当材料的物理尺寸与电子的波长匹配或减小时,半导体中就会发生量子限制,从而产生量化的能级和离散的电子态。这是由于电子的波粒二象性,它同时表现出粒子和波的特征。限制能是对应于半导体纳米结构(如量子点)中电荷载流子的量子限制的能量。当这些结构的尺寸接近或等于电子的德布罗意波长时,就会产生量化的能级。基于有效质量近似并假设一个理想的球形量子点,其中激子被限制在球形限制势中,Harry 和 Adekanmbi (2020) 给出了球形量子点的限制能:
本文介绍了用于空间数据链路应用的 GaAs 行波电光调制器阵列的设计注意事项。调制器设计的核心是低损耗折叠光学配置,可在设备的一端提供直接的直线射频 (RF) 接入,而所有光纤端口均位于另一端。此配置是多通道应用所需的密集单片调制器阵列的关键推动因素。它还可以实现更紧凑的封装、改进的光纤处理,并通过消除 RF 馈电装置中的方向变化来实现高调制带宽和低纹波。单个 Mach-Zehnder (MZ) 和单片双并行 (IQ) 调制器都已评估高达 70 GHz,带宽约为 50 GHz,低频开/关电压摆幅 (V π ) 为 4.6 V(电压长度乘积为 8.3 Vcm)。折叠式设备比传统的“直线式”调制器要紧凑得多,而适度的设备阵列(例如 × 4)可以容纳在与单个调制器尺寸相似的封装中。讨论了独立寻址 MZ 调制器单片阵列(每个都有自己的输入光纤)的设计考虑因素,并提出了实用配置。
过去几年中,砷化镓 (GaAs) 晶体管和集成电路在太空和军事领域的应用大大扩展。开发这种化合物半导体的主要原因是 GaAs 器件可以在更高频率下工作,并且比硅器件具有更高的抗辐射能力。然而,目前硅技术在可靠性方面仍然占有相当大的领先地位。硅优越可靠性的基础是与生俱来的,在于其氧化物的性质,这种氧化物可以在受控条件下生长,并具有更好的保护性能。不幸的是,GaAs 的氧化物不具备这些品质。我们对市售 GaAs 信号晶体管进行可靠性研究的目的是独立评估它们在星载射频 (RF) 系统(如 X 波段发射器和 S 波段信标接收器)中的使用成熟度。具体来说,在本文中,我们报告了对高电子迁移率晶体管 (HEMT)、信号金属半导体场效应晶体管 (MESFE T)、功率 MESFET 和数字过程控制监控设备的评估。为了帮助读者理解 GaAs 技术,