基于MOCVD高性能1.55微米InAs/InP自组织量子点材料生长及激光器应用研究

批准号:
61176047
项目类别:
面上项目
资助金额:
74.0 万元
负责人:
杨涛
依托单位:
学科分类:
F0403.半导体光电子器件与集成
结题年份:
2015
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
季海铭、於英满、张心、杨晓光、徐鹏飞、谷永先、罗帅、汪明、王小耶
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
面对我国国民经济发展的战略需求和国外科学技术发展的最新前沿,以发展新一代高速光通信系统用低成本、低功耗、高性能长波长半导体激光光源为总目标,开展新型高性能1.55微米InAs/InP自组织量子点材料MOCVD生长及激光器应用相关基础研究。通过对1.55微米InAs/InP自组织量子点材料生长过程与机理、基本物理特性以及基于它们的激光器性能的研究,结合相关理论研究与分析,探索新的材料生长机制与技术、新的物理现象以及新的器件原理,解决一些基本物理问题和关键技术,为实现高性能的1.55微米量子点激光器提供必要的物理基础和关键技术,提升我国的自主创新能力和在国际上的竞争能力,为我国的科学技术和光通信事业的发展作贡献。
英文摘要
由于较小的晶格失配,InAs/InP量子点辐射波长能覆盖1.4-2.0微米这一超宽范围而在光纤通信,气体检测,生物医疗等很多领域具有广泛的应用前景,是目前半导体激光器领域的研究热点。本项目以实现高性能量子点激光器为目标,开展了基于MOCVD InAs/InP量子点激光器材料外延生长以及器件应用研究,并已取得了如下研究结果:.1、通过对生长参数的系统优化及生长界面As/P互换的控制,在InP(001)面上,生长出了高质量的量子点材料,量子点面密度达到4.4×1010 cm-2以上。.2、通过采用改变生长停顿Ⅴ族保护,成功实现InAs/InP量子点发光射波长在1.3-1.7微米范围可控调节。.3、采用两温结合生长盖层技术成功改善了量子点尺寸的不均匀性。此外,外延片整片均匀性得到明显提高,这对提高器件的工艺制作成品率尤为重要。.4、采用两温结合盖层技术生长叠层量子点结构,有效克服了应力穿透对叠层量子点结构的影响。单层至七层,量子点光致荧光峰值强度随着层数近线性增加,其半高全宽几乎保持不变,确立了高性能叠层量子点结构的生长条件与技术。.5、激光器制作方面,通过对工艺条件摸索确立了InAs/InP量子点激光器的制备技术。实现了1.55微米InAs/InP量子点激光器室温连续激射,单面输出功率75mW以上,内量子效率高达50.2%,无限腔长激光器阈值电流密度低至平均每层202A/cm2。.6、针对目前1.55微米波段半导体激光器特征温度较低(小于120 K)这一问题,提出采用提高限制势垒以及提高量子点停顿间隙AsH3保护流量来促进量子点充分熟化,实现了高特征温度InAs/InGaAsP/InP量子点激光器的制备,20-60oC温度范围,激光器特征温度高达352K,大幅高于目前已报道的世界最好水平113K。.7、开展了宽带可调谐量子点外腔激光器研究,结合腔面镀反射膜其外腔调谐带宽达140.4nm(1436.6-1577 nm),最高输出功率达6 mW, 综合性能达到国际上同类器件最好研究水平。.8、研究制作了1.55微米波段InAs/InP量子点单区锁模激光器,开展了啁啾结构量子点锁模激光器的研究,由于增益带宽的增加,锁模激光器脉宽低至322 fs,重复频率45.2GHz, 且最高峰值功率高达6.8 W,是目前为止1.55微米波段传统半导体锁模激光器的最高峰值功率。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1364/ol.37.001298
发表时间:2012-04
期刊:Optics letters
影响因子:3.6
作者:P. Xu;H. Ji;J. Xiao;Y. Gu;Yongzhen Huang;Tao Yang
通讯作者:P. Xu;H. Ji;J. Xiao;Y. Gu;Yongzhen Huang;Tao Yang
Enhanced performance of tunable external-cavity 1.5 μm InAs/InP quantum dot lasers using facet coating
使用小面涂层增强可调谐外腔 1.5 μm InAs/InP 量子点激光器的性能
DOI:--
发表时间:2015
期刊:Applied Optics
影响因子:1.9
作者:Shuai Luo;Hai-Ming Ji;Xiao-Guang Yang;Tao Yang
通讯作者:Tao Yang
InAs/InGaAsP/InP Quantum Dot Lasers Grown by Metalorganic Chemical Vapor Deposition
金属有机化学气相沉积生长的 InAs/InGaAsP/InP 量子点激光器
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:3.5
作者:Yang Xiao-Guang;Liang Ping;Zhao Ling-Juan;Yang Tao
通讯作者:Yang Tao
Theoretical study of the effects of InAs/GaAs quantum dot layer#39;s position in i-region on current-voltage characteristic in intermediate band solar cells
InAs/GaAs量子点层效应的理论研究
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Yang, Xiao-Guang;Ji, Hai-Ming;Xu, Peng-Fei;Yang, Tao
通讯作者:Yang, Tao
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:--
作者:Yang, Xiao-Guang;Ji, Hai-Ming;Xu, Peng-Fei;Yang, Tao;
通讯作者:
Delta掺杂II型InAs/GaAsSb量子点材料及高效中间能带太阳能电池研究
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:63万元
- 批准年份:2020
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
CMOS工艺兼容的硅基高性能单模量子点激光器
- 批准号:62035012
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:296万元
- 批准年份:2020
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
InP基2μm波段分布反馈量子阱激光器制备研究
- 批准号:61574139
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
新型高效量子点中间能带太阳能电池材料及器件研究
- 批准号:91433206
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:350.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
新型高效InAs/GaAs量子点中间能带太阳能电池的研究
- 批准号:61076050
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
新型P型掺杂1.3微米InAs/GaAs自组织量子点材料生长及激光器应用相关基础研究
- 批准号:60876033
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:40.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
新型P型掺杂1.3微米InAs/GaAs自组织量子点材料生长及激光器应用相关基础研究
- 批准号:60776043
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:7.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:杨涛
- 依托单位:
国内基金
海外基金
