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氮化镓基异质结有望在子带间(ISB)器件中取得广泛应用

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最近,Caroline B Lim和她的团队在日本应用物理杂志发表了一篇论文,文章主要讨论生长在自支撑GaN衬底晶片上的非极性m面GaN:Si/Al(Ga)N异质结的子带间光电子在短波,中期和远红外范围的状态。半绝缘自支撑m-GaN衬底由苏州365彩票网有限公司提供。苏州365提供的半绝缘非极性面自支撑氮化镓衬底晶片,位错密度,晶体质量较好,非常适合制作新型光电子器件。

到目前为止,大多数关于III组氮化物多量子跃子代间(ISB)研究都集中在极性面结构。然而在这个晶体取向,偏振电场使ISB跃迁能量的量子阱应变状态更敏感,阻碍了ISB对远红外波长转换。虽然电场可以通过多层量子阱结构实现部分补偿,它仍然是设备设计的一个主要障碍。而非极性晶体取向的使用导致GaN / AlGaN异质结构内部没有电场,这有利于突出GaN的材料的优点

他们设计了三个系列不同厚度和Al含量的m-Gan:AlGaN量子阱,来确定短波红外吸收光谱范围。结构分析表明,若使隔断层中铝的组分至低于10%,会得到更加平坦和规律的层,位错密度也会降低。在光学方面,主要研究了1.5–5.8μm范围(827–214 MeV)子带间吸收。通过增加量子阱宽度和降低隔断层中铝的组分,可能会使ISB吸收转移到1.5-9赫兹(6.3~37.4 MeV)的红外范围,这表明GaN有希望覆盖7–10 THz波段,打破GaAs的技术壁垒。然而,高掺杂浓度时,在短波红外和中红外区域(高能量转换200–800 MeV),会出现子带间宽带吸收。但是降低一个数量级的掺杂水平会导致吸收线宽度明显减少。

GaN / AlGaN结构已经成为制备ISB设备的有前途的材料,并且有望覆盖整个红外光谱。在短波红外(SWIR),其大的导带偏移和亚皮秒弛豫时间使它有希望用于电信方面的超快光子学器件。在红外光谱的另一端,它更是加速了紧凑的固态太赫兹源的发展,其应用在生物医学,工业和药品质量控制,安全扫描和通信。

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