衛(wèi)星激光通信技術(shù)相比傳統(tǒng)通信技術(shù)具有通信容量大、保密性好、設(shè)備體積小和功耗低等諸多優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)高碼率通信的最佳方案。激光器、探測(cè)器和光伏電池等光電器件作為搭載衛(wèi)星光通信系統(tǒng)的衛(wèi)星平臺(tái)的核心器件之一,工作在空間輻射環(huán)境中,受粒子輻射而產(chǎn)生的位移損傷效應(yīng)會(huì)降低器件性能,進(jìn)而影響整個(gè)激光通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。納米線結(jié)構(gòu)是制備納米線光電器件的基本功能單元。Ga As和In P納米線結(jié)構(gòu)是一種新型的III-V族半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu),在光電器件領(lǐng)域有著諸多潛在應(yīng)用,例如納米線光伏電池、納米線探測(cè)器(PIN、PN、MSM等結(jié)構(gòu)光電探測(cè)器)和納米線激光器等。此外,Ga As和In P材料在可見、近紅外光譜區(qū)具有很高的響應(yīng)率,并具有較強(qiáng)的抗輻射能力。目前,人們針對(duì)納米結(jié)構(gòu)抗輻射特性的研究僅停留在理論上,但尚未建立納米材料輻射損傷理論模型來進(jìn)行量化研究。此外,為了解決納米線器件在空間工程應(yīng)用的使用壽命問題,必須研究納米線結(jié)構(gòu)的抗輻射特性,而目前對(duì)光電器件中Ga As和In P納米線結(jié)構(gòu)的抗輻射特性研究在國內(nèi)外尚未見報(bào)道。本文以光電器件在空間應(yīng)用的需求為背景,開展了Ga As和In P納米線結(jié)構(gòu)的空間位移損傷...

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及研究的目的和意義
    1.2 空間衛(wèi)星軌道的輻射環(huán)境
    1.3 粒子輻照半導(dǎo)體納米線的研究現(xiàn)狀與分析
        1.3.1 GaAs和 InP納米線的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 半導(dǎo)體納米線內(nèi)缺陷的實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 粒子輻照半導(dǎo)體納米線的模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.4 粒子輻照GaAs和 InP納米線的研究現(xiàn)狀
        1.3.5 目前急需解決的問題
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 質(zhì)子輻照GaAs納米線材料的熒光特性位移損傷研究
    2.1 引言
    2.2 GaAs納米線的制備及其物理性質(zhì)研究
        2.2.1 GaAs納米線的制備實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 GaAs納米線的物理性質(zhì)
    2.3 GaAs納米線位移損傷模型的載流子動(dòng)力學(xué)研究
        2.3.1 納米線中載流子的復(fù)合動(dòng)力學(xué)模型分析
        2.3.2 GaAs納米線中載流子復(fù)合動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.3 納米線的熒光特性位移損傷模型
        2.3.4 少子壽命位移損傷模型
    2.4 GaAs/AlGaAs納米線的質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)研究
        2.4.1 GaAs/AlGaAs納米線的質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.4.2 GaAs/AlGaAs納米線穩(wěn)態(tài)熒光特性研究
        2.4.3 GaAs/AlGaAs納米線瞬態(tài)熒光特性研究
        2.4.4 GaAs/AlGaAs納米線熒光特性位移損傷研究
    2.5 質(zhì)子輻照GaAs納米線的蒙特卡洛模擬研究
        2.5.1 IM3D模擬簡介
        2.5.2 IM3D模擬驗(yàn)證
        2.5.3 納米尺寸效應(yīng)對(duì)GaAs納米線輻射損傷的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 質(zhì)子輻照GaAs/AlGaAs納米線結(jié)構(gòu)的光電特性位移損傷研究
    3.1 引言
    3.2 GaAs/AlGaAs納米線陣列結(jié)構(gòu)的制備及其光電特性研究
        3.2.1 光電探測(cè)器納米線陣列結(jié)構(gòu)的制備
        3.2.2 GaAs/AlGaAs納米線陣列結(jié)構(gòu)的光電特性分析
    3.3 Ga As/AlGaAs納米線陣列結(jié)構(gòu)的光電特性位移損傷理論
        3.3.1 暗電流位移損傷效應(yīng)
        3.3.2 光電響應(yīng)位移損傷效應(yīng)
    3.4 GaAs/AlGaAs納米線陣列結(jié)構(gòu)的質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)研究
        3.4.1 GaAs/AlGaAs納米線陣列結(jié)構(gòu)的質(zhì)子輻照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.4.2 GaAs/AlGaAs納米線陣列結(jié)構(gòu)的光電特性位移損傷分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 質(zhì)子輻照InP納米線激光器的性能位移損傷研究
    4.1 引言
    4.2 InP納米線的制備及其物理性質(zhì)研究
        4.2.1 InP納米線的制備實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 InP納米線的物理性質(zhì)
    4.3 InP納米線熒光特性位移損傷模型
        4.3.1 納米線少子壽命與熒光強(qiáng)度位移損傷分析
        4.3.2 納米線的載流子輻射復(fù)合壽命位移損傷分析
    4.4 InP納米線的熒光特性位移損傷實(shí)驗(yàn)研究
        4.4.1 InP納米線穩(wěn)態(tài)熒光特性分析
        4.4.2 InP納米線瞬態(tài)熒光特性分析
        4.4.3 InP納米線熒光特性位移損傷分析
    4.5 InP納米線激光器的穩(wěn)態(tài)輸出特性位移損傷研究
        4.5.1 納米線激光器的性能位移損傷理論模型
        4.5.2 InP納米線激光器的性能位移損傷分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 典型衛(wèi)星軌道中光伏電池InP納米線結(jié)構(gòu)的抗輻射實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 PIN型光伏電池InP納米線結(jié)構(gòu)的制備及其光電特性研究
        5.2.1 PIN型光伏電池InP納米線結(jié)構(gòu)的制備實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 PIN型光伏電池InP納米線結(jié)構(gòu)的光電性能分析
    5.3 典型軌道上輻射環(huán)境的粒子模型
    5.4 PIN型光伏電池InP納米線結(jié)構(gòu)的抗輻射特性實(shí)驗(yàn)研究
        5.4.1 光伏電池InP納米線結(jié)構(gòu)的伏安特性位移損傷分析
        5.4.2 與InP塊體結(jié)構(gòu)的抗輻射特性比較
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個(gè)人簡歷



本文編號(hào)：3747433