PDF《D11.半导体材料与器件》

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半导体材料与器件 分会主席:郝跃院士、王占国院士 D11-01 题目待定 郝跃 西安电子科技大学 D11-02 III-V 族窄禁带半导体量子光电器件 牛智川 中国科学院半导体研究所 新型半导体低维材料与光电量子器件技术发展正处于重要转折期.经典光电器件技术按照摩尔定律迅速演进,支撑着光电 信息系统技术向极低功耗、超高速率的不断发展.量子信息器件的研究近几年来也不断获得重要突破,为量子通信、量子计算 机和量子测量技术的实用化提供核心器件的解决方案.基于半导体低维材料及其复合量子结构、实现高性能光电器件和量子功 能器件是目前主流技术途径.本文主要介绍半导体量子点纳米线复合、量子谐振腔耦合结构的单光子与纠缠光子源器件、光纤 耦合量子光源芯片的研究进展;

概要报告锑化物 I 型能带量子阱结构的单模激光器、大功率激光器、以及锑化物 II 型能带超晶 格红外探测材料与焦平面芯片的研究成果及其应用演示,并展望了上述各类光电与量子器件的发展趋势与研究设想. D11-03 InP 基2微米波段量子阱激光器研究 杨涛 1.中国科学院半导体研究所,半导体材料科学重点实验室 2.中国科学院大学,材料科学与光电技术学院 2-2.5 微米波段是大气窗口之一. 目前, 该波段激光器有源区材料主要采用 GaSb 基量子阱和 InP 基量子阱结构. 与GaSb 基材料相比,InP 基材料具有以下几方面的优势:1)高质量、低成本的衬底.此外,InP 的导热率为 GaSb 两倍以上,有利 于器件散热.2)得益于通讯用激光器的发展,具有成熟的器件工艺技术且易与其它器件实现集成.3)可用适于大规模化生 产的 MOCVD 制备,有利于降低成本. 本报告将介绍我们在发展 MOCVD 高性能 InP 基2微米波段量子阱激光器方面的主要研究进展,包括:1)实现高质量 1.9-2.4 微米波段 In(Ga)As/InP 多量子阱材料的制备[1];

2)实现高性能

2 微米波段 In(Ga)As/InP 多量子阱激光器.激射波长 2.15 微米的激光器(脊宽:30 mm,腔长:1.5 mm)单面室温连续出光功率超过

215 mW,无限腔长激光器的阈值电流密度 低至 180.8 A/cm2;

脉冲电流注入下,室温单面最大峰值出光功率达到 1.35 W [2];

3)实现高性能

2 微米波段多量子阱分布 反馈(DFB)激光器.DFB 激光器边模抑制比达

49 dB [3];

4)实现

2 微米波段多量子阱耦合脊激光器阵列.在脉冲注入条 件下,器件能够在 15-105℃温度范围内稳定工作.15℃时,器件最大单面输出功率达到 2W 以上,阈值电流和斜率效率分别 为0.57A 和0.5W/A [4]. 本研究得到了国家自然科学基金(61574139)和国家重点研发计划(2017YFB0405302)项目的资助. 关键词:半导体激光器;

大晶格失配;

InP;

InAs;

量子阱;

中红外 参考文献 [1] 汪明,杨涛,专利授权号:ZL 201110100538.6. [2] S. Luo et al, Opt. Express, 23(7), p. 8383, 2015. [3] F. Xu et al, IEEE Photonics Technology Letters, 28(20), p. 2257,

2016 [4] Z. K. Zhang et al, J. Nanosci. Nanotechnol., in press,

2018 D11-04 GaN 基光电子材料与器件 赵德刚 中科院半导体所

2 D11-05 宽禁带磷化物材料及其光电探测器 张永刚,顾溢 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 工作在可见到紫外波段的光电器件需要由宽禁带的材料构建, 采用直接带隙材料对光电探测器而言采用会有更好的效果, 对激光器而言则几乎是必须的.在诸多已获应用的 III-V 族化合物材料体系中,含磷的一类化合物材料特别是 AlGaInP 体系 可具有除氮化物外的最大禁带宽度,因此也是构建这些波段光电探测器的良好材料,而气态源分子束外延(GSMBE)方法 在生长这个体系的材料方面具有不少优点,是可优先采用的方法. 本报告将报道我们采用 GSMBE 方法在 GaAs 基三元系 GaInP 和AlInP 材料的外延生长及特性表征等方面开展的研究, 以及将这些材料应用于可见到紫外波段的特殊类型光电探测器的相关工作. 研究中在材料和器件结构两方面进行了设计和优 化来满足波长裁剪的需要,使之能满足特定的应用场景,具体包括针对双色制导应用的紫外增强/红外盲探测器以及针对水 下通信和传感应用的窄带蓝光探测器等. 关键词:磷化物材料;