关键词： Quantum well lasers  

摘要： Objective Semiconductor lasers, which are known for their compact size, lightweight, high reliability, long lifespan, and low power consumption, have been widely applied in various fields such as laser communication, laser medical treatment, and laser display. The typical InGaAs/GaAs multi-quantum wells (MQWs) have been extensively used as the active region in semiconductor lasers operating in the near-infrared spectrum. However, the typical InGaAs/GaAs quantum wells exhibit issues at the 890 nm wavelength, including decreased gain and conduction band step, as well as lattice mismatch due to strain during epitaxial growth. In this regard, introducing P into the barrier layer to form InGaAs/GaAsP quantum wells can improve the strain and conduction-band offset of the quantum wells. The laser performance is significantly affected by defects generated during epitaxial growth, which primarily depend on the crystal quality of the epitaxial layer. Although studies that investigate the characteristics of semiconductor lasers based on InGaAs/GaAsP quantum wells and the optimization of the active region have been conducted, most of them used a relatively small number of quantum wells (less than six pairs). The interface quality of MQWs deteriorates as the number of quantum wells and barriers increases. However, to enhance the gain of the active region and achieve higher laser output power, the number of quantum wells used as the active region in semiconductor lasers must be increased. Methods A structure was designed and its emission wavelength was adjusted to 890 nm using the Crosslight software. The number of well layers was set to 10 to maintain a high material gain in the 890 nm wavelength band. Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) was performed, and a method of controlling growth-parameter combinations was employed to analyze the effects of different growth conditions on the interface quality and optical-gain characteristics of InGaAs/GaAsP MQWs. By performing

关键词： Semiconductor quantum wells  

摘要： Objective The blue waveband is the window for underwater wireless optical communication, and high-performance blue lasers are the ideal light source for underwater wireless optical communication. Pulsed blue lasers have high peak power than that of continuouswave laser, experience less attenuation during underwater transmission and have better communication performance. As an important technique for obtaining pulsed lasers, Q-switching has been widely used in solid-state lasers. However, for semiconductor lasers, it is difficult to obtain large pulse energy or high peak power due to the nanosecond short lifetime of the carriers. But in the other hand, Q-switched semiconductor lasers can produce pulse trains with higher repetition rates because of their shorter carrier lifetime, and combined with their flexible and designable emitting wavelengths, their application range can also be expanded. Methods In the gain chip of a semiconductor disk laser (SDL), there exists the nonlinear Kerr effect in the semiconductor multiple quantum wells of the active region, where the refractive index in the region is proportional to the light intensity, i.e. n=n2I, where n is the refractive index of the material, I is the incident light intensity, and n2 is the Kerr coefficient. For the semiconductor multiple quantum wells materials, the above n2 is negative. The nonlinear Kerr effect in the active region leads to an equivalent lens depending on the intensity of light, causing the pulsed laser to experience a higher refractive index, while the continuous-wave laser suffers to a lower refractive index. When there is an aperture in the resonant cavity or a so-called soft aperture composed of pump spot on the gain chip, the equivalent lens mentioned above will cause the pulsed laser to experience less loss in the resonant cavity, start the pulse operation of the laser, and maintain stable pulse train output. If the effect of the Kerr equivalent lens is weak, SDL will operate in a Q-switc

关键词： 半导体器件  

ISBN: (纸本)9787121493713

摘要： 本书基于国产EDA软件EmpyreanXmodel器件模型提取工具，系统、全面地介绍硅基MOSFET和GaNHEMT的器件建模、测试分析和参数提取的设计和实验全流程。本书在简要介绍半导体器件的基本理论、测试结构和测试方案的基础上，详细阐述MOSFETBSIM模型和参数提取实验、Xmodel集成的数据图形化显示系统、MOSFET器件直流模型和射频模型的提取实验、基于ASM-HEMT模型的GaN功率器件和射频器件的模型参数提取实验等，以及半导体器件中常见的各种二阶效应(如短沟道效应、版图邻近效应、工艺角模型和温度特性等)非线性模型参数的提取和验证方法。

关键词： 中红外波段   柱矢量光   径向偏振光   角向偏振光   S波片   光学斩波器  

摘要： 中红外波段柱矢量激光器在材料加工、粒子捕获、光学显微和存储等领域中具有广阔的应用前景。将飞秒激光刻写的自组织纳米结构光栅（S波片）作为偏振模式转换器件应用于全固态Er∶YAP激光器，实现了连续波和短脉冲可切换的中红外柱矢量激光高效输出，其中径向和角向偏振模式可快速切换。在连续波运转模式下获得了平均功率分别为136 mW和133 mW的径向偏振及角向偏振柱矢量激光输出，波长均为2.73μm；基于光学斩波器实现了稳定的调Q脉冲柱矢量激光输出，最窄脉宽为124.73 ns，对应脉冲能量为13.84μJ。这些研究结果为中红外结构光激光器的设计及实现提供了有益的参考。

关键词： 钛合金   光纤-半导体激光复合焊接   显微组织   力学性能  

摘要： 利用1080 nm光纤-915 nm半导体激光复合光源对4 mm厚的TC4钛合金板材进行焊接。研究了半导体激光功率和焊接速度对焊缝成形、微观组织及其力学性能的影响。研究表明:随着半导体激光功率的增加,焊缝上熔宽尺寸的增长明显高于下熔宽,半导体激光能量更倾向于横向分布,促进了熔池的横向流动,同时复合激光作用区域中的针状马氏体尺寸比单激光作用区域的粗大;焊接速度的增加导致焊缝中大角度晶界比例增加和晶粒细化,在焊接速度为120 mm·s-1时平均晶粒尺寸为2.87μm;在半导体激光功率为1.5 kW、焊接速度为60 mm·s-1时,接头抗拉强度和断后延伸率分别达到927 MPa和9%,断裂机制为韧性断裂。

关键词： 半导体激光芯片   高功率   转换效率   特征温度  

摘要： 7xx nm波段高功率半导体激光器是碱金属激光器和固体激光器的核心泵源，具有广阔的应用前景。然而，7xx nm半导体激光器由于光子能量高、损耗大，在实现高功率和高效率方面面临较大的挑战。设计并制备了780 nm波长的高功率半导体外延结构，采用GaAsP无铝量子阱及高带隙的AlGaAs波导改善了载流子限制问题，并采用双非对称波导大光腔设计降低了内部损耗和电阻。制备的200μm条宽激光器在25℃下的连续和准连续输出功率分别可达13 W和16.3 W，相应电光转换效率分别为66%和69%。系统研究了激光器在不同温度下的功率、阈值电流、激射波长及侧向远场发散角等特性，并分析计算了器件的特征温度及热阻，结果表明器件外延结构具有较好的温度特性。

关键词： 高管股权激励   财务绩效   半导体行业   战略新兴产业  

摘要： 随着AI人工智能、5G通信、IOT物联网、新能源汽车等战略新兴产业的高速发展，半导体行业成为大国博弈的关键领域，目前已成为支撑社会和经济发展、保障国家多方面安全的基础性、战略性和引领性产业。同时，半导体行业具有投资高额、产出周期长和人才短缺等特点，其发展与企业高管的履职行为紧密相关，而高管股权激励作为影响高管行为的重要手段，对半导体企业具有重要影响。因此，选取2003—2023年140家半导体行业内上市企业为研究样本，通过多元回归分析和异质性分析，探究半导体企业高管股权激励对财务绩效的影响。结果表明，半导体企业内高管股权激励对财务绩效有正向促进作用。在半导体行业内，IDM企业的高管股权激励对财务绩效的正向促进作用更明显。

关键词： 金属-半导体-金属光电探测器   局域表面等离子体共振效应   光吸收率   响应度   COMSOL  

摘要： 为提升光电探测器在特定波长下的光吸收能力和响应度，构造一种基于六边形金纳米线结构的金属-半导体-金属光电探测器，并在该结构上覆盖具有良好的光学透明性和电导率的氧化铟锡，利用有限元仿真软件COMSOL建立多组模型进行仿真对比。结果表明，优化参数后，在700～1500 nm光波段范围内，器件的整体光吸收率达90%，器件的响应度在偏置电压为5 V、入射光功率为10 mW下为0.39 A/W，且GaAs层厚度、六边形金纳米线直径和光入射角度均对该器件性能有影响。

关键词： 腺苷脱氨酶(ADA)   聚苯胺(PANI)   光电化学(PEC)传感器  

摘要： 成功制备了由质子化聚苯胺（PANI）和金纳米粒子（Au NPs）构成的复合电极，其表现出优异的光电化学（PEC）性能，并对pH值有响应.腺苷脱氨酶（ADA）能催化腺苷脱氨，导致PANI去质子化，引起复合电极颜色的改变和对应光电流减弱.利用双信号变化实现了对ADA的定量测定，在5～50 U·L-1范围内，光电流强度与ADA活度之间呈良好的线性关系，检测限达到0.3 U·L-1，该方法具有高灵敏度和准确性.这一传感器的开发和应用为ADA的检测提供了新的途径.

关键词： 石墨烯   MoS2   量子电容   忆容器   气体传感器  

摘要： 在人类生活的各个领域,如日常生活、农业、工业和能源等,气体环境的变化扮演着重要角色,其不同的浓度、性质和地域分布对人们的作息习惯产生持续影响。因此,未来生活中对气体进行有效检测和利用显得尤为重要。近年来,二维材料如石墨烯和过渡金属硫族化合物(TMDs)因其独特的电子结构和高比表面积,以及对气体分子的高吸附和解吸敏感性,已被广泛应用于气敏器件领域。这些材料能够快速响应气体浓度变化,实现精确检测。因此,基于这些材料的二维半导体气敏电子器件在气体检测和利用方面展现出巨大的潜力和应用价值。 本文的研究核心在于深入分析气体吸脱附过程中二维半导体气敏电子器件载流子浓度的变化,使其在环境气体的检测和利用方面发挥有效作用。研究表明,气体的吸脱附作用会导致二维半导体材料的载流子浓度发生显著变化,这种变化进一步影响材料的能带结构和局域态密度等关键物理性质。通过精确测量气敏电子器件的电信号响应,可以更深入地理解气体与材料相互作用的机制。研究的关键在于利用材料在气体吸脱附过程中载流子浓度变化的特性,并通过应用多种增敏技术,实现气敏电子器件性能的有效提升。 第一部分提出了一种基于石墨烯量子电容的新型忆容器,在不改变忆容器物理结构(如电容器的介电常数、极板面积和板极距)的情况下,使器件获得高灵敏度性能。石墨烯作为一种零带隙半导体,展现出了双极化电场效应,使得电子和空穴之间的载流子浓度能够连续变化,从而在受到外界刺激下展现出灵敏的响应。基于此效应,验证了石墨烯量子电容在气体吸脱附(或光照、电场)作用下的记忆效应和多场耦合调控效应。此外,石墨烯量子电容忆容器在气体吸脱附(或光照、外加电场)过程中,模拟了一系列类似生物突触的人工突触行为,包括从短时增强到长时增强、从短时抑制到长时抑制的转变,以及高脉冲易化行为。通过分析气体吸脱附过程中的载流子浓度的变化,阐明了石墨烯量子电容忆容器在气体、光照和电场作用下电容变化的机制。 第二部分与石墨烯相比,二硫化钼(MoS2)具有明显的带隙,在气体吸脱附影响下,载流子浓度和费米能级将会有更显著的变化。因此,选择MoS2作为替代石墨烯的核心材料,设计了 MoS2量子电容忆容器。与石墨烯量子电容忆容器相比,基于MoS2量子电容的忆容器展现出了更优异的性能,具有更高的响应灵敏度和更显著的人工突触行为。MoS2量子电容忆容器展现了可被气体吸脱附、光照和电场等场域多场耦合调控和明显的记忆效应。该忆容器还模拟了一系列与生物突触相似的行为,包括短时记忆、长时记忆、短时抑制和长时抑制。这些特性为模拟生物神经系统的复杂功能提供了新的可能性。在多场耦合操纵下,基于MoS2量子电容的忆容器的也可以正常工作,包括电增强-电抑制、电增强-气体抑制、光增强-电抑制以及光增强-气体抑制等模式。同样采用了分析气体吸脱附过程中载流子浓度变化的方法,阐释了 MoS2量子电容忆容器的工作机理。这些发现不仅证实了 MoS2量子电容忆容器在多场耦合操控下的稳定性和灵活性,而且为开发新型的气敏电子器件提供了理论基础。 第三部分为了提升纯相TMDs材料在气体检测的性能,通过水热法成功合成了具有独特3D界面结构的MoSe2@MoS2 n-n异质结湿度传感器。本文通过精细调控材料中MoSe2和MoS2的比例,进一步增强了异质结对导电性的贡献,从而优化了气敏性能。这种异质结凭借其独特的界面电流调控特性显著改善了器件的电荷转移效率,进而增强了其灵敏度,并缩短了气体响应时间。具体而言,与纯相MoSe2相比,具有3D异质结的MoSe2@MoS2使灵敏度提升了一个数量级;而与纯相MoS2相比,其响应和恢复时间均缩短了大约一半时间。此外,通过探究传感器响应前后能带和势垒的变化,对传感机理进行了详细的解析,以帮助进一步理解和优化基于二维异质结材料的气体传感器性能。