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声明
1综 述
1.1本论文的研究背景及意义
1.2光电导开关的发展历史及现状
1.3光电导开关应用前景
1.4光电导开关的基本结构
1.5光电导开关的工作模式
1.5.1线性工作模式
1.5.2非线性工作模式
1.6本论文研究的主要内容
2半绝缘GaAs的材料特性
2.1半绝缘GaAs能带结构
2.2半绝缘GaAs的杂质和缺陷
2.3单能级的产生和复合
2.4半绝缘GaAs的电阻率
2.4.1半绝缘GaAs电阻率的测量数据
2.4.2电阻率与杂质浓度和温度的关系
2.5半绝缘GaAs中的迁移率
2.6半绝缘GaAs中的光吸收
2.7本章小结
3半绝缘GaAs光电导开关中散射机制的选取
3.1散射理论
3.2半导体材料中散射机制的散射率和散射终态的推导
3.2.1晶格振动散射
3.2.2电离杂质的散射
3.2.3谷间散射
3.3半绝缘GaAs散射机制的比较
3.3.1杂质散射
3.3.2晶格振动散射
3.3.3谷间散射
3.3.4其它散射
3.3.5散射率的比较
3.4散射机制的选取
3.5本章小结
4半绝缘GaAs光电导开关特性参数对散射率的影响
4.1 半绝缘GaAs光电导开关线性工作模式下的传输性能参数
4.2半绝缘GaAs光电导开关中的光电导表达式
4.3温度对半绝缘GaAs光电导开关散射率的影响
4.3.1声学波散射
4.3.2光学波散射
4.3.3谷间散射
4.3.4杂质散射
4.4光脉冲对散射率的影响
4.5开关缝隙对散射率的影响
4.6本章小结
5半绝缘Gabs光电导开关线性工作模式下的实验研究
5.1实验装置
5.2线性模式下的实验结果分析
5.2.1触发光脉冲测试
5.2.2偏置电压对输出特性的影响
5.2.3触发光脉冲能量对输出特性的影响
5.2.4开关间隙对输出特性的影响
5.3光生载流子浓度动态变化对输出电脉冲响应速度的影响
5.4线性模式下输出电脉冲展宽现象的理论分析
5.5光电导开关特性参数对输出电脉冲幅值的影响
5.5.1开关电极间隙对输出电脉冲幅值的影响
5.5.2触发光能对输出电脉冲幅值的影响
5.5.3触发光波长对输出电脉冲幅值的影响
5.6本章小结
6非线性模式下响应特性的实验研究及理论分析
6.1非线性模式下实验结果
6.2高场下半导体材料的转移电子效应
6.3高场下半绝缘GaAs体内高场畴的产生及必要条件
6.4半绝缘GaAs光电导开关非线性模式的物理机制
6.5半绝缘GaAs光电导开关非线性模式的光电阈值条件
6.6高场下半绝缘GaAs光电导开关的光电延迟特性分析
6.7半绝缘GaAs光电导开关奇异光电导现象的分析
6.8本章小结
7开关损伤的机理分析及其丝状电流的分布
7.1开关损伤的实验研究
7.1.1芯片材料为3mm且没有绝缘封装的开关的实验结果
7.1.2芯片材料为3mm且经过绝缘封装的开关的实验结果
7.1.3芯片材料为8mm且经过绝缘封装的开关的实验情况
7.1.4电极损伤实验
7.1.5开关损伤前后电阻变化测试
7.2开关芯片材料损伤机理
7.2.1暗态条件下的击穿
7.2.2导通状态下的不可恢复性损伤
7.3丝状电流密度及分布的计算
7.4可恢复性损伤
7.5开关电极损伤机理分析
7.6本章小结
8提高光电导开关性能及寿命的优化设计
8.1开关材料的选择
8.2激励光源的选择
8.3芯片材料优化设计
8.4电极结构的优化设计
8.5电极材料的选择
8.6电极接触的改善
8.7本章小结
9结论及后续工作展望
9.1结论
9.2后续工作展望
致 谢
参考文献
附录
在学期间发表的学术论文与研究成果