GaAs/GaInP應(yīng)變補償超晶格的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制備
發(fā)布時間:2021-01-12 17:37
通過理論分析和CrossLight軟件的Lastip模塊模擬,探究了壘層應(yīng)變量、厚度、周期數(shù)對于In GaAs/GaInP/GaAs應(yīng)變補償超晶格結(jié)構(gòu)增益的影響,并以超晶格結(jié)構(gòu)為有源區(qū),討論了閾值電流和斜率效率的變化。選取合適的壘層厚度和組分可以得到最高的增益,并實現(xiàn)對阱層In GaAs的應(yīng)變補償,同時作為有源區(qū)能夠保證較高的斜率效率和較低的閾值電流。利用實驗室的MOCVD設(shè)備進(jìn)行了GaInP和InGaAs材料的生長實驗,探究了襯底偏向角和生長溫度對于GaInP有序度的影響,以及In GaAs材料中In的設(shè)計組分與實際生長組分的差距。此外,分析了半導(dǎo)體激光器的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對于輸出特性的影響,針對980nm半導(dǎo)體激光器,提出了一種“折射率反漸變分布波導(dǎo)層”(RGRIN),通過探究RGRIN層的組分和厚度對于波導(dǎo)特性的影響,在不減小限制因子的前提下擴展近場光場,改善激光器的遠(yuǎn)場特性,從而得到了低閾值電流、小垂直發(fā)散角的激光器結(jié)構(gòu)。
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
第一二三類超晶格能帶示意圖
的范圍里都能對量子阱中的電子產(chǎn)生影響,說明超晶格的電子太厚時是普遍存在的,此時的多量子阱應(yīng)該屬于超晶格。研究最多的超晶格主要包括 GaAs/AlAs 超晶格、InAs/GaSb 超物的超晶格較為少見。本文將著重探討三元的 InGaAs/GaInP激光器有源區(qū)時的性能。CVD 外延生長技術(shù)體材料的發(fā)展與外延生長技術(shù)的進(jìn)步是分不開的,從最初的到現(xiàn)在的金屬有機物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)和分子束外延(M半導(dǎo)體材料的操控已經(jīng)達(dá)到了原子層面。以下簡要介紹 MOCVDVD 設(shè)備是一種先進(jìn)而復(fù)雜的晶體生長裝置,通過氣相源之間發(fā)五族化合物并沉積在襯底上形成薄膜。整個系統(tǒng)大體可以分為。
圖 2.1 單量子阱電子受到的一維限制示意圖 yz平面內(nèi)的波函數(shù),解的形式是單色平面波,()(,)ikykzyzyze zk 分別是電子在 y 方向和z 方向上的波矢量,可以取任意值。在 yz平面內(nèi)不受任何限制,因此有V ( x) 0(方程后有 yzyzekkEm()2222 (得到 yz平面內(nèi)的能量本征值
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2μm半導(dǎo)體激光器有源區(qū)量子阱數(shù)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 安寧,劉國軍,李占國,李輝,席文星,魏志鵬,馬曉輝. 紅外與激光工程. 2015(07)
[2]摻雜GaN/AlN超晶格第一性原理計算研究[J]. 饒雪,王如志,曹覺先,嚴(yán)輝. 物理學(xué)報. 2015(10)
[3]MOCVD的原理與故障分析[J]. 李彥麗. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2014(11)
[4]帶有模式擴展層的小發(fā)散角激光器模擬研究[J]. 戴銀,李林,苑匯帛,喬忠良,谷雷,劉洋,李特,曲軼. 中國激光. 2014(11)
[5]非對稱超大光腔980nm大功率半導(dǎo)體激光器[J]. 李建軍,崔碧峰,鄧軍,韓軍,劉濤,李佳莼,計偉,張松. 中國激光. 2013(11)
[6]大功率小垂直發(fā)散角980nm量子阱激光器[J]. 胡理科,祁瓊,熊聰,王冠,崇鋒,劉素平,馬驍宇. 半導(dǎo)體光電. 2010(05)
[7]超晶格材料光電性能及其相關(guān)力學(xué)問題研究進(jìn)展[J]. 魏雪霞. 力學(xué)進(jìn)展. 2010(01)
[8]藍(lán)紫光InGaN多量子阱激光器[J]. 李德堯,張書明,王建峰,陳俊,陳良惠,種明,朱建軍,趙德剛,劉宗順,楊輝,梁駿吾. 中國科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué)). 2007(03)
[9]InGaAsSb/AlGaAsSb長波長多量子阱激光器有源區(qū)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 徐剛毅,李愛珍. 物理學(xué)報. 2004(01)
[10]半導(dǎo)體量子器件物理講座 第六講 半導(dǎo)體量子阱激光器[J]. 余金中,王杏華. 物理. 2001(11)
博士論文
[1]InAs/GaSb II類超晶格探測器結(jié)構(gòu)MBE生長研究[D]. 徐志成.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2014
碩士論文
[1]超晶格材料的子帶結(jié)構(gòu)[D]. 李華.山東大學(xué) 2006
本文編號:2973233
【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省
【文章頁數(shù)】:51 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
第一二三類超晶格能帶示意圖
的范圍里都能對量子阱中的電子產(chǎn)生影響,說明超晶格的電子太厚時是普遍存在的,此時的多量子阱應(yīng)該屬于超晶格。研究最多的超晶格主要包括 GaAs/AlAs 超晶格、InAs/GaSb 超物的超晶格較為少見。本文將著重探討三元的 InGaAs/GaInP激光器有源區(qū)時的性能。CVD 外延生長技術(shù)體材料的發(fā)展與外延生長技術(shù)的進(jìn)步是分不開的,從最初的到現(xiàn)在的金屬有機物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)和分子束外延(M半導(dǎo)體材料的操控已經(jīng)達(dá)到了原子層面。以下簡要介紹 MOCVDVD 設(shè)備是一種先進(jìn)而復(fù)雜的晶體生長裝置,通過氣相源之間發(fā)五族化合物并沉積在襯底上形成薄膜。整個系統(tǒng)大體可以分為。
圖 2.1 單量子阱電子受到的一維限制示意圖 yz平面內(nèi)的波函數(shù),解的形式是單色平面波,()(,)ikykzyzyze zk 分別是電子在 y 方向和z 方向上的波矢量,可以取任意值。在 yz平面內(nèi)不受任何限制,因此有V ( x) 0(方程后有 yzyzekkEm()2222 (得到 yz平面內(nèi)的能量本征值
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2μm半導(dǎo)體激光器有源區(qū)量子阱數(shù)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 安寧,劉國軍,李占國,李輝,席文星,魏志鵬,馬曉輝. 紅外與激光工程. 2015(07)
[2]摻雜GaN/AlN超晶格第一性原理計算研究[J]. 饒雪,王如志,曹覺先,嚴(yán)輝. 物理學(xué)報. 2015(10)
[3]MOCVD的原理與故障分析[J]. 李彥麗. 電子工業(yè)專用設(shè)備. 2014(11)
[4]帶有模式擴展層的小發(fā)散角激光器模擬研究[J]. 戴銀,李林,苑匯帛,喬忠良,谷雷,劉洋,李特,曲軼. 中國激光. 2014(11)
[5]非對稱超大光腔980nm大功率半導(dǎo)體激光器[J]. 李建軍,崔碧峰,鄧軍,韓軍,劉濤,李佳莼,計偉,張松. 中國激光. 2013(11)
[6]大功率小垂直發(fā)散角980nm量子阱激光器[J]. 胡理科,祁瓊,熊聰,王冠,崇鋒,劉素平,馬驍宇. 半導(dǎo)體光電. 2010(05)
[7]超晶格材料光電性能及其相關(guān)力學(xué)問題研究進(jìn)展[J]. 魏雪霞. 力學(xué)進(jìn)展. 2010(01)
[8]藍(lán)紫光InGaN多量子阱激光器[J]. 李德堯,張書明,王建峰,陳俊,陳良惠,種明,朱建軍,趙德剛,劉宗順,楊輝,梁駿吾. 中國科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué)). 2007(03)
[9]InGaAsSb/AlGaAsSb長波長多量子阱激光器有源區(qū)的優(yōu)化設(shè)計[J]. 徐剛毅,李愛珍. 物理學(xué)報. 2004(01)
[10]半導(dǎo)體量子器件物理講座 第六講 半導(dǎo)體量子阱激光器[J]. 余金中,王杏華. 物理. 2001(11)
博士論文
[1]InAs/GaSb II類超晶格探測器結(jié)構(gòu)MBE生長研究[D]. 徐志成.中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所) 2014
碩士論文
[1]超晶格材料的子帶結(jié)構(gòu)[D]. 李華.山東大學(xué) 2006
本文編號:2973233
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