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半绝缘GaAs光电导开关产生太赫兹波电场屏蔽效应的二维Monte Carlo模拟

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物理学报 2007年第4期56卷 2042-2046页

作者：贾婉丽纪卫莉施卫西安理工大学理学院西安710048

利用Ensemble-Monte Carlo模拟方法,对不同实验条件下半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关作为偶极辐射天线在辐射太赫兹电磁波(太赫兹波)中体内电场的分布以及空间电荷屏蔽效应对太赫兹波辐射的影响进行了模拟.载流子的时域空间电场分布表明... 详细信息

利用Ensemble-Monte Carlo模拟方法,对不同实验条件下半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关作为偶极辐射天线在辐射太赫兹电磁波(太赫兹波)中体内电场的分布以及空间电荷屏蔽效应对太赫兹波辐射的影响进行了模拟.载流子的时域空间电场分布表明:用高能量激光脉冲触发低压偏置的GaAs开关,空间电荷屏蔽是限制太赫兹波辐射功率的一个重要因素,并且空间电荷屏蔽能够引起太赫兹波呈现双极性.当高能量飞秒激光脉冲以全电极间隙触发大孔径光电导天线时,空间电荷电场屏蔽效应对太赫兹波的影响不大.

关键词：光电导开关 Ensemble-Monte Carlo模拟辐射场屏蔽空间电荷屏蔽

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光电导开关工作模式的蒙特卡罗模拟

物理学报 2007年第11期56卷 6334-6339页

作者：施卫贾婉丽纪卫莉刘锴西安理工大学应用物理系

利用二维ensemble-MonteCarlo方法模拟了直流偏置的半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关在飞秒激光脉冲触发下的两种工作模式.结果表明:当偏置电场低于耿氏电场(GaAs为4.2kV/cm)时,开关输出电脉冲呈线性模式;偏置电场超过耿氏电场但触发光脉... 详细信息

利用二维ensemble-MonteCarlo方法模拟了直流偏置的半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关在飞秒激光脉冲触发下的两种工作模式.结果表明:当偏置电场低于耿氏电场(GaAs为4.2kV/cm)时,开关输出电脉冲呈线性模式;偏置电场超过耿氏电场但触发光脉冲能量低于光能阈值,光电导开关仍然表现出线性工作模式;当偏置电场和触发光脉冲能量都超过非线性模式("lock-on"模式)所需阈值,开关呈现非线性模式;在光子能量较高的激光脉冲触发下,开关非线性模式所需光能阈值降低.非线性工作模式源于光生载流子发生谷间散射,并在开关体内局部区域形成高场区,电场变化大,弛豫时间长,电脉冲呈现非线性.

关键词：光电导开关 ensemble-MonteCarlo方法工作模式负阻效应

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用光电导开关产生超宽带电磁辐射的研究

用光电导开关产生超宽带电磁辐射的研究

作者：纪卫莉西安理工大学

学位级别：硕士

半导体光电导开关(简称PCSS’s)作为一种新型的高功率超宽带电磁脉冲源,具有传统开关不能比拟的优点,其产生的线性电磁脉冲上升前沿为亚纳秒或皮秒量级、相对带宽超过25%,用宽带天线发射时其频谱可以从几十MHz伸展到儿GHz乃至几十GHz。... 详细信息

半导体光电导开关(简称PCSS’s)作为一种新型的高功率超宽带电磁脉冲源,具有传统开关不能比拟的优点,其产生的线性电磁脉冲上升前沿为亚纳秒或皮秒量级、相对带宽超过25%,用宽带天线发射时其频谱可以从几十MHz伸展到儿GHz乃至几十GHz。而且光电导开关具有可以用较低能量的光脉冲激励和具有高增益特性的优点,从而使制成全固态化的微型高功率超宽带微波脉冲产生器系统成为可能。然而,当开关工作于线性模式时,开关的输出电脉冲的宽度与偏置电压和触发条件的关系、开关的转换效率与触发条件及偏置电压确切关系还需进一步研究。另外,非线性模式下的辐射还未见有报导;用以解释非线性模式的光激发电荷畴理论尚需进一步的完善。本论文对半绝缘GaAs光电导开关产生超宽带电磁辐射的机理及测试结果进行了分析研究,结合线性模式下的实验,主要分析了影响光电导开关产生超快电磁脉冲的时间特性的因素,并且对频域特性和时域特性之间的关系进行了分析,得出输出电脉冲的频宽主要决定于电脉冲的上升沿和下降沿,电脉冲上升沿决定频谱的高频部分,其下降沿决定频谱的低频部分。实验中获得了国内同类型开关最好的实验结果。对触发光、开关结构及开关材料对脉冲时域的影响进行理论模拟和分析,分析表明在高偏置电压工作的情况下,为了提高输出电脉冲幅值和上升速率,应使开关工作在饱和状态下,激励光脉冲应尽量窄;深能级的引入有效的减小了材料载流子寿命,使脉宽更窄。窄间隙开关使脉冲在不损失上升时间的前提下,辐射效率相

关键词：半绝缘GaAs光电导开关超宽带微波光激发电荷畴包迹

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沿面闪络和丝状电流对光电导开关的损伤机理

电工技术学报 2010年第10期25卷 129-135页

作者：马湘蓉施卫薛红纪卫莉西安理工大学数理学院西安710048 渭南师范学院物理与电子工程系渭南714000

通过对电极间隙为3mm和8mm半绝缘GaAs光电导开关损伤实验研究发现,引起开关损伤的主要机制是沿面闪络和丝状电流。沿面闪络是在高偏置电压条件下GaAs材料在热传导过程中表现的熔化?再结晶现象,对开关造成了致命性损伤;而丝状电流是开关... 详细信息

通过对电极间隙为3mm和8mm半绝缘GaAs光电导开关损伤实验研究发现,引起开关损伤的主要机制是沿面闪络和丝状电流。沿面闪络是在高偏置电压条件下GaAs材料在热传导过程中表现的熔化?再结晶现象,对开关造成了致命性损伤;而丝状电流是开关在非线性工作模式下由于存在负微分电导效应(NDC),形成的高浓度电子?空穴等离子体通道,芯片内产热和冷却之间达到了动态平衡,开关处于光控预击穿状态,存在可恢复性和不可恢复性两类损伤。

关键词：半绝缘GaAs光电导开关沿面闪络丝状电流损伤

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Fe掺杂GaN光电特性的第一性原理研究

物理学报 2018年第10期67卷 163-170页

作者：贾婉丽周淼王馨梅纪卫莉西安理工大学理学院西安710048

基于密度泛函理论体系,计算了本征GaN材料和12.5%的Fe掺杂GaN体系的光电特性,分析了晶体结构、能带结构和电子态分布、介电函数、吸收系数、折射率、反射率、能量损失谱和消光系数,从理论上讨论了掺杂对体系光电特性的影响.计算所得理想... 详细信息

基于密度泛函理论体系,计算了本征GaN材料和12.5%的Fe掺杂GaN体系的光电特性,分析了晶体结构、能带结构和电子态分布、介电函数、吸收系数、折射率、反射率、能量损失谱和消光系数,从理论上讨论了掺杂对体系光电特性的影响.计算所得理想GaN的禁带宽度为3.41 eV,Fe的重掺杂体系明显变窄,为3.06 eV,但仍为直接带隙半导体.本征GaN材料与Fe掺杂GaN体系的静态介电常数为5.74和6.20,折射率为2.39和2.48,能量损失最大值在20.02 eV和18.96 eV,最大吸收系数能量均在13.80 eV左右.计算结果为Fe掺杂GaN高压光电导开关材料及器件的进一步研究提供了有力的理论依据和实验支持.

关键词： GaN晶体掺杂光电特性第一性原理

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光电导开关产生太赫兹电磁波双极特性分析

物理学报 2007年第7期56卷 3845-3850页

作者：贾婉丽施卫纪卫莉马德明西安理工大学理学院应用物理系西安710048

利用光电导体产生太赫兹电磁波(THz波),THz远场辐射波形与光电导体材料的载流子寿命、偏置电场以及触发光有直接关系.用不同方法对低温GaAs(LT-GaAs)和半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关辐射的THz电磁波所呈现的双极特性进行了模拟计算.结... 详细信息

利用光电导体产生太赫兹电磁波(THz波),THz远场辐射波形与光电导体材料的载流子寿命、偏置电场以及触发光有直接关系.用不同方法对低温GaAs(LT-GaAs)和半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关辐射的THz电磁波所呈现的双极特性进行了模拟计算.结果表明,LT-GaAs光电导开关辐射THz波呈现双极性的主要原因是光生载流子寿命小于一个THz波产生时间;而光生载流子寿命大于100ps的SI-GaAs光电导开关,在不同的实验条件(不同偏置电场、不同光脉冲能量)下,产生的THz波呈现双极特性的主要原因分别是载流子发生了谷间散射和空间电荷电场屏蔽.

关键词：光电导开关 THz电磁波载流子寿命空间电荷屏蔽

Ultra-Wideband Electromagnetic Radiation from GaAs Photoconductive Switches

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Journal of Semiconductors 2005年第1期26卷 11-15页

作者：施卫贾婉丽纪卫莉西安理工大学应用物理系西安710048

The experiment results of ultrawide band electromagnetic radiation with DC biased GaAs photoconductive semiconductor switch combining double ridge horn antenna triggered by high repeat frequency femto-second laser pulse are *** GaAs switches are insulated by solid multi-layer transparent dielectrics and the distance of two electrodes is *** electrode material of the switch is ohmic contact through alloy technics with definite proportion of Au/Ge/*** switch and double ridge horn antenna are integrated and the receive antenna is connected with the test *** receiving antenna,ultra fast electrical pulse of 200ps rise time and 500ps pulse width is obtained,the repetition rate of the pulse is about 82MHz and the frequency spectrum is in the range of 4.7MHz～*** radiation characteristic of the ultrafast electrical pulse is analyzed.

关键词： GaAs photoconductive switch ultra-wideband microwave femto-second laser pulse

半绝缘GaAs光电导开关亚皮秒传输特性的研究

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电子学报 2008年第9期36卷 1795-1799页

作者：贾婉丽施卫纪卫莉李孟霞西安理工大学理学院陕西西安710054

本文应用Ensemble-Monte Carlo方法模拟了半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关基于Auston等效电路亚皮秒传输特性.从载流子在开关体内的动态特性出发,研究了光电导开关在飞秒激光脉冲触发下光电导传输特性、电介质弛豫特性、开关储能特性以... 详细信息

本文应用Ensemble-Monte Carlo方法模拟了半绝缘GaAs(SI-GaAs)光电导开关基于Auston等效电路亚皮秒传输特性.从载流子在开关体内的动态特性出发,研究了光电导开关在飞秒激光脉冲触发下光电导传输特性、电介质弛豫特性、开关储能特性以及开关工作模式;分析了非线性光电导开关对光能阈值和偏置电场阈值要求的物理机制.

关键词：光电导开关 Ensemble-Monte Carlo方法谷间散射负阻效应

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碳纳米管光混频器产生太赫兹功率的理论分析

物理学报 2014年第7期63卷 296-300页

作者：贾婉丽赵立侯磊纪卫莉施卫屈光辉西安理工大学理学院西安710054

以光混频器电路模型为基础,理论分析了碳纳米管(CNT)材料光混频器产生太赫兹功率的大小.通过对光混频器电导、天线的阻抗和外加偏置电压的模拟结果表明:提高光混频器电导、天线阻抗和外加偏置电压都能够提高输出太赫兹波功率,在小信号... 详细信息

以光混频器电路模型为基础,理论分析了碳纳米管(CNT)材料光混频器产生太赫兹功率的大小.通过对光混频器电导、天线的阻抗和外加偏置电压的模拟结果表明:提高光混频器电导、天线阻抗和外加偏置电压都能够提高输出太赫兹波功率,在小信号输入条件下,输出功率理论上能够达到数十微瓦.

关键词：碳纳米管(CNT) 光混频器太赫兹功率