GaSb基量子阱激光器材料的结构设计与特性表征

GaSb基量子阱激光器材料的结构设计与特性表征

论文摘要

本论文针对高质量的InGaAsSb/AlGaAsSb量子阱激光器的特点和存在的问题,对激光器的结构进行了优化设计,并进行了锑化物的分子束外延(MBE)生长、激光器的制备以及材料的研究。分析了各结构参数对量子阱材料性能的影响。取得了如下结果:从GaSb基材料(InGaAsSb、AlGaAsSb)的基本性质着手,通过二元系和三元系材料参数计算四元系材料的晶格常数、禁带宽度等,着重分析了单层InGaAsSb、AlGaAsSb材料的MBE生长参数及工艺,设计并生长了InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱半导体外延材料。利用X射线双晶衍射和PL谱研究了材料的结构特性和光学特性。通过生长条件的优化并结合理论分析,我们制备了不同波长的GaInAsSb/AlGaAsSb多量子阱材料,阱厚为1 0nm的In0.173Ga0.827As0.02Sb0.98/Al0.2Ga0.8As0.02Sb0.985个量子阱材料,在X射线双晶衍射曲线中我们观察到了5级卫星峰,在变温(10K-300K)PL实验曲线中,PL谱中样品的半峰宽23meV,室温PL峰发光波长为1.92μm。低温10K的实验曲线的发光波长为1.72μm,PL谱的半峰宽达到5meV。说明我们获得了高质量的多量子阱外延材料。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • §1.1 引言
  • §1.2 半导体激光器的发展状况
  • §1.3 论文的主要内容
  • 第二章 实验及测试原理
  • §2.1 MBE生长工艺流程V80H分子束外延技术简介
  • §2.2 光致发光分析技术
  • §2.3 X射线双晶衍射原理以及实验方法
  • 第三章 GaSb/GaAs材料的分子束外延生长与特性表征
  • §3.1 实验仪器及样品
  • §3.2 光荧光谱的理论计算方法
  • §3.3 GaSb/GaAs材料的分子束外延生长与测试
  • 第四章 InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱生长及激光器结构设计
  • §4.1 MBE生长工艺流程
  • §4.2 InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱的材料特性
  • §4.3 InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱激光器的结构设计与生长
  • §4.4 小结
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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