下的转换效率从未辐照电池的19.08%持续下降至太空任务15年后的10.38%。即便在低剂量粒子辐照条件下，经过15年太空任务使用后性能仍会明显降低。数值模拟结果同时表明：短路电流、开路电压及转换效率均随时间推移逐渐下降。此外，计算得出的性能演变曲线与导航技术卫星2号（NTS-2）、工程试验卫星五号（ETS-V）及导航卫星授时与测距系统（NAVSTAR）任务中地球静止轨道卫星搭载的GaAs基太阳能电池实测数据高度吻合，这验证了本文提出的老化定律——该定律综合考虑了粒子累积辐照剂量及器件结构中不同电子/空穴陷阱的影响。

    关键词： 空间应用、模型、退化、砷化镓（GaAs）太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于溶液法制备的MoS<sub>2</sub>量子点/GaAs垂直异质结构的高性能自供电光电探测器

    摘要： 本文介绍了一种采用溶液法在GaAs上制备的0D/3D异质结光电探测器特性。该研究使用通过标准声化学剥离工艺制备的二维层状材料合成的约2纳米尺寸MoS2量子点。显微和光谱分析证实形成了半导体相（2H相）MoS2量子点。探测器采用两种不同掺杂浓度的n型GaAs衬底制备，在n型0D MoS2量子点与块体n-GaAs之间形成n-n异质结。高掺杂浓度GaAs制备的器件在光照下反向电流增加约102量级，而低掺杂浓度器件则呈现约103量级的增幅。所有异质结光电探测器在400-950纳米可见光波段均呈现宽带响应，峰值响应度出现在500纳米处。即使不施加外部偏压，器件仍表现出约400 mA/W的峰值响应度和约4×1012 Jones的探测率，适用于自供电光电检测。结果表明，基于胶体MoS2/GaAs的混合异质结构为利用高吸收MoS2量子点制备宽带光电探测器提供了平台，这可能为开发具有优异探测性能的下一代光电器件指明方向。

    关键词： 二硫化钼、探测率、量子点、光电探测器、垂直异质结构、砷化镓

    更新于2025-09-12 10:27:22