量子有源光电子材料

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1、量子有源光电子材料量子阱器件的基本结构是两块N型GaAs附于两端,而中间有一个薄层,这个薄层的结构由AlGaAs-GaAs-AlGaAs的复合形式组成,。ThebasicstructureofquantumwelldevicesistwopiecesoftypeNGaAsattachedtobothends,andthereisathinlayer,thelayerstructurebythecompositeformofAlGaAs-GaAs-AlGaAs,.在未加偏压时,各个区域的势能与中间的GaAs对应的区域形成了一个势阱,故称为量子阱。电子的运

2、动路径是从左边的N型区(发射极)进入右边的N型区(集电极),中间必须通过AlGaAs层进入量子阱,然后再穿透另一层AlGaAs。Intheabsenceofbias,thecorrespondingGaAspotentialenergyandtheareaoftheregiontoformapotentialwell,socalledquantumwells.ThemotionpathofelectronicisfromNareaontheleftsideof(emitter)Nzonetotheright(collector),middlemuste

3、nterthequantumwellthroughtheAlGaAslayer,andthenthroughanotherlayerofAlGaAs.量子阱器件虽然是新近研制成功的器件,但已在很多领域获得了应用,而且随着制作水平的提高,它将获得更加广泛的应用。Quantumwelldeviceisanewlydevelopeddevice,buthasbeeninmanyfieldshavebeenapplied,andalongwithraisingthelevelofmaking,itwillgetmoreextensiveapplication.

4、量子阱器件,即指采用量子阱材料作为有源区的光电子器件,材料生长一般是采用MOCVD外廷技术。这种器件的特点就在于它的量子阱有源区具有准二维特性和量子尺寸效应。二维电子空穴的态密度是台阶状分布,量子尺寸效应决定了电子空穴不再连续分布而是集中占据着量子化第一子能级,增益谱半宽大为降低、且价带上轻重空穴的简并被解除,价带间的吸收降低。Quantumwelldevices,namelyusingquantumwellmaterialasoptoelectronicdeviceactivearea,materialgrowthisgenerallyusesMOC

5、VDTingtechnology.Characteristicofthisdeviceisthataquantumwellactiveregionwhichhasaquasi-two-dimensionalpropertiesandquantumsizeeffect.Thedensityofstatesoftwo-dimensionalelectronholeisasteppeddistribution,quantumsizeeffectdeterminestheelectronholeisnolongercontinuousdistributionb

6、utconcentratedoccupiesthefirstsubbandquantization,gainspectrum,andhalfwideinordertoreducetheheavyholevalencebanddegeneracy,intervalencebandabsorptionreduction.2量子阱器件基本原理Thebasicprincipleofthe2quantumwelldevice2.1量子阱基本原理Thebasicprincipleofthe2.1quantumwells　　半导体超晶格是指由交替生长两种半导体材料薄

7、层组成的一维周期性结构.以GaAs／AlAs半导体超晶格的结构为例:在半绝缘GaAs衬底上沿[001]方向外延生长500nm左右的GaAs薄层,而交替生长厚度为几埃至几百埃的AlAs薄层。这两者共同构成了一个多层薄膜结构。GaAs的晶格常数为0.56351nm,AlAs的晶格常数为0.56622nm。由于AlAs的禁带宽度比GaAs的大,AlAs层中的电子和空穴将进入两边的GaAs层，“落入”GaAs材料的导带底,只要GaAs层不是太薄,电子将被约束在导带底部,且被阱壁不断反射。换句话说,由于GaAs的禁带宽度小于AlAs的禁带宽度,只要GaAs层厚度

8、小到量子尺度,那么就如同一口阱在“吸引”着载流子,无论处在其中的载流子的运动路径怎样,都必须越