质子辐射对GaAs和InP纳米线结构空间位移损伤特性研究
发布时间：2023-02-21 08:04
卫星激光通信技术相比传统通信技术具有通信容量大、保密性好、设备体积小和功耗低等诸多优点,是实现高码率通信的最佳方案。激光器、探测器和光伏电池等光电器件作为搭载卫星光通信系统的卫星平台的核心器件之一,工作在空间辐射环境中,受粒子辐射而产生的位移损伤效应会降低器件性能,进而影响整个激光通信系统的可靠性和稳定性。纳米线结构是制备纳米线光电器件的基本功能单元。Ga As和In P纳米线结构是一种新型的III-V族半导体纳米结构,在光电器件领域有着诸多潜在应用,例如纳米线光伏电池、纳米线探测器(PIN、PN、MSM等结构光电探测器)和纳米线激光器等。此外,Ga As和In P材料在可见、近红外光谱区具有很高的响应率,并具有较强的抗辐射能力。目前,人们针对纳米结构抗辐射特性的研究仅停留在理论上,但尚未建立纳米材料辐射损伤理论模型来进行量化研究。此外,为了解决纳米线器件在空间工程应用的使用寿命问题,必须研究纳米线结构的抗辐射特性,而目前对光电器件中Ga As和In P纳米线结构的抗辐射特性研究在国内外尚未见报道。本文以光电器件在空间应用的需求为背景,开展了Ga As和In P纳米线结构的空间位移损伤...
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的背景及研究的目的和意义
1.2 空间卫星轨道的辐射环境
1.3 粒子辐照半导体纳米线的研究现状与分析
1.3.1 GaAs和 InP纳米线的研究现状
1.3.2 半导体纳米线内缺陷的实验研究现状
1.3.3 粒子辐照半导体纳米线的模拟研究现状
1.3.4 粒子辐照GaAs和 InP纳米线的研究现状
1.3.5 目前急需解决的问题
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 质子辐照GaAs纳米线材料的荧光特性位移损伤研究
2.1 引言
2.2 GaAs纳米线的制备及其物理性质研究
2.2.1 GaAs纳米线的制备实验
2.2.2 GaAs纳米线的物理性质
2.3 GaAs纳米线位移损伤模型的载流子动力学研究
2.3.1 纳米线中载流子的复合动力学模型分析
2.3.2 GaAs纳米线中载流子复合动力学模型
2.3.3 纳米线的荧光特性位移损伤模型
2.3.4 少子寿命位移损伤模型
2.4 GaAs/AlGaAs纳米线的质子辐照实验研究
2.4.1 GaAs/AlGaAs纳米线的质子辐照实验设计
2.4.2 GaAs/AlGaAs纳米线稳态荧光特性研究
2.4.3 GaAs/AlGaAs纳米线瞬态荧光特性研究
2.4.4 GaAs/AlGaAs纳米线荧光特性位移损伤研究
2.5 质子辐照GaAs纳米线的蒙特卡洛模拟研究
2.5.1 IM3D模拟简介
2.5.2 IM3D模拟验证
2.5.3 纳米尺寸效应对GaAs纳米线辐射损伤的影响
2.6 本章小结
第3章 质子辐照GaAs/AlGaAs纳米线结构的光电特性位移损伤研究
3.1 引言
3.2 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的制备及其光电特性研究
3.2.1 光电探测器纳米线阵列结构的制备
3.2.2 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的光电特性分析
3.3 Ga As/AlGaAs纳米线阵列结构的光电特性位移损伤理论
3.3.1 暗电流位移损伤效应
3.3.2 光电响应位移损伤效应
3.4 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的质子辐照实验研究
3.4.1 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的质子辐照实验设计
3.4.2 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的光电特性位移损伤分析
3.5 本章小结
第4章 质子辐照InP纳米线激光器的性能位移损伤研究
4.1 引言
4.2 InP纳米线的制备及其物理性质研究
4.2.1 InP纳米线的制备实验
4.2.2 InP纳米线的物理性质
4.3 InP纳米线荧光特性位移损伤模型
4.3.1 纳米线少子寿命与荧光强度位移损伤分析
4.3.2 纳米线的载流子辐射复合寿命位移损伤分析
4.4 InP纳米线的荧光特性位移损伤实验研究
4.4.1 InP纳米线稳态荧光特性分析
4.4.2 InP纳米线瞬态荧光特性分析
4.4.3 InP纳米线荧光特性位移损伤分析
4.5 InP纳米线激光器的稳态输出特性位移损伤研究
4.5.1 纳米线激光器的性能位移损伤理论模型
4.5.2 InP纳米线激光器的性能位移损伤分析
4.6 本章小结
第5章 典型卫星轨道中光伏电池InP纳米线结构的抗辐射实验研究
5.1 引言
5.2 PIN型光伏电池InP纳米线结构的制备及其光电特性研究
5.2.1 PIN型光伏电池InP纳米线结构的制备实验
5.2.2 PIN型光伏电池InP纳米线结构的光电性能分析
5.3 典型轨道上辐射环境的粒子模型
5.4 PIN型光伏电池InP纳米线结构的抗辐射特性实验研究
5.4.1 光伏电池InP纳米线结构的伏安特性位移损伤分析
5.4.2 与InP块体结构的抗辐射特性比较
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3747433
【文章页数】：170 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题的背景及研究的目的和意义
1.2 空间卫星轨道的辐射环境
1.3 粒子辐照半导体纳米线的研究现状与分析
1.3.1 GaAs和 InP纳米线的研究现状
1.3.2 半导体纳米线内缺陷的实验研究现状
1.3.3 粒子辐照半导体纳米线的模拟研究现状
1.3.4 粒子辐照GaAs和 InP纳米线的研究现状
1.3.5 目前急需解决的问题
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 质子辐照GaAs纳米线材料的荧光特性位移损伤研究
2.1 引言
2.2 GaAs纳米线的制备及其物理性质研究
2.2.1 GaAs纳米线的制备实验
2.2.2 GaAs纳米线的物理性质
2.3 GaAs纳米线位移损伤模型的载流子动力学研究
2.3.1 纳米线中载流子的复合动力学模型分析
2.3.2 GaAs纳米线中载流子复合动力学模型
2.3.3 纳米线的荧光特性位移损伤模型
2.3.4 少子寿命位移损伤模型
2.4 GaAs/AlGaAs纳米线的质子辐照实验研究
2.4.1 GaAs/AlGaAs纳米线的质子辐照实验设计
2.4.2 GaAs/AlGaAs纳米线稳态荧光特性研究
2.4.3 GaAs/AlGaAs纳米线瞬态荧光特性研究
2.4.4 GaAs/AlGaAs纳米线荧光特性位移损伤研究
2.5 质子辐照GaAs纳米线的蒙特卡洛模拟研究
2.5.1 IM3D模拟简介
2.5.2 IM3D模拟验证
2.5.3 纳米尺寸效应对GaAs纳米线辐射损伤的影响
2.6 本章小结
第3章 质子辐照GaAs/AlGaAs纳米线结构的光电特性位移损伤研究
3.1 引言
3.2 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的制备及其光电特性研究
3.2.1 光电探测器纳米线阵列结构的制备
3.2.2 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的光电特性分析
3.3 Ga As/AlGaAs纳米线阵列结构的光电特性位移损伤理论
3.3.1 暗电流位移损伤效应
3.3.2 光电响应位移损伤效应
3.4 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的质子辐照实验研究
3.4.1 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的质子辐照实验设计
3.4.2 GaAs/AlGaAs纳米线阵列结构的光电特性位移损伤分析
3.5 本章小结
第4章 质子辐照InP纳米线激光器的性能位移损伤研究
4.1 引言
4.2 InP纳米线的制备及其物理性质研究
4.2.1 InP纳米线的制备实验
4.2.2 InP纳米线的物理性质
4.3 InP纳米线荧光特性位移损伤模型
4.3.1 纳米线少子寿命与荧光强度位移损伤分析
4.3.2 纳米线的载流子辐射复合寿命位移损伤分析
4.4 InP纳米线的荧光特性位移损伤实验研究
4.4.1 InP纳米线稳态荧光特性分析
4.4.2 InP纳米线瞬态荧光特性分析
4.4.3 InP纳米线荧光特性位移损伤分析
4.5 InP纳米线激光器的稳态输出特性位移损伤研究
4.5.1 纳米线激光器的性能位移损伤理论模型
4.5.2 InP纳米线激光器的性能位移损伤分析
4.6 本章小结
第5章 典型卫星轨道中光伏电池InP纳米线结构的抗辐射实验研究
5.1 引言
5.2 PIN型光伏电池InP纳米线结构的制备及其光电特性研究
5.2.1 PIN型光伏电池InP纳米线结构的制备实验
5.2.2 PIN型光伏电池InP纳米线结构的光电性能分析
5.3 典型轨道上辐射环境的粒子模型
5.4 PIN型光伏电池InP纳米线结构的抗辐射特性实验研究
5.4.1 光伏电池InP纳米线结构的伏安特性位移损伤分析
5.4.2 与InP块体结构的抗辐射特性比较
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3747433
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