一种新型Si/SiGe/Si双异质结PIN电学调制结构的异质结能带分析

摘要：

PIN结构是电光调制器中常见的一种电学调制结构,该结构中载流子注入效率直接影响着电光调制器的性能.在前期的研究中,我们在SOI材料的基础上提出了一种新型Si/SiGe/Si双异质结PIN电学调制结构,可以有效提高载流子注入效率,降低调制功耗.为了进一步研究这种新型调制器结构的调制机理,本文从单异质结能带理论出发,定量分析了该新型结构中双异质结的势垒高度变化,给出了双异质结势垒高度的定量公式;将新型结构与SiGe-OI和SOI两种PIN电学调制结构进行能带对比,分析了该新型结构载流子注入增强的原因;最后模拟了新型结构的能带分布,以及能带和调制电压与注入载流子密度的关系.与SiGe-OI和SOI两种PIN电学调制结构进行对比发现,1V调制电压下,新型结构的载流子密度达到了8×1018 cm-3,比SOI结构的载流子密度高了800％,比SiGe-OI结构的载流子密度高了340％,进一步说明了该新型结构的优越性,并且验证了理论分析的正确性.

关键词：光电子器件、电光调制器、锗硅、异质结能带

所属期刊栏目：65

资助基金：国家自然科学基金批准号:61204080、陕西省教育厅科研计划批准号:15JK1292、西安工程大学博士科研启动基金批准号:BS1128,BS1436、西安工程大学研究生教育“质量工程”项目批准号:15yzl10和陕西省普通高校重点学科建设专项资金建设项目批准号:2008 169资助的课题.Project supported by the National Natural Science Foundation of China Grant No.61204080,the Shanxi Provincial Higher Education Teaching Reform Project,China Grant No.15JK1292,the Doctoral Program Foundation of Xi'an Polytechnic University of China Grant Nos.BS1128,BS1436,the Graduate Education "Quality Project" of Xi'an Polytechnic University of China Grant No.15yzl10,and the Special Funds of Key Disciplines Construction Project of Ordinary Universities of Shanxi Province,China Grant No.2008 169.

在线出版日期：2016-06-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：90-97