高应变InGaAs多量子阱材料外延及发光特性

摘要

本文通过理论分析，模拟设计了高应变InGaAs多量子阱激光器，并着重讨论了应变对InxGa1-xAs/GaAs多量子阱激光器的影响。激光器的输出波长为1.06μm，阈值电流为194.8mA。在结构上，采用双模式扩展层多量子阱结构，远场垂直发散角降低到13°。对高应变InGaAs多量子阱激光器的阈值电流、限制因子和远场垂直发散角进行了深入研究，并且发现其具有较低的内损耗和较高的特征温度。对所设计的激光器的有源区进行外延生长，通过对比实验和常温PL(光荧光)测试，详细讨论了Ⅴ/Ⅲ比值、生长速率和衬底偏向角度等条件对样品发光特性的影响。实验发现在生长温度为650℃、Ⅴ/Ⅲ比值为50、生长速率为1.15μm/h、GaAs衬底(100)偏<111>2o的条件下，可以获得高质量的外延材料。

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第一章 绪论

1.1半导体激光器发展

1.2高应变量子阱激光器材料的研究进展

1.3高应变半导体激光器的应用

1.4 研究内容

第二章 理论部分

2.1量子阱激光器应变的引入

2.2应变对量子阱的能带结构的影响

2.3应变对材料性能的影响

2.4高应变量子阱激光器的增益特性

2.5高应变量子阱激光器的阈值特性：

2.6高应变量子阱激光器的输出特性：

第三章 高应变InGaAs多量子阱激光器模拟设计

3.1 Crosslight软件介绍

3.2 LASTIP模拟步骤

3.3有源层量子阱设计

3.4双模式扩展层的设计

3.5应变对InGaAs多量子阱激光器的影响

3.6双模式扩展层激光器的性能

第四章 MOCVD外延技术以及PL谱测试技术

4.1 MOCVD简介

4.2 MOCVD外延原理

4.3 MOCVD设备组成

4.4 PL测试技术

4.5 样品生长及测试

第五章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况