在過去的數(shù)年間,以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體材料,因其具有禁帶寬度大、飽和遷移率高和抗輻射能力強等優(yōu)良特性,在微電子和光電領域引發(fā)外界大量關注。其中作為直接帶隙半導體材料的氮化鎵基材料,因具有更高的發(fā)光效率,在光學器件制作中應用廣泛。如發(fā)光二極管（LED）、激光二極管（LD）、紫外探測器等。而且通過調(diào)節(jié)其合金組分,可以實現(xiàn)禁帶寬度0.77ev（InN）-6.28eV（AlN）連續(xù)可調(diào),從而覆蓋所有可見光的波長范圍。隨著技術的不斷革新,現(xiàn)階段已成功制備多種波段的發(fā)光二極管和激光器件。近幾年來,人們對于研究相對不太成熟的紫外AlGaN基半導體激光二極管（UV-LD）的興趣大大增強。作為一種高強度光源,AlGaN基深紫外半導體激光器在生物試劑檢測,高密度光學數(shù)據(jù)存儲,紫外天文學,光刻,醫(yī)療殺菌和化學/生物分析方面都有著重要應用。然而,由于外延生長技術方面的限制難以獲得高質(zhì)量的AlGaN材料;以及Mg摻雜劑的高活化能,導致的有限的P型摻雜效率;相對較低的空穴注入和大量電子泄露導致的激光器發(fā)光效率不太令人滿意等問題阻礙了AlGaN深紫外激光器的優(yōu)越性能�；谝陨现T多原因,本文對AlGaN... 

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景概述
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 半導體激光器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 紫外半導體激光器研究現(xiàn)狀
    1.3 深紫外半導體激光器面臨的問題
    1.4 論文結(jié)構與內(nèi)容簡介
2 深紫外半導體激光器原理及器件性能
    2.1 半導體激光器工作原理
        2.1.1 粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布
        2.1.2 諧振腔
        2.1.3 增益與閾值條件
    2.2 材料性質(zhì)
        2.2.1 Ⅲ族氮化物半導體材料的基本性質(zhì)
        2.2.2 極化效應
        2.2.3 AlGaN材料特性
    2.3 激光器主要特性
        2.3.1 閾值特性
        2.3.2 P-I特性
        2.3.3 發(fā)射波長
        2.3.4 激光束的空間分布
    2.4 本章小結(jié)
3 模擬理論及參數(shù)設定
    3.1 仿真環(huán)境介紹
    3.2 器件模擬理論基礎
    3.3 能帶結(jié)構模型
    3.4 極化模型
    3.5 載流子的遷移率模型
    3.6 折射率計算模型
    3.7 載流子復合模型
    3.8 本章小結(jié)
4 280nm深紫外半導體激光器結(jié)構設計
    4.1 有源區(qū)結(jié)構設計
        4.1.1 組分選取
        4.1.2 量子阱個數(shù)優(yōu)化
        4.1.3 阱寬和壘厚度設計優(yōu)化
    4.2 腔長的設計
    4.3 器件整體結(jié)構設計與輸出特性
        4.3.1 器件整體結(jié)構設計
        4.3.2 器件輸出特性
    4.4 本章小結(jié)
5 一種改進型的 280nm AlGaN基深紫外半導體激光器
    5.1 問題分析
    5.2 結(jié)構設計
    5.3 輸出特性分析
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
個人簡歷、在校期間發(fā)表的學術論文與研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]中科院半導體所研制出GaN基紫外激光器[J].   軍民兩用技術與產(chǎn)品. 2017(01)
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碩士論文
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[4]量子點激光器閾值電流特性及深中心的研究[D]. 孫麗芹.曲阜師范大學 2013
[5]1.47μm半導體激光器結(jié)構設計與模擬[D]. 陳為波.長春理工大學 2013
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[7]GaN材料的極化特性研究[D]. 杜坤.西安電子科技大學 2011
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本文編號：3687080