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硅基半导体多场耦合下的光传输及电调控特性分析
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:《发光学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学能源学院,黑龙江哈尔滨150001, [2]中国空间技术研究院第508研究所,北京100094, [3]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033
  • 相关基金:国家自然科学基金(51176039,51576054)资助项目
中文摘要:

针对硅基半导体电光热多场耦合特性及电调控问题,引入泊松方程和载流子连续性方程来计算载流子输运过程的浓度分布,利用德鲁德-洛伦兹公式和K-K关系式考虑载流子浓度变化对于光折射率和吸收系数的影响,并根据电磁耗散求解热沉积项。通过对半导体基本方程、电磁波动方程和能量方程的耦合方程组进行有限元求解,模拟并分析了电光热三者耦合作用下硅基半导体介电属性及光传输行为随外加电压、载流子初始浓度、换热系数等影响因素的变化规律。研究指出了半导体P区表面反射光电场模随外加电压的降低而升高,随换热系数的增大而降低的规律。利用该机制给出了对反射光强空间分布进行电热调控的方案。

英文摘要:

In order to study the silicon based semiconductor's electro-optic-thermal muti-field coupling characteristics and electric modulation problems,both the Poisson equation and the carrier continuity equation were introduced to calculate the carrier concentration distribution in the carrier transport procession. Drude Lorentz relation and K-K relation were also employed to discuss the effect of the carrier concentration on the refractive index and absorption coefficient. The heat deposited items were obtained by calculating electromagnetic dissipation. The coupled semiconductor basic equation,electromagnetic wave equation and energy equation were solved by using finite element method. With the effect of external voltage,initial concentration of carrier and heat transfer coefficient,the change of dielectric properties,optical transmission behavior of silicon based semiconductor were also analyzed by coupling solution and analysis. The results show that the reflective optical field mode of the semiconductor P area increases with the increasing of the applied voltage,and decreases with the increasing of the heat transfer coefficient. Using this mechanism,a scheme of electric thermal modulation for the space distribution of the reflection intensity was presented.

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7320