金纳米颗粒调控量子点激子自发辐射速率 被引量：1

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作者 李元和 卓志瑶 +6 位作者 王健 黄君辉 李叔伦 倪海桥 牛智川 窦秀明 孙宝权 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期336-342,共7页

将InAs/GaAs量子点样品薄膜置于覆盖有直径为50 nm的金(Au)纳米颗粒的硅衬底上,可以调控量子点激子的自发辐射速率.实验发现,当量子点浸润层距离Au纳米颗粒表面15-35 nm时,激子自发辐射速率受到抑制,且距离为19 nm时抑制作用最大,导致... 将InAs/GaAs量子点样品薄膜置于覆盖有直径为50 nm的金(Au)纳米颗粒的硅衬底上,可以调控量子点激子的自发辐射速率.实验发现,当量子点浸润层距离Au纳米颗粒表面15-35 nm时,激子自发辐射速率受到抑制,且距离为19 nm时抑制作用最大,导致量子点激子的自发辐射速率减小到没有Au纳米颗粒时自发辐射速率的10^(-3).基于经典的偶极辐射模型模拟计算的激子自发辐射速率与实验结果一致. 展开更多

关键词 量子点 自发辐射速率 金属纳米颗粒 长寿命激子

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静水压力调谐Ag纳米颗粒散射场下量子点激子寿命

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作者 黄君辉 李元和 +5 位作者 王健 李叔伦 倪海桥 牛智川 窦秀明 孙宝权 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第24期350-357,共8页

将InAs/GaAs量子点薄膜样品转移到Ag纳米颗粒覆盖的Si衬底上,然后将样品放到金刚石对顶砧压力腔室内.在1.09—1.98 GPa的压力范围内,测量了量子点激子的荧光光谱和时间分辨光谱.实验结果显示,随着静水压力的增大,激子的发光波长蓝移,激... 将InAs/GaAs量子点薄膜样品转移到Ag纳米颗粒覆盖的Si衬底上,然后将样品放到金刚石对顶砧压力腔室内.在1.09—1.98 GPa的压力范围内,测量了量子点激子的荧光光谱和时间分辨光谱.实验结果显示,随着静水压力的增大,激子的发光波长蓝移,激子的发光寿命从(41±3)×10 ns延长到(120±4)×10 ns,再减短到(7.6±0.2)ns,在激子发光波长为797.49nm时,寿命达到最长的(120±4)×10 ns.相比没有Ag纳米颗粒影响的InAs/GaAs量子点中的激子寿命约1ns,激子的寿命延长了约1200倍.其物理机制为量子点浸润层中激子的辐射场和Ag纳米颗粒的散射场之间发生相消干涉,抑制了浸润层中激子的自发辐射,这些长寿命的浸润层激子将扩散到量子点中,并辐射复合发光,从而观察到量子点激子的长寿命衰变曲线.这一实验结果与基于在散射场下的偶极子辐射模型计算结果一致. 展开更多

关键词 INAS/GAAS量子点 自发辐射速率 AG纳米颗粒 长寿命激子 静水压力

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InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触（英文）

3

作者 张静 吕红亮 +3 位作者 倪海桥 牛智川 张义门 张玉明 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期679-682,687,共5页

为了得到较低的接触电阻,研究了帽层未掺杂的InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触.利用传输线模型(TLM)测量了接触电阻Rc.在最佳的快速热退火条件为275℃和20s时,InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au接触电阻值为0.128Ω·mm.TEM... 为了得到较低的接触电阻,研究了帽层未掺杂的InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触.利用传输线模型(TLM)测量了接触电阻Rc.在最佳的快速热退火条件为275℃和20s时,InAs/AlSb异质结的Pd/Ti/Pt/Au接触电阻值为0.128Ω·mm.TEM观察发现经过快速热退火后Pd已经扩散到半导体中有利于高质量欧姆接触的形成.研究表明经过Pd/Ti/Pt/Au合金化欧姆接触后Rc有明显减小,适用于InAs/AlSb异质结的应用. 展开更多

关键词 欧姆接触 快速热退火 InAs/AlSb异质结

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利用分子束外延生长高质量应变平衡 InAs/InAsSb Ⅱ类超晶格

4

作者 魏国帅 郝瑞亭 +9 位作者 郭杰 马晓乐 李晓明 李勇 常发冉 庄玉 王国伟 徐应强 牛智川 王耀 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期595-604,共10页

利用分子束外延技术在GaSb衬底上生长了高质量的InAs/InAsSb(无Ga)Ⅱ类超晶格。超晶格的结构由100个周期组成,每个周期分别是3.8 nm厚的InAs层和1.4 nm厚的InAs_(0.66)Sb_(0.34)层。在实验过程中出现了一种特殊的尖峰状缺陷。利用高分辨... 利用分子束外延技术在GaSb衬底上生长了高质量的InAs/InAsSb(无Ga)Ⅱ类超晶格。超晶格的结构由100个周期组成,每个周期分别是3.8 nm厚的InAs层和1.4 nm厚的InAs_(0.66)Sb_(0.34)层。在实验过程中出现了一种特殊的尖峰状缺陷。利用高分辨率x射线衍射(HRXRD)、原子力显微镜(AFM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对外延的超晶格进行了表征和分析。结果表明,优化后的样品几乎为零晶格失配,超晶格0级峰半峰宽为39.3 arcsec,表面均方根粗糙度在10μm×10μm范围内达到1.72Å。红外吸收光谱显示50%的截止波长为4.28μm,PL谱显示InAs/InAs_(0.66)Sb_(0.34)超晶格4.58μm处有清晰锐利的发光峰。这些结果表明,外延生长的InAs/InAsSb超晶格稳定性和重复性良好,值得进一步的研究。 展开更多

关键词 InAs/InAsSb 超晶格 分子束外延 Ⅲ-Ⅴ族半导体材料

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全息光刻制备LC-DFB及光栅刻蚀优化（英文） 被引量：3

5

作者 李欢 杨成奥 +5 位作者 谢圣文 黄书山 柴小力 张宇 王金良 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期140-143,153,共5页

成功制备出室温激射波长为2μm的Ga Sb基侧向耦合分布反馈量子阱激光器.采用全息曝光及电感耦合等离子体刻蚀技术制备二阶布拉格光栅.优化了光栅制备的刻蚀条件,并获得室温2μm单纵模激射.激光器输出光功率超过5 m W,最大边模抑制比达到... 成功制备出室温激射波长为2μm的Ga Sb基侧向耦合分布反馈量子阱激光器.采用全息曝光及电感耦合等离子体刻蚀技术制备二阶布拉格光栅.优化了光栅制备的刻蚀条件,并获得室温2μm单纵模激射.激光器输出光功率超过5 m W,最大边模抑制比达到24 d B. 展开更多

关键词 镓锑基 侧向耦合分布反馈 LC-DFB 全息光刻 二阶布拉格光栅

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高倍增低暗电流AlInAsSb四元数字合金雪崩光电二极管 被引量：3

6

作者 郑大农 苏向斌 +1 位作者 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期172-177,共6页

用分子束外延系统(MBE)生长高质量GaSb基AlInAsSb四元数字合金制作雪崩光电二极管(APD)。为了克服随机体材料生长方式发生的偏析现象,采用迁移增强的数字合金生长方式,其快门顺序为AlSb,AlAs,AlSb,Sb,In,InAs,In,Sb。其高分辨率X射线衍... 用分子束外延系统(MBE)生长高质量GaSb基AlInAsSb四元数字合金制作雪崩光电二极管(APD)。为了克服随机体材料生长方式发生的偏析现象,采用迁移增强的数字合金生长方式,其快门顺序为AlSb,AlAs,AlSb,Sb,In,InAs,In,Sb。其高分辨率X射线衍射(HRXRD)曲线显示出尖锐的卫星峰,并显示出几乎完美的晶格匹配,其原子力显微镜(AFM)图像上也可以观察到光滑的表面形貌。使用优化的数字合金生长方式,制备了分离吸收、渐变、电荷和倍增(SAGCM)型的AlInAsSb数字合金APD。在室温下,器件在95%击穿时,暗电流密度为0.95 mA/cm2,击穿前最大稳定增益高达~100,其器件的高性能显示出光电领域进一步发展的潜力。 展开更多

关键词 雪崩光电二级管 分子束外延 AlInAsSb 四元数字合金

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半导体自组织量子点量子发光机理与器件 被引量：2

7

作者 尚向军 马奔 +4 位作者 陈泽升 喻颖 查国伟 倪海桥 牛智川 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期125-133,共9页

介绍了自组织量子点单光子发光机理及器件研究进展.主要内容包括:半导体液滴自催化外延GaAs纳米线中InAs量子点和GaAs量子点的单光子发光效应、自组织InAs/GaAs量子点与分布布拉格平面微腔耦合结构的单光子发光效应和器件制备,单量子点... 介绍了自组织量子点单光子发光机理及器件研究进展.主要内容包括:半导体液滴自催化外延GaAs纳米线中InAs量子点和GaAs量子点的单光子发光效应、自组织InAs/GaAs量子点与分布布拉格平面微腔耦合结构的单光子发光效应和器件制备,单量子点发光的共振荧光测量方法、量子点单光子参量下转换实现的纠缠光子发射、单光子的量子存储效应以及量子点单光子发光的光纤耦合输出芯片制备等. 展开更多

关键词 自组织量子点 纳米线 微腔 单光子 纠缠光子

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交错梳齿型静电驱动MEMS微镜的设计与制作

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作者 李晓明 郝瑞亭 +1 位作者 倪海桥 牛智川 《云南师范大学学报（自然科学版）》 2022年第2期9-13,共5页

设计了一种交错梳齿型(SVC)静电驱动MEMS微镜,首先在底层硅片上通过刻蚀预留出微镜活动空间,并进行固定梳齿组刻蚀,然后再在上面键合顶层硅片,并将顶层硅片减薄抛光至目标厚度,再在其上进行移动梳齿组和镜面结构的刻蚀.该工艺既兼顾了SV... 设计了一种交错梳齿型(SVC)静电驱动MEMS微镜,首先在底层硅片上通过刻蚀预留出微镜活动空间,并进行固定梳齿组刻蚀,然后再在上面键合顶层硅片,并将顶层硅片减薄抛光至目标厚度,再在其上进行移动梳齿组和镜面结构的刻蚀.该工艺既兼顾了SVC型微镜偏转角度较大的优点,又避免了使用SOI衬底导致背面套刻精度差的缺点,提高了整个结构的稳定性,该微镜的最大理论角度可达24.7°. 展开更多

关键词 光刻 键合 垂直交错梳齿 MEMS 微镜

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利用分子束外延在GaAs基上生长高特征温度的InAs量子点激光器 被引量：1

9

作者 袁野 苏向斌 +7 位作者 杨成奥 张一 尚金铭 谢圣文 张宇 倪海桥 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期667-670,共4页

通过MBE外延系统生长了1.3µm的GaAs基InAs量子点激光器.为了获得更好的器件性能,InAs量子点的最优生长温度被标定为520℃,并且在有源区中引入Be掺杂.制备了脊宽100µm,腔长2 mm的激光器单管器件,在未镀膜的情况下,达到了峰值功... 通过MBE外延系统生长了1.3µm的GaAs基InAs量子点激光器.为了获得更好的器件性能,InAs量子点的最优生长温度被标定为520℃,并且在有源区中引入Be掺杂.制备了脊宽100µm,腔长2 mm的激光器单管器件,在未镀膜的情况下,达到了峰值功率1.008 W的室温连续工作,阈值电流密度为110 A/cm^-2,在80℃下仍然可以实现连续工作,在50℃以下范围内,特征温度达到405 K. 展开更多

关键词 量子点激光器 分子束外延 特征温度 中红外

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利用高阶DBR实现简单的2.0μm GaSb激光器（英文） 被引量：1

10

作者 黄书山 杨成奥 +5 位作者 张宇 谢圣文 廖永平 柴小力 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期653-656,共4页

利用高阶Bragg光栅成功制备出Ga Sb基DBR激光器,避免了复杂的制备工艺.利用标准接触曝光制备出16阶和24阶Bragg光栅以及双沟脊条波导结构. 16阶Bragg光栅器件在室温下实现了SMSR高达17. 5 dB的单模激光输出. CW状态下室温最大单模输出... 利用高阶Bragg光栅成功制备出Ga Sb基DBR激光器,避免了复杂的制备工艺.利用标准接触曝光制备出16阶和24阶Bragg光栅以及双沟脊条波导结构. 16阶Bragg光栅器件在室温下实现了SMSR高达17. 5 dB的单模激光输出. CW状态下室温最大单模输出功率超过10 mW.随着注入电流变化,器件表现出出色的波长稳定性.在整个注入电流范围内,器件都保持单横模工作状态. 24阶Bragg光栅器件室温SMSR为22. 5 dB.器件的激射波长都在2. 0μm左右. 展开更多

关键词 激光二极管 量子阱 红外

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InAs/GaSb超晶格/GaSb体材料中短波双色红外探测器 被引量：1

11

作者 马晓乐 郭杰 +4 位作者 郝瑞亭 魏国帅 王国伟 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期569-575,共7页

采用GaSb体材料和InAs/GaSb超晶格分别作为短波与中波吸收材料,外延生长制备了NIPPIN型短中双色红外探测器。HRXRD及AFM测试表明,InAs/GaSb超晶格零级峰和GaSb峰半峰宽FWHM分别为17.57 arcsec和19.15 arcsec,10μm×10μm范围表面... 采用GaSb体材料和InAs/GaSb超晶格分别作为短波与中波吸收材料,外延生长制备了NIPPIN型短中双色红外探测器。HRXRD及AFM测试表明,InAs/GaSb超晶格零级峰和GaSb峰半峰宽FWHM分别为17.57 arcsec和19.15 arcsec,10μm×10μm范围表面均方根粗糙度为1.82Å。77 K下,SiO_(2)钝化器件最大阻抗与面积乘积值RA为5.58×10^(5)Ω∙cm^(2),暗电流密度为5.27×10^(-7) A∙cm^(-2),侧壁电阻率为6.83×10^(6)Ω∙cm。经阳极硫化后,器件最大RA值为1.86×10^(6)Ω∙cm^(2),暗电流密度为4.12×10^(-7)A∙cm^(-2),侧壁电阻率为4.49×10^(7)Ω∙cm。相同偏压下,硫化工艺使器件暗电流降低1-2个数量级,侧壁电阻率提高了1个数量级。对硫化器件进行了光谱响应测试,器件具有依赖偏压极性的低串扰双色探测性能,其短波通道与中波通道的50%截止波长分别为1.55μm和4.62μm,在1.44μm、2.7μm和4μm处,响应度分别为0.415 A/W、0.435 A/W和0.337 A/W。 展开更多

关键词 INAS/GASB超晶格 GaSb体材料 中短双色 红外探测 侧壁电阻率 低串扰

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1.55μm通信波段InAs/GaAs量子点制备方法研究 被引量：1

12

作者 池振昊 王海龙 +1 位作者 倪海桥 牛智川 《通信技术》 2019年第6期1311-1315,共5页

利用分子束外延技术在GaAs衬底上生长InAs量子点,采用梯度生长法实现了量子点的成岛参数和量子点密度精确可控。通过在GaAs衬底上生长InGaAs组分渐变缓冲层进而自组织外延InAs量子点的方法,将GaAs衬底的InAs量子点发光波长拓展到了1550n... 利用分子束外延技术在GaAs衬底上生长InAs量子点,采用梯度生长法实现了量子点的成岛参数和量子点密度精确可控。通过在GaAs衬底上生长InGaAs组分渐变缓冲层进而自组织外延InAs量子点的方法,将GaAs衬底的InAs量子点发光波长拓展到了1550nm通讯波段,并研究了渐变层中最大In组分、以及InAs淀积量等因素对于量子点发光性能的影响。结果显示,渐变层最上层In组分越大,与InAs量子点的失配越小生长尺寸越大,量子点的发光波长越长,光致荧光谱呈现整体红移的趋势。在渐变缓冲层上外延InAs的淀积量为1.65ML时可以得到线宽较窄强度较高的单量子点发光峰。 展开更多

关键词 INAS/GAAS 自组织量子点 分子束外延 通信波段

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GaAs基InAs/AlSb二维电子气结构的生长优化（英文）

13

作者 崔晓然 吕红亮 +3 位作者 李金伦 苏向斌 徐应强 牛智川 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期385-388,共4页

采用分子束外延设备(MBE),外延生长了InAs/AlSb二维电子气结构样品.样品制备过程中,通过优化AlGaSb缓冲层厚度和InAs/AlSb界面厚度、改变AlSb隔离层厚度,分别对比了材料二维电子气特性的变化,并在隔离层厚度为5nm时,获得了室温电子迁移... 采用分子束外延设备(MBE),外延生长了InAs/AlSb二维电子气结构样品.样品制备过程中,通过优化AlGaSb缓冲层厚度和InAs/AlSb界面厚度、改变AlSb隔离层厚度,分别对比了材料二维电子气特性的变化,并在隔离层厚度为5nm时,获得了室温电子迁移率为20500cm^2/V·s,面电荷密度为2.0×1012/cm^2的InAs/AlSb二维电子气结构样品,为InAs/AlSb高电子迁移率晶体管的研究和制备提供了参考依据. 展开更多

关键词 二维电子气 迁移率 高电子迁移率晶体管(HEMT) 分子束外延(MBE)

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量子点单光子源的光纤耦合

14

作者 尚向军 李叔伦 +4 位作者 马奔 陈瑶 何小武 倪海桥 牛智川 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期366-373,共8页

半导体量子点在低温下产生谱线细锐的激子发光可制备单光子源.光纤耦合可避免低温共聚焦装置扫描定位和振动影响,是实现单光子源即插即用和组件化的关键技术.在耦合工艺上,基于微区定位标记发展出拉锥光纤与光子晶体腔或波导侧向耦合、... 半导体量子点在低温下产生谱线细锐的激子发光可制备单光子源.光纤耦合可避免低温共聚焦装置扫描定位和振动影响,是实现单光子源即插即用和组件化的关键技术.在耦合工艺上,基于微区定位标记发展出拉锥光纤与光子晶体腔或波导侧向耦合、大数值孔径锥形端面光纤与量子点样片垂直耦合等技术;然而,上述工艺需要多维度精密调节以避免柔软光纤的畸形弯曲实现对准和高效耦合.陶瓷插针或石英V槽封装的光纤无弯曲且具有大平滑端面,只要与单量子点样片对准贴合就可保证垂直收光, V槽封装的排式光纤还可通过盲对粘合避免扫描对准,耦合简单.本文在前期排式光纤粘合少对数分布Bragg反射镜(distributed Bragg reflector, DBR)微柱样片实现单光子输出基础上,经理论模拟采用多对数DBR腔提升样片垂直出光和光纤收光效率,使光纤输出单光子计数率大大提升. 展开更多

关键词 量子点单光子源 光纤耦合 分布Bragg反射镜腔 垂直出光

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