低温生长铝镓砷光折变效应的研究

三元化合物铝镓砷(AlGaAs)是一种可用于全光固体超快诊断技术的重要材料.基于低温外延技术的AlGaAs材料不仅具有低温生长砷化镓(low-temperature grown GaAs,LT-GaAs)超短载流子寿命的特点,并且可以调整材料的禁带宽度,为超快诊断系统的设计增加了极大的灵活性.泵浦-探测实验结果表明,低温外延生长可以有效加速AlGaAs材料的非平衡载流子复合,非平衡载流子弛豫时间小于300 fs,而非平衡载流子的复合时间低至2.08 ps.由于经过特殊的钝化工艺处理,极大地降低了表面复合对载流子衰退过程的影响,而低温外延生长引入的As原子团簇,形成了深能级缺陷,是加速载流子复合的主要因素.基于单复合中心的间接复合理论,建立LT-AlGaAs载流子演化模型,获得与复合速率相关的关键物理参量:载流子俘获面积 σe=6.6×10—14 cm2,σh=4.7×10—15 cm2,计算结果与实验相符.该方法可用于半导体材料载流子演化特性定量分析,有助于推进超快响应半导体材料的优化改进.