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- 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)
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硫醇和二硫醇自组装单层功能化金/砷化镓基肖特基二极管的氮氧化物传感性能
摘要： 本工作采用烷基硫醇功能化的GaAs基肖特基二极管制备了高选择性、低功耗的NOx气体传感器。通过浸渍法在n-GaAs衬底Au(111)肖特基接触表面形成自组装单分子层(SAM)。利用循环伏安法(CV)表征了不同末端基团、碳链长度(CN)、浸渍时间(tim)及烷基二硫醇浓度下SAM与Au(111)的吸附行为，采用紫外-可见分光光度计测定了NOx分子与SAM的相互作用。研究了器件在适宜条件下不同温度和NOx气体浓度中的传感性能，实验表明在25℃时对100ppm NO2和NO环境分别获得49.6和35.5的良好响应值，且在空气和氮气环境中表现出相似的传感特性，证实该器件是NOx传感应用的有力候选器件。
关键词： 二烷基二硫醇、氮氧化物、气体传感器、肖特基二极管、砷化镓、自组装单分子层（SAM）
更新于2025-09-12 10:27:22
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由空间电荷波形成的分布式反馈双频激光器
摘要： 研究了基于n-GaAs半导体的平面光波导中，由空间电荷波（SCW）形成的光栅所引发的TE光学波放大与产生机制。针对受扰动的n-GaAs波导，计算了相同模指数（m=n=0）的TE模式反射率与透射率随泵浦水平和光波-SCW相互作用长度的变化关系。结果表明：即使在高光学泵浦条件（放大系数γ≈150 cm?1）及相应SCW-光波相互作用长度下，当介电常数调制深度较小时（Δε≈10??），不仅可实现光学模式放大，还能在10.6微米波长处产生前向与后向光波模式。该成果可用于研制基于SCW-光波相互作用、工作于近中红外波段的可调谐半导体激光发生器。
关键词： 半导体波导，砷化镓，空间电荷波，激光产生
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过高通量外延剥离技术实现可见光GaAs与近红外InGaAs单片集成，用于多色光电探测器及高分辨率成像系统
摘要： 本研究通过高通量外延剥离（ELO）工艺，将由体材料p-i-n结构可见光GaAs与近红外InGaAs器件构成的多色光电探测器（PDs）进行了单片集成。为实现集成结构中的多色检测，采用Y2O3键合层将GaAs PDs转移至InGaAs PDs上，从而同步探测可见光与近红外光子并最小化光学损耗。X射线衍射（XRD）测量显示，GaAs顶层PD与InGaAs底层PD垂直对准且无倾斜。电学表征表明，各PD暗电流相较参比器件变化可忽略。通过光学测量与模拟，分别清晰揭示了材料吸收区在可见光与近红外波段的光响应特性。最终我们实现了可见光与近红外区域的同时多色检测，且各PD可独立工作互不干扰。这些成果显著提升了多色PD制备技术，能在单基底上形成基于体材料的高像素密度、近乎完美垂直对准的多色PD阵列，为高分辨率多色成像提供了关键支持。
关键词： 高分辨率成像、多色光电探测器、铟镓砷（InGaAs）、外延剥离技术、砷化镓（GaAs）
更新于2025-09-12 10:27:22
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采用与薄型柔性砷化镓太阳能电池直接集成的柱面透镜的平面型聚光光伏技术
摘要： 聚光光伏技术通过透镜和/或反射镜等光学元件收集入射光，从而减少昂贵半导体材料的使用，但这类系统通常需要笨重或沉重的双轴太阳能跟踪器，并需专用安装场地。本文报道了一种平面型聚光光伏系统，其采用柱面透镜结构，并将柔性砷化镓太阳能电池直接集成于曲面基底上。该平面聚光系统能全天保持聚焦光束宽度和角度恒定地作用于集成太阳能电池。通过不同入射角下的计算与实验研究验证了该设计的优势。在建筑屋顶或侧墙安装定制柱面透镜太阳能跟踪器的示范应用，证实了该方案的可行性。
关键词： 太阳能跟踪器、柔性太阳能电池、柱面透镜、聚光光伏（CPV）、砷化镓
更新于2025-09-12 10:27:22
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宽带隙钙钛矿/砷化镓串联太阳能电池
摘要： 砷化镓（GaAs）光伏电池因其薄膜可行性、柔性和高效率等优点被广泛研究。为进一步提升性能，研究者采用双端（2T）串联结构集成了带隙更宽的磷化铟镓（InGaP）等光伏材料。然而这会增加整体制造成本，不可避免地需要复杂的隧穿结二极管连接子电池，且材料受晶格匹配限制。本研究开发了与InGaP带隙相当（1.8-1.9 eV）的高效稳定宽带隙钙钛矿光伏层，可作为低成本增效层通过串联结构将GaAs电池效率从21.68%提升至24.27%（2T结构）和25.19%（4T结构）。该方法同样适用于薄膜GaAs电池——这对降低商业化制造成本至关重要，在串联结构中效率从21.85%提升至24.32%并具有优异柔性（1000次弯折）。研究还探讨了实现超过30%稳定效率的钙钛矿/GaAs串联电池（成本低于InGaP/GaAs）的潜在途径。这项工作为提升GaAs光伏技术的实用性迈出了第一步：在不显著增加成本的前提下，增强其在轻量化和柔性应用中的性能表现。
关键词： 砷化镓、相分离、钙钛矿/砷化镓叠层电池、薄膜柔性叠层电池、宽带隙钙钛矿
更新于2025-09-12 10:27:22
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横向GaAs/AlGaAs量子点中单空穴电调谐有效g因子
摘要： 受限自旋的g因子电调谐是自旋量子比特领域长期追求的目标。本研究利用电偶极自旋共振（EDSR）技术在栅控GaAs双量子点空穴器件中实现了这一目标。这种可调谐性源于GaAs价带中强烈的自旋-轨道相互作用（SOI）。SOI使得跨量子点的自旋翻转隧穿成为可能，该效应与简单的自旋守恒电荷输运相结合，形成了可调谐的杂化自旋-轨道分子态。通过EDSR实验证明：随着量子点间失谐量或磁场的变化，分隔两个最低能级的能隙会从类电荷激发转变为类自旋激发。在类自旋区域，该能隙可通过有效g因子表征——由于自旋-电荷杂化效应，其数值不同于体材料值，并能通过栅压实现平滑灵敏的调控。
关键词： g因子、自旋量子比特、电偶极自旋共振、空穴自旋、量子点、砷化镓、自旋轨道相互作用
更新于2025-09-12 10:27:22
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槽式聚光光伏热系统性能提升研究综述
摘要： 本文概述了通过优化槽式聚光光伏热系统的不同组件和运行参数来提升系统性能的研究进展。首先研究了四种太阳能电池阵列的性能，其中三结砷化镓电池展现出优良的性能特性。随后通过将反射镜反射率从0.69提升至0.92，阐述了提高聚光器反射率对改善TCPV/T系统性能的重要性，从而使电池阵列的最大功率得以提升。此外还探讨了矩形和三角形接收器形状在最大化利用太阳辐射方面的作用。
关键词： 聚光器反射率、砷化镓、光伏电池、槽式集热器、传热
更新于2025-09-12 10:27:22
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[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） - III-V族半导体中的光驱动阿秒电子动力学
摘要： 对光诱导固体中超快电子动力学的基本理解，对于未来在拍赫兹频率范围内工作的高速电光器件具有重要意义。近年来，多篇文献表明利用阿秒瞬态吸收光谱（ATAS）技术，可在几飞秒至亚飞秒时间尺度上解析并控制半导体与电介质中的载流子动力学。这些实验均采用非共振泵浦脉冲（即泵浦光子能量小于相应带隙）。与此不同的是，我们首次解析了由共振强激光脉冲诱导的阿秒载流子动力学。研究对象是具有技术重要性的窄带隙半导体——砷化镓（GaAs）中的阿秒电子响应。
关键词： 砷化镓，III-V族半导体，阿秒瞬态吸收光谱，超快电子动力学，阿秒电子动力学
更新于2025-09-11 14:15:04
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弱耦合GaAs/AlGaAs超晶格在三种不同电流自振荡模式下产生的太赫兹辐射
摘要： 通过并联多个弱耦合GaAs/AlGaAs超晶格(SL)台面结构，其射频调制太赫兹(THz)发射功率得到提升。每个SL台面都是具有独立振荡频率和模式的自激振荡器。当处于滞后环不同偏压下的非全同SL台面耦合时，会产生电流自激振荡的混沌、准周期和频率锁定模式。实验发现：当三个并联SL台面偏置于电流自激振荡的频率锁定与准周期模式时，可检测到THz辐射；而处于混沌模式时，THz发射强度则降至噪声水平。
关键词： 当前自激振荡、准周期模式、太赫兹辐射、频率锁定模式、砷化镓/铝镓砷超晶格、混沌模式
更新于2025-09-11 14:15:04
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单片三结砷化镓光伏器件中各子电池的光谱响应测量
摘要： 多结光伏器件在太阳能电池和无线能量传输领域均受到关注。本文展示了一种仅由不同厚度GaAs子电池构成的单片三结光伏器件中各子电池的光谱响应特性，阐明了在模拟太阳光照条件下各GaAs子电池间的电流匹配情况。此外，各子电池的光谱响应曲线表明：在波长为405、660和785纳米的激光照射下，其功率依赖性光谱响应主要由顶部GaAs子电池决定——该子电池具有略低的并联电阻，并受到发光耦合效应的影响。
关键词： 发光耦合、光伏器件、光谱响应、多结、砷化镓
更新于2025-09-11 14:15:04