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图形化衬底上AlGaInAs量子点的MOCVD生长研究

批准号:
61604171
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
赵勇明
学科分类:
半导体光电子器件与集成
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
于淑珍、孙玉润、杨立梅、何洋、宋焱

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
VCSEL作为芯片级原子钟的核心部件,决定了芯片级原子钟系统的性能。然而在高温下,量子阱结构有源区的增益特性必然有所降低,这将导致VCSEL器件性能的下降,制约了芯片级原子钟的发展。因此,非常有必要开发具有高增益特性、低温度依赖的有源区结构用于实现高性能的VCSEL器件。. 本项目旨在利用“非对称效应”实现具有“polarization-dependent gain”特性的AlGaInAs量子点的MOCVD外延生长。利用图形化模板衬底实现量子点大小、位置、密度以及组份的精确可控;并研究图形衬底上量子点的成核机制、表面形貌演变等生长动力学特性;分析生长参数、图形结构与量子点质量及光学特性各向异性的关系;优化相关参数,最终实现高温时(80℃),发光峰为795 nm、发光线性极化度>90%的AlGaInAs量子点;为实现低阈值、偏振稳定的芯片级原子钟用量子点VCSEL器件奠定基础。
英文摘要
As the core component of chip-scale atomic clock, if the performance of VCSEL is further improved, it will be greatly promote the development of chip-scale atomic clock performance. However, the gain characteristics of the quantum well structure inevitably reduced at high temperatures, which causes the quantum well based VCSEL device with lower light output power, higher threshold and power consumption. Therefore, it is necessary to develop a active region with higher gain characteristics and lower temperature dependence for VCSEL devices.. This project aims to realize a asymmetric AlGaInAs quantum dot (QD) with polarization-dependent gain characteristics. The size, location and density of (Al)GaAs QDs are precise control by using patterned substrates. The research focus on the relationship of the growth parameters and the emission anisotropic of QD. By varying the MOCVD growth parameters to achieve a asymmetric quantum dot with the emission peak at 795 nm and linear polarization degree of greater than 90%. Lay the foundation for quantum dot based VCSEL device.
VCSEL是芯片原子钟系统的核心芯片,该芯片的性能几乎决定了芯片原子钟系统的整体性能。由于原子钟系统须在高温下工作,但VCSEL的量子阱有源区的增益特性必然会随着工作温度的升高而下降,这将会导致VCSEL芯片性能下降,最终制约了芯片原子钟系统的发展。基于上述原因,本项目主要聚焦于开发具有高增益特性、低温度依赖的有源区结构,用于实现高性能VCSEL。本项目主要通过利用“图形衬底”实现具有高密度、高质量的AlGaInAs量子点的MOCVD外延生长,利用图形化模板衬底实现量子点大小、位置、密度以及组份的精确可控;并研究图形衬底上量子点的成核机制、表面形貌演变等生长动力学特性;细致分析了外延生长参数、图形结构与量子点质量及光学特性的关系;通过细致优化外延生长参数,最终实现了高密度、低应变的AlGaInAs量子点的MOCVD外延生长;这为实现低阈值、高温度稳定性的芯片原子钟用量子点VCSEL芯片奠定重要基础。
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Characterizations of high-voltage vertically-stacked GaAs laser power converter
高压垂直堆叠GaAs激光功率转换器的特性
DOI: 10.1088/1674-4926/39/9/094006
发表时间: 2018-09-01
期刊: JOURNAL OF SEMICONDUCTORS
影响因子: 5.1
作者: [Huang, Jie, Sun, Yurun, Ye, Yang]
通讯作者: Ye, Yang
Jiajing Yin, Yurun Sun, Shuzhen Yu, Yongming Zhao, Rongwei Li, Jianrong Dong
尹嘉静、孙雨润、于淑珍、赵永明、李荣伟、董建荣
DOI: --
发表时间: --
期刊: Journal of Semiconductors
影响因子: 5.1
作者: [Jiajing Yin, Yurun Sun, Shuzhen Yu, Yongming Zhao, Rongwei Li, Jianrong Dong]
通讯作者: Jianrong Dong
Design and fabrication of six-volt vertically-stacked GaAs photovoltaic power converter.
六伏垂直堆叠砷化镓光伏电源转换器的设计与制造
DOI: 10.1038/srep38044
发表时间: 2016-11-30
期刊: Scientific reports
影响因子: 4.6
作者: [Zhao Y, Sun Y, He Y, Yu S, Dong J]
通讯作者: Dong J
Influence of growth conditions on the quality of strained InAlGaAs/AlGaAs quantum wells grown by MOCVD
生长条件对MOCVD生长应变InAlGaAs/AlGaAs量子阱质量的影响
DOI: 10.1007/s00339-019-2411-5
发表时间: 2019-01
期刊: Applied Physics A-Materials Science & Processing
影响因子: 2.7
作者: [Zhao Yongming, Huang Jie, Sun Yurun, Yu Shuzhen, Li Kuilong, Dong Jianrong]
通讯作者: Dong Jianrong
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