新型光電子材料(編輯修改稿)
2025-01-24 20:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 下產(chǎn)生受激發(fā)射的實驗結果，引起了廣泛的興趣，已成為目前研究熱點之一。 ? 氧化物半導體材料的研究，有可能開辟研制短波長發(fā)光材料的新途徑。 寬帶隙半導體材料與器件 3/9/2023 17 ? 目前，除 SiC單晶襯底材料， GaN基（藍寶石襯底）藍光 LED材料和器件已有商品出售外，大多數(shù)高溫半導體材料仍處在實驗室研發(fā)階段，不少影響這類材料發(fā)展的關鍵問題如： ? 高質量 GaN單晶襯底和 ZnO單晶及薄膜制備，單晶金剛石薄膜生長與 N型摻雜等仍是制約這些材料走向實用化的關鍵問題，國內(nèi)外雖已做了大量的研究，至今仍未取得重大突破。 寬帶隙半導體材料與器件 3/9/2023 18 III族氮化物窄禁帶化合物主要是指 GaAs1xNx和 Ga1yInyAs1xNx等，具有大的帶隙彎曲，直接帶隙可達近紅外波段；因在光通信和提高太陽電池轉換效率等方面有重要的應用前景，而受到廣泛的重視。 ? 采用 InGaNAs/GaNAs量子阱作激光器的有源區(qū)，可將工作波長移至 。 ? 采用高 In組分的 InGaNAs在 GaAs上形成量子點，其PL發(fā)光波長可長達 。 Fischer等人還報道了 室溫工作的 InGaNAs/GaAs邊沿發(fā)射激光器。 ? 窄帶隙 III族氮化物的另一個重要的應用是用來制造長波長垂直腔面發(fā)射激光器，并取得了重要進展。 寬帶隙半導體材料與器件 3/9/2023 19 納米 （ 低維 ） 半導體材料與量子器件 ? 納米（低維）半導體材料，通常是指除體材料之外的二維超晶格、量子阱材料，一維量子線和零維量子點材料，是自然界不存在的人工設計、制造的新型半導體材料。 MBE、 MOCVD技術和微細加工技術的發(fā)展與應用，為實現(xiàn)納米半導體材料生長、制備和量子器件的研制創(chuàng)造了條件。 ? 目前，以 GaAs、 InP為代表的晶格匹配或應變補償?shù)某Ц?、量子阱材料體系已發(fā)展得相當成熟，并成功地用于制造微電子和光電子器件與電路。 目前發(fā)展的方向是研制光電集成芯片材料和器件，以滿足新一代光纖通信和智能光網(wǎng)絡發(fā)展的需求。 3/9/2023 20 ? 以量子點結構為有源區(qū)的量子點激光器、長波長垂直腔表面發(fā)射激光器和量子點光放大器等的研制取得了長足進步。 ? 繼 2023年大功率 In(Ga)As/GaAs量子點激光器的單管室溫連續(xù)輸出功率高達 ， 2023年在大功率亞單層量子點激光器研制方面又取得重要進展，單管室溫連續(xù)輸出功率高達 6W，特征溫度150K；器件總轉換效率高于 50%。 ? 美國量子點器件公司聲稱， 10年后量子點器件有望替代現(xiàn)有的量子阱器件，市場潛力巨大。 納米半導體材料與量子器件 3/9/2023 21 基于量子點的單光子光源和它特有的長消相干時間，有望在量子計算、量子密碼通信方面獲得應用。 普渡大學的研究人員，應用線寬為 50 nm 的 EB光刻技術使兩個量子點連接起來，每個 QD 的直徑為 180nm,可容納 2040個電子。通過控制每個 QD中電子的數(shù)目和探測相關電子的自旋，可作為量子計算機的基元。 納米半導體材料與量子器件 3/9/2023 22 ? 高度有序的半導體量子線的制備難度較大 ， 過去的二年里 ， 量子線的生長制備和性質研究取得了長足的進步 。 半導體量子線可用應變自組裝方法 ， VLS方法 ， 在圖形化襯底上和通過精細加工的方法等獲得 。 ? 半導體納米線 、 帶是一個理想的材料體系 ， 可以用來研究載流子維度受限的輸運現(xiàn)象和基于它的功能器件制造 。 半導體量子線材料和器件 納米半導體材料與量子器件 3/9/2023 23 10nm （ 110） （ 110） 納米半導體材料與量子器件 中科院半導體材料科學重點實驗室研制的 InP基 InAs/InAlAs量子線超晶格 TEM(110)截面像（下圖上）， (110)截面像（下圖左） ,室溫偏振光致發(fā)光圖（下圖右）。 3/9/2023 24 ? 喬治亞理工大學王中林教授領導的小組 ， 基于無催化劑
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1