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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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  • 利用光谱椭偏仪监测垂直腔面发射激光器应用中的亚波长光栅结构

    摘要： 基于砷化镓的垂直腔面发射激光器（VCSELs）因其广泛应用于成像技术、光学传感器和互连领域，已成为增长最快的市场之一。这类激光二极管的稳定单模运行通常通过在砷化镓半导体表面形成亚波长结构来实现。在制造过程中，人们期望能快速且最好是非接触式地检测这些纳米结构。基于光谱椭偏仪的计量方法已成为半导体行业中不可或缺的纳米结构表征工具。椭偏测量法的高级应用是采用穆勒矩阵椭偏仪，该方法能表征标准椭偏测量难以测定或无法触及的结构细节。本文作者展示了在VCSEL制造过程中，通过基于模型的尺寸计量技术，利用光谱椭偏仪和穆勒矩阵光谱椭偏仪对衬底进行纳米结构表征的研究结果。

    关键词： 穆勒矩阵椭偏仪、垂直腔面发射激光器、光谱椭偏仪、纳米结构表征、砷化镓

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • CdSe量子点在外延GaAs纳米结构上的高效荧光猝灭

    摘要： 采用光致发光（PL）技术研究了CdSe量子点（QDs）与外延生长GaAs纳米结构的相互作用。通过胶体法合成了尺寸为3.9 nm的高荧光CdSe量子点，并将其涂覆在采用金属有机气相外延（MOVPE）技术、以自组装Ga液滴为催化剂生长于GaAs (111)B衬底上的GaAs纳米结构表面。同时研究了催化剂生长时间和温度等条件对GaAs纳米结构生长的影响。在420 °C下使用生长10 s的Ga液滴，以近100%产率获得了高度均匀的锥形六角纳米结构（高度约500 nm）。通过稳态和时间分辨光致发光（TRPL）技术测量了带有GaAs纳米结构样品上CdSe量子点的荧光发射，并与裸衬底上的结果进行对比。观察到存在GaAs纳米结构的样品中量子点荧光猝灭增强，这归因于GaAs纳米结构六个{110}侧面未在裸衬底上出现的缺陷相关非辐射弛豫更高效。对样品TRPL特性的详细分析表明，CdSe量子点通过浅陷阱在GaAs纳米结构上发生类F?rster共振能量转移（FRET）弛豫，其平均寿命显著缩短且猝灭效率较高。

    关键词： 纳米结构、金属有机气相外延、砷化镓、硒化镉、时间分辨光致发光、量子点

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 量子点——理论与应用 || 液滴外延法制备的量子点

    摘要： 本研究涉及液滴外延制备的量子点。该技术不仅是应变诱导法制备量子点的替代方案，还能利用多种材料制备不同形貌的纳米结构。本文不仅研究常规形貌量子点，还探讨了环形量子点、倒置量子点及量子点分子，同时分析了它们的工艺、光电及结构特性。

    关键词： 分子束外延、量子点、铝镓砷、液滴外延、砷化铝、砷化镓

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 有限温度下限制势形状对GaAs量子点电子、热力学、磁性和输运性质的影响

    摘要： 采用具有陡度参数p的幂指数势模型，研究了限制势形状对GaAs量子点电子、热力学、磁学及输运性质的影响。通过正则系综方法计算了低温条件下的平均能量、热容、磁化率和持续电流。结果表明：对于软限制势，平均能量强烈依赖于p值；而对于硬限制势，其几乎与p无关。研究发现，在所考虑磁场条件下，低温时热容与限制势的形状和深度均无关联。当磁场超过临界值时，体系会发生顺磁-抗磁转变。此外，若势阱深度较低，当磁场强度超过特定阈值时，无论势阱形状如何，体系始终呈现抗磁性。在特定磁场范围内，存在p值的窗口区间可使体系重新进入抗磁相。最后研究表明，本量子点的持续电流本质为抗磁性，其强度随势阱深度增加而增强，但在所考虑参数范围内与p值无关。

    关键词： 输运性质、热力学性质、正则系综方法、电子性质、量子点、砷化镓、顺磁-抗磁转变、持续电流、磁性质、幂指数势模型、约束势

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 在金属有机化学气相沉积反应器中通过原位烘烤形成的Si(001)表面上的选择性砷化镓外延生长

    摘要： 我们在此报道了利用宽高比限制法，在硅(001)衬底上通过V形槽沟道实现GaAs层的选择性外延生长。在金属有机化学气相沉积(MOCVD)腔室中生长GaAs之前，先在氢气氛围下通过高温原位烘烤工艺形成硅沟槽底部的V形槽硅表面。我们采用高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)和X射线衍射(XRD)技术，研究了GaAs生长前不同高温烘烤时间对V形槽形貌演变及选择性生长GaAs外延层缺陷密度的影响规律。

    关键词： V形槽硅，选择性外延生长，金属有机化学气相沉积，砷化镓

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 砷化镓表面氮化镓微晶和纳米晶的生长

    摘要： 由于异质偏析，我们在砷化镓表面获得了包含取向微晶和纳米晶的氮化镓相，并分析了该表面相晶体生长的机制。

    关键词： 氮化镓薄膜，砷化镓，表面异质偏析

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 采用工业砷化镓工艺设计的E波段5G收发机单片微波集成电路低噪声放大器

    摘要： 本文介绍了一种E波段（71-86 GHz）高性能砷化镓（GaAs）低噪声放大器（LNA）的技术、设计流程及测试结果。该放大器增益超过20 dB，平均带内噪声系数（NF）为2.3 dB，直流偏置功耗为60 mW。采用欧洲航天级技术（OMMIC公司70 nm GaAs工艺）验证了该LNA用于量产无线回程点对点通信系统的可行性，并通过部署场景示意图验证了发射/接收天线最大间距及该LNA作为接收链路首级放大器的应用效果。

    关键词： 低噪声放大器、砷化镓、E波段、单片微波集成电路、毫米波电路

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于半导体的光学制冷器的电荷与热建模

    摘要： 尽管多次尝试在极高（99.5%）外量子效率（EQE）的砷化镓中实现光学制冷，但迄今尚未观测到冷却效果。本研究通过数值求解与泊松方程耦合的瞬态漂移-扩散方程来探究砷化镓的光学制冷。我们获得的载流子分布结合热扩散方程，可观测砷化镓内部冷却/加热过程的空间与时间演化。结果表明：最大冷却效应出现在与最大EQE不同的激光强度下——该强度差达11倍，对应制冷功率差为6倍。最终我们发现：采用250微米二氧化硅光纤悬置于真空中的样品，从室温起始可冷却至88K。这些结果强调了选择适当激光激发强度以实现光学制冷的关键性，同时需最小化制冷器的传导热负荷。此外，本研究成果适用于分析其他光电系统的光学响应——此类系统对精确载流子和/或热扩散建模具有关键需求。

    关键词： 漂移-扩散方程、外量子效率、泊松方程、制冷功率、光学制冷、热扩散方程、砷化镓

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 朝向纳米线异质结双极晶体管：同轴GaAs/InGaP n(i)p与n(i)pn核-多壳层纳米线中的反向电流抑制

    摘要： 本工作报道了金催化、金属有机气相外延生长的同轴砷化镓纳米线二极管中反向电流的降低。通过在结区内部引入晶格匹配的间隙i-InGaP壳层（间隔层）作为隧穿势垒（该层同时具有选择性刻蚀终止功能），实现了反向电流的降低。随着间隔层厚度增加，测得>1.57×10?的整流比（在1.65V偏压下）、1.3的理想因子以及低至2×10?2 A/cm2的暗饱和电流密度，这些结果与隧穿概率降低相关。对薄间隔层结区的温度依赖性直流测量显示其与简单的（陷阱辅助）隧穿模型存在关联。改进后的二极管在-3V偏压下绝对反向电流达到pA量级，通过额外生长外层n型掺杂InGaP壳层作为发射极，在纳米线异质结双极晶体管中实现了同轴n(i)pn纳米线结构的集电结-基极结应用。

    关键词： 纳米线、磷化铟镓、异质结双极晶体管、漏电流、砷化镓

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 基于外延生长在具有应变缓冲层的GaAs (1?1?1)A和(1?0?0)A衬底上的In<sub>0.5</sub>Ga<sub>0.5</sub>As光电导天线

    摘要： 采用太赫兹时域光谱法研究了低温与高温生长的未掺杂及硅掺杂In0.5Ga0.5As薄膜上制备的螺旋光电导天线产生的太赫兹波。这些In0.5Ga0.5As层通过分子束外延技术生长于具有(100)和(111)A晶向的GaAs衬底上，使用了阶梯渐变InxGa1?xAs应变缓冲层。天线分别以2.5皮秒和100飞秒脉冲宽度的Er3+光纤激光器（波长1.56微米）进行激励。研究发现：基于InGaAs的(111)A晶向GaAs衬底天线比(100)晶向衬底的太赫兹波产生效率高出3-4倍。同时报道了LT-InGaAs天线直至并超过阈值击穿电压的功率-电压特性曲线。

    关键词： 时域光谱学、太赫兹波产生、光电导天线、砷化镓(111)A面、铟镓砷、分子束外延

    更新于2025-09-09 09:28:46