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E模In<sub>0.80</sub>Ga<sub>0.20</sub>As/InAs/In<sub>0.80</sub>Ga<sub>0.20</sub>As沟道双栅极高电子迁移率晶体管（DG-HEMTs）的射频与直流性能研究：面向未来亚毫米波及太赫兹应用
摘要： 本文采用Sentaurus-TCAD软件系统研究了新型增强型（E-Mode）双栅高电子迁移率晶体管（DGHEMT）的直流与射频特性。通过分析短沟道效应，同时探究了该新型DGHEMT的可扩展性。所提出的DGHEMT具有以下优异特性：本征In0.80Ga0.20As/InAs/In0.80Ga0.20As沟道、双硅δ掺杂层以及铂（Pt）埋栅技术。当Lg=20nm时，在VGS=0.6V和VDS=0.8V条件下，该器件展现出3970mS/mm的最大跨导（gm_max）和1650mA/mm的最大漏极电流（IDS_max）。其20mV的阈值电压证实了E-Mode特性。对于Lg=20nm的DGHEMT，在VDS=0.5V时测得亚阈值摆幅（SS）为74mV/dec，漏极感应势垒降低（DIBL）值为78mV/V。该E-Mode DGHEMT在VDS=0.6V时还实现了826GHz的截止频率（fT）和1615GHz的最高振荡频率（fmax）。经计算，Lg=20nm的DGHEMT在栅下电子速度为6.4×10^7cm/s时，逻辑门延迟仅为31.25fs。这种卓越的射频与直流性能使该DGHEMT成为未来亚毫米波及太赫兹频段应用的理想选择。
关键词： 量子阱（QW）、砷化铟（InAs）、漏致势垒降低效应（DIBL）、短沟道效应（SCEs）、栅极延迟、亚阈值摆幅（SS）
更新于2025-09-23 15:23:52
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InP-InAs-InP多壳层纳米线在宽能范围内的多色发射
摘要： 在纤锌矿或闪锌矿晶体相中生长的InP-InAs-InP多壳层纳米线（NWs），其低温（约6K）下不同测量几何构型的光致发光（PL）特性被深入研究。研究团队在0.7电子伏特至1.6电子伏特的宽能区范围内精细分析了这些纳米线的PL发射谱。随着能量升高，PL光谱中呈现的差异特征可归因于该纳米异质结构的四个独特发光区域：轴向生长的InAs岛状结构、径向生长的薄层InAs覆盖壳、同一纳米线内闪锌矿与纤锌矿晶相段共存形成的量子盘结构，以及纳米线的InP主体部分。这些发现为合理构建包含多种量子限域区域的InP-InAs-InP多壳层纳米线提供了重要依据，使其可作为多色光学活性组件应用于量子信息与通信技术领域的纳米器件。
关键词： 光致发光，多壳层纳米线，InP-InAs-InP异质结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用MOCVD生长的高性能长波InAs/GaSb超晶格探测器
摘要： 我们展示了基于无铝单异质结的高性能长波红外InAs/GaSb超晶格(SL)光电探测器，该异质结通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长。器件结构采用中波InAs/GaSb SL p-n结(PN)与长波InAs/GaSb SL n型吸收区(n)组合的PNn设计以降低暗电流。此外，在像素隔离时仅刻蚀暴露中波材料，采用浅刻蚀技术抑制表面漏电流。在77K和-0.1V偏压下，器件呈现8.0μm的50%截止波长、2.4×10?? A/cm2的暗电流密度及2.1 A/W的峰值响应度。温度依赖的暗电流测量表明其扩散限制行为可维持至75K。估算的比探测率达7.3×1011 cm·Hz1?2/W，与分子束外延(MBE)生长的相似截止波长探测器相当。
关键词： InAs/GaSb II型超晶格、金属有机化学气相沉积、异质结构、长波红外
更新于2025-09-23 15:22:29
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InAs/InP纳米线量子点中的激子复合物
摘要： 嵌入InP纳米线中的InAs量子点构成了基础研究及量子点应用的重要平台。值得注意的是，理解纳米线量子点的光谱特性在这两种应用中都至关重要。因此，本研究采用原子级理论分析了这些纳米结构中单激子(X)、双激子(XX)、三激子(XXX)以及正负带电三子(X?和X?)的光谱特征。我们重点研究了垂直与横向限域效应的作用，系统考察了不同高度和直径的量子点体系，发现高能态存在所导致的关联效应具有重要影响。研究发现激子结合能排序是InAs/InP纳米线量子点的特征属性（按数值从负到正排列）：X?、XX和X?，其中X?结合极强，XX结合较弱，而X?通常处于未结合状态。此外，我们确定了合金无序性（由元素互混引起）的关键作用——该效应在较大高度量子点及磷含量超过40%时尤为显著。特定情况下，合金化可能导致双激子解离，甚至逆转激子谱线排序。
关键词： InAs/InP纳米线量子点、原子级理论、结合能、合金无序性、激子复合物
更新于2025-09-23 15:21:01
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自组装InAs/InGaAsP/InP量子点：超薄GaP子层对带内弛豫的影响
摘要： 研究了超薄GaP（或GaAs）子层对InAs/InGaAsP/InP量子点（QDs）中非辐射带内弛豫的影响。研究发现，基于我们的研究，具有一定高度（如1.5 nm）和GaP子层厚度（如1.03个单原子层）的量子点，其第一激发态（ES）相对于基态（GS）具有更高的态简并度，这表明俄歇弛豫更容易被触发。我们还发现，随着子层厚度的增加，ES与GS之间的能量差减小，这表明电子-声子相互作用受到了影响。本研究进一步探讨了带有GaP或GaAs子层的InAs/InP量子点的带内弛豫。研究发现，GaP子层存在一个临界厚度：当子层厚度小于该临界值时，带内弛豫仅由一个纵向光学（LO）声子或两个LO声子决定，这取决于量子点的高度。然而，对于带有GaAs子层的量子点，则不具备上述特征。这一发现可能有助于高速量子点器件的设计与优化。
关键词： 量子点、电子-声子相互作用、InAs/InGaAsP/InP、带内弛豫、GaP子层
更新于2025-09-23 15:21:01
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II型超晶格势垒器件中的少数载流子寿命与扩散长度
摘要： p型InAs/GaSb II类超晶格（T2SL）中的少数载流子寿命相当短，通常在几十纳秒量级。尽管如此，T2SL正成为高端中波红外和长波红外探测器传感材料汞镉碲的可行替代方案。例如，SCD公司目前生产的一款640×512格式、15微米像元的LWIR焦平面阵列探测器，其量子效率接近50%，像素可用率>99.5%，暗电流仅比最先进的Rule 07值大约一个数量级。该探测器卓越性能的关键在于采用了XBp势垒结构——既能抑制产生-复合电流，又能确保制造工艺各步骤的稳定钝化。由于XBp结构中的暗电流和光电流均受扩散限制，通过测量这些参数随器件尺寸的变化（结合T2SL态密度的k·p计算），为估算少数载流子寿命和扩散长度提供了绝佳途径。展示的典型寿命结果与采用直接测量法获得的其他研究数据相符。报道的扩散长度范围为3-7微米，但这些并非必然的限制值。
关键词： II型超晶格、红外探测器、XBp探测器、扩散长度、InAs/GaSb超晶格、K·p模型、寿命、钡二极管
更新于2025-09-23 15:21:01
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InAs/InP纳米线量子点中隧道耦合的轨道调控
摘要： 我们报道了通过静电调控器件电子态来实现对InAs/InP纳米线量子点中势垒透明度的控制。近期研究表明，这类器件的势垒透明度总体趋势仅取决于被俘获电子的总轨道能量。我们发现，在填充数较低的区间会呈现定性不同的机制——此时隧穿速率主要由电子轨道的轴向构型决定。通过静电栅压调控轨道径向构型，可进一步改变传输速率随填充数的变化关系，且不同轨道的势垒透明度演变与数值模拟预期相符。我们探讨了利用该机制实现对单个库仑阻塞共振隧穿速率进行可控连续调节的可能性。
关键词： 量子点，InAs/InP，纳米线，库仑阻塞，隧穿势垒，电子隧穿率
更新于2025-09-23 15:19:57
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势垒红外探测器中改善暗电流特性的机制比较
摘要： 采用基于漂移-扩散的器件模拟器对InAs/GaSb II类超晶格（SL）势垒红外探测器中的暗电流特性进行了理论研究。研究表明，与无势垒的p-i-n光电二极管相比，这两种结构均能有效降低暗电流，并详细讨论了其对势垒掺杂浓度的依赖性。为使有源区（n型）暗电流最小化存在最佳掺杂浓度，本文评估了两种不同的工程结构——即pBn和nBn结构。
关键词： 暗电流、pBn结构、InAs/GaSb II型超晶格、势垒红外探测器、nBn结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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1200纳米波段InAs/GaAs量子点通过干法刻蚀与离子注入实现的带隙混合
摘要： 本文将先前为1550nm波段InAs/InAlGaAs量子点(QD)开发的量子点互混(QDI)技术应用于1200nm波段InAs/GaAs QD。采用三种缺陷引入方法触发QDI，包括ICP-RIE(Ar+)和离子注入(Ar+与B+)。结果表明：当对刻蚀至量子点层下450nm处进行575°C退火时，ICP-RIE法获得约80nm的PL峰位波长偏移；而采用120keV加速能量、1.0×101?/cm2剂量B+离子注入及后续退火时，获得约110nm的PL峰位波长偏移。扫描透射电子显微镜(STEM)和能量色散X射线光谱(EDX)的截面图像分析揭示了QDI工艺对InAs QD结构的改性作用。
关键词： 混合，InAs/GaAs量子点，感应耦合等离子体反应离子刻蚀，快速热退火，离子注入
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于甚长波红外探测的II类超晶格材料载流子减少研究
摘要： 目前持续致力于研发II类超晶格（SL）材料以应用于极长波红外（VLWIR）探测器领域。然而这类超晶格存在受生长条件影响的高残余电子本底掺杂密度，导致其少数载流子寿命短于理论预测值且性能参数偏低。本研究对比了InAs/GaInSb与InAs/GaSb超晶格在降低电子掺杂水平方面的技术优势。我们的变温电输运测量显示：相同带隙条件下，InAs/GaInSb超晶格设计具有更低的电子密度（其电子密度/迁移率量级约为10^11 cm?2量级/25000 cm2/V·s）。由于小周期InAs/GaInSb超晶格在给定VLWIR带隙下比大周期InAs/GaSb超晶格能产生更强的俄歇复合抑制效应，该材料有望成为未来极长波红外器件中长寿命红外材料的更优选择。
关键词： 极长波红外、迁移率、InAs/GaSb、俄歇复合、InAs/GaInSb、II型超晶格、载流子减少、电子掺杂
更新于2025-09-22 20:39:49