摘要:过去几十年来,人们对基于半导体薄膜、纳米线和二维原子层的光电导体进行了广泛的研究。然而,没有明确的光增益方程可以用来拟合和设计这些器件的光响应。在本文中,我们根据实验观察,成功推导出硅纳米线光电导体的明确光增益方程。硅纳米线是通过标准光刻技术在绝缘体上硅晶片的器件层上进行图案化而制成的,该晶片上掺杂了浓度为 ∼ 8.6 × 10 17 cm − 3 的硼。研究发现,制成的硅纳米线具有宽度约为 32 nm 的表面耗尽区。该耗尽区保护沟道中的电荷载流子免受表面散射的影响,从而使电荷载流子迁移率与纳米线尺寸无关。在光照下,耗尽区呈对数变窄,纳米线沟道相应变宽。光霍尔效应测量表明,纳米线光电导不是由载流子浓度的增加引起的,而是由纳米线通道的加宽引起的。因此,纳米线光电导体可以建模为与纳米线表面附近的浮动肖特基结相关的电阻器。基于肖特基结的光响应,我们推导出纳米线光电导体的显式光增益方程,该方程是光强度和器件物理参数的函数。增益方程与实验数据非常吻合,从实验数据中我们提取出少数载流子的寿命为几十纳秒,与文献中报道的纳米线中少数载流子的寿命一致。关键词:光电导体,显式增益方程,增益机制,硅纳米线,光霍尔效应 P
摘要。介绍了光电微波振荡器的设计方案和自由运行状态下的特性研究结果,提出了一种利用锁相环将其与高稳定晶体振荡器信号同步的方法,并分析了光电微波参考振荡器频率不稳定性实验研究的结果。具有光增益和 10 GHz 振荡频率的光电微波参考振荡器在与微波载波 10 kHz 频率偏移处同时提供超低相位噪声(小于 -142 dB Hz -1 )和振荡频谱中的低杂散水平(不超过 -94 dBc)。在这种情况下,振荡频率的温度系数由高稳定晶体振荡器的温度不稳定性决定。
在过去的几十年中,人们一直致力于探索具有强大光学增益和优异光物质相互作用特性的新兴材料,以开发光子和光电子器件,包括但不限于微激光器、单光子发射器、发光二极管、光电探测器等。先驱者们致力于先进的光学增益材料,涵盖从经典的 II-VI/III-V 半导体、新兴的二维半导体材料、有机染料到卤化物钙钛矿,这些材料对于优化器件性能和拓展前沿光子学/光电子学有着巨大的希望。同时,将这些材料打造成基础科学和工业技术的有力工具的科学和工程挑战仍然存在。该领域的快速发展有必要重点介绍其最新进展和挑战,这正是本期《中国科学材料》组织举办的及时专题“光增益材料在增强光-物质相互作用中的应用”的目的。此次重点介绍的部分原因是受到在新加坡举行的第十届国际先进技术材料会议(ICMAT 2019)期间组织的一次研讨会的启发,由所有客座编辑共同主持。光增益材料的广泛适用性高度依赖于固有的晶体和光学质量,与先进的制造技术密不可分。刘等人 [1] 的综述集中于卤化物钙钛矿半导体各种生长方法的最新研究。特别是陈等人。 [2] 提出在微流体反应器中连续流制备掺杂钙钛矿纳米晶体,这使得前体离子能够在密闭微通道中与稳定封闭的环境进行有效的物理混合,从而实现高质量的合成。控制
b'在室温下,已证实 GaN 半导体中 1.5 \xce\xbc m 电信波长的稀土激光作用。我们已报道了在上述带隙激发下,通过金属有机化学气相沉积制备的 Er 掺杂 GaN 外延层产生的受激发射。使用可变条纹技术,已通过发射强度阈值行为作为泵浦强度、激发长度和光谱线宽变窄的函数的特征特征,证实了受激发射的观察。使用可变条纹设置,在 GaN:Er 外延层中已获得高达 75 cm 1 的光增益。GaN 半导体的近红外激光为光电器件的扩展功能和集成能力开辟了新的可能性。'
有机激光已经经历了数十年的发展。已经证明了具有出色的光学增益特性的无数材料,包括小分子,树枝状聚合物和聚合物。也已应用各种谐振器几何形状。在共享有机材料的解决方案加工性和机械功能特征的优势时,有机光增益介质还提供了有趣的光学特性,例如通过化学功能化和固有的大型光学增益系数来可调性。他们为在生物成像,医学,化学和生物传感,抗抗议应用或展示领域的不同应用提供了前景。然而,由于有机半导体的固有缺点,例如,适度的载流子迁移率,长期寿命的激发状态吸收以及源于设备中的额外损失(例如,金属电极吸收,金属电极吸收),导致电泵送有机激光器的实现仍然是一个挑战。在此,讨论了有机激光器的过去发展,强调了材料和空腔在电泵送有机激光器的目标方面的重要性。讨论了最新的进展和解决挑战的可能方法。
在过去十年中,混合有机无机钙钛矿 (HOIP) 已成为光电子学的重要材料家族。低陷阱密度 1 和长载流子扩散长度 2 – 5 使得太阳能电池的效率超过 20% 6 – 9;接近统一的光致发光量子产率和可调发射使高性能发光二极管 (LED) 能够覆盖可见光和近红外光谱的部分 10 – 12;而大光增益使得脉冲和连续波光泵浦激光的阈值都很低 13 – 17。由于具有高迁移率 18 – 21 和介电常数 22,这些材料也被探索用作光电探测器 23、24。此外,它们的较大 Rashba 分裂 25、26 和较长的自旋寿命 27 – 29 激发了对自旋电子学应用的研究 30 – 32。HOIP 具有灵活的晶体结构和可调节的有机-无机混合成分。这使得可以加入手性配体 33 – 37,从而使钙钛矿可用于手性光电子 38、39、铁电 40 – 42 和手性自旋电子 43、44 应用。
Si 基光子集成电路 (PIC) 将光学活性元件单片集成在芯片上,正在改变下一代信息和通信技术基础设施 1。在寻找基本的直接带隙的过程中,人们对 IV 族半导体合金进行了深入研究,以获得电泵浦连续波 Si 基激光器。沿着这条路径,已经证明可以通过化学计量和应变工程将新开发的 GeSn/SiGeSn 异质结构的电子带结构调整为直接带隙量子结构,从而为激光提供光增益 2。在本文中,我们介绍了一种多功能电泵浦激光器,它在低温下发射近红外波长为 2.35 µm 的低阈值电流为 4 mA(5 kA/cm 2)。它基于 6 周期 SiGeSn/GeSn 多量子阱结构,沉积在具有弛豫 Ge 缓冲层的 Si 衬底上。通过定义一个圆形台面结构来制作小尺寸微盘腔激光器,该结构蚀刻穿过层堆栈直至 Si 衬底。随后,通过去除此区域的 Ge 缓冲层,将盘的边缘蚀刻 900 nm。剩余的 Ge 基座用作 p 接触区以及激光器的散热器(图 1 a、b)。在这个简单的结构中,由于 SiGeSn 的导热性较差,有源区的实际晶格温度比热浴 T b 高约 60K。但是,激光器在 T b =40K 以下以连续波 (CW) 模式工作,但也可以在 T b =77K 时以直接调制模式高效工作至 ns 脉冲。
第一学期 论文 IV – 电子设备 第一单元 晶体管:JFET、BJT、MOSFET 和 MESFET、不同条件下 IV 特性方程的结构推导、微波器件、隧道二极管、传输电子器件(Gunn 二极管)、雪崩渡越时间器件、Impatt 二极管和参数器件。 第二单元 光子器件:辐射和非辐射跃迁、光吸收、体和。 薄膜光电导器件 (LDR)、二极管光电探测器、太阳能电池(开路电压和短路电流、填充因子)、LED(高频极限、表面和间接复合电流的影响、LED 的运行)、半导体;二极管激光器(激活区域中粒子数反转的条件、光限制因数、光增益和激光的阈值电流。单元 - III 存储设备:只读存储器 (ROM) 和随机存取存储器 (RAM)。ROM 的类型:PROM、EPROM、EEPROM 和 EAPROM、静态和动态 RAM (SRAM 和 DRAM)、SRAM 和 DRAM 的特性。混合存储器:CMOS 和 NMOS 存储器、非易失性 RAM、铁电存储器、电荷耦合器件 (CCD)、存储设备:磁性(FDD 和 HDD)和光学(CD-ROM、CD-R、CD-R/W、DVD)存储设备的几何形状和组织。单元 - IV 电光、磁光和声光效应,与获得这些效应相关的材料特性,这些设备的重要铁电、液晶和聚合物材料,压电、电致伸缩和磁致伸缩效应。这些特性的重要材料及其在传感器和执行器设备、声学延迟线中的应用,压电谐振器和滤波器、高频压电器件-表面、声波器件、单元 - V 太阳能光伏能量转换物理和材料特性基础、光伏能量转换基础:固体的光学特性。直接和间接过渡半导体,吸收系数和载流子带隙复合之间的相互关系。太阳能电池的类型、pn 结太阳能电池、传输方程、电流密度、开路电压和短路电流、单晶硅和非晶硅太阳能电池的简要说明、先进太阳能电池的基本概念,例如串联太阳能电池。固体液体结太阳能电池、半导体的性质、电解质结、光电化学太阳能电池的原理。教科书和参考书:1. SM Sze Willey (1985) 半导体器件 - 物理技术 2. MS tyagi 半导体器件简介 3. M Sayer 和 A Manisingh 物理学和工程学中的测量仪器和实验设计 4. Ajoy Ghatak 和 Thyagrajam 光电子学 5. Millman Halkias:电子设备
工程和电子系,阿布贝克尔贝尔卡德大学技术学院,阿尔及利亚特莱姆森 doi:10.15199/48.2024.10.23 基于 AlGaN/GaN/AlGaN 的 UV LED 单量子阱数值模拟 摘要。发光二极管 (LED) 等光源是制造更坚固、转换效率更高、更环保的灯具的良好解决方案。这项工作的目的是使用 SILVACO 软件研究和模拟夹在两层之间(分别为 p 掺杂和 n 掺杂的 AlGaN)的单个 GaN 量子阱的紫外发光二极管。通过这种模拟,我们可以提取 LED 的不同特性,例如电流-电压 (IV) 特性、发射光功率、自发辐射率、辐射复合、俄歇复合、肖克利-里德-霍尔复合、光增益、光通量、光谱功率密度、整体效率。这些模拟使我们能够提取基于 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 的单量子阱紫外发光二极管的电学和光学特性,并检查其性能。光学器件、发光二极管 (LED)、双色灯和发光二极管przyjaznych dla środowiska。 Celem tej pracy 开玩笑 zbadanie i symulacja diody elektroluminescencyjnej ultrafioletowej z pojedynczą Studnią kwantową GaN umieszczoną pomiędzy dwiema warstwami; odpowiednio p 掺杂 in n 掺杂 AlGaN, przy użyciu oprogramowania SILVACO。此 symulacja pozwoliła nam wyodrębnić różne charakterystyki diody LED、takie jak charakterystyka prądowo-napięciowa (IV)、moc emitowanego światła、szybkość emisji spontanicznej、rekombinacja radiacyjna、重新组合 Augera、重新组合 Shockleya-Reada-Halla、wzmocnienie optyczne、strumień świetlny、gęstość widmowa mocy、ogólna wydajność。该符号与 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 和 p-AlGaN/GaN/n-AlGaN 的其他器件有关。 ( Numeryczna symulacja pojedynczej Studni kwantowej diody UV LED na bazie AlGaN/GaN/AlGaN) 关键词:GaN、AlGaN、紫外发光二极管、silvaco Tcad。 Słowa kluczowe:GaN、AlGaN、二极管发射器、UV、silvaco Tcad。简介 基于氮化镓 (GaN) 的固态照明技术彻底改变了半导体行业。 GaN 技术在减少世界能源需求和减少碳足迹方面发挥了至关重要的作用。根据报告,2018 年全球照明需求减少了约 13% 的总能源消耗。美国能源部估计,到 2025 年,明亮的白色 LED 光源可以减少 29% 的照明能耗。近十年来,全球的研究人员致力于 III-N 材料研究,以改进现有技术并突破 III-V 领域的极限。现在,随着最近的发展,GaN 不仅限于照明,最新创新还推动了微型 LED、激光投影和点光源的发展。这些发展将 GaN 推向了显示技术领域。基于 GaN 的微型 LED 的小型化和硅上 GaN 的集成推动了其在快速响应光子集成电路 (IC) 中的应用。将详细讨论 GaN LED 领域的大多数最新进展 [1] III 族氮化物 (GaN、AlN 和 InN) 及其合金因其优异的物理性能和在恶劣环境条件下的稳定性而被认为是各种光电应用中最有前途的半导体材料 [2, 3, 4]。如今,基于 III 族氮化物的发光二极管 (LED) 因其效率高、功耗低、寿命比荧光灯和白炽灯长而被广泛应用于世界各地的固态照明 (SSL) 应用 [5, 6]。LED 是一种更有前途的低功耗光源,可取代传统的荧光灯。除 LED 外,基于 III 族氮化物的激光二极管 (LD)、高功率电子器件、光电探测器等也是其他扩展的光电应用,这些应用也已得到展示 [7, 8]。这项工作包括对基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟,在本文中,我们展示了所研究 LED 的模拟结果以及它们的电气和光学特性。还有其他扩展的光电应用也得到了展示 [7, 8]。这项工作包括基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟,在本文中,我们展示了所研究 LED 的模拟结果,并展示了它们的电气和光学特性。还有其他扩展的光电应用也得到了展示 [7, 8]。这项工作包括基于氮化镓 GaN 的单量子阱紫外 LED 的研究和模拟,在本文中,我们展示了所研究 LED 的模拟结果,并展示了它们的电气和光学特性。