教授
高玉竹
发表时间:2012-08-03 阅读次数:6799次

主要简介

     

       

       高玉竹,在日本国立静冈大学(Shizuoka University, Japan)取得工学博士学位,并在日本静冈大学做高级研究学者。现为同济大学电子与信息工程学院教授、博导,是国家基金委项目评议人,中国宇航学会光电技术专业委员会委员。主要研究领域为Ⅲ-Ⅴ族红外材料及探测器。到目前为止,已发表论文52篇,其中第一作者SCI论文16篇,获发明专利2项(日本专利号:特开2000-86379;中国专利号:ZL200410099025.8)。

       在日本留学期间,发明了一种新的晶体生长方法-熔体外延法(melt epitaxy,简称ME法),并用ME法生长出了截止波长8微米以上的InAsSb(铟砷锑)厚层单晶,在国际科学杂志上发表了一批论文,并在日本专利厅申请了发明专利(日本专利号:特开2000-86379)。

       回国后,已连续3次主持了国家自然科学基金面上项目(项目批准号:60376002、60644005、60777022)。在基金的资助下,继续了项目研究,在国内用熔体外延技术生长出了8-12微米波段的InAsSb厚层单晶,研究了材料的结构及光电特性,并在陕西华星电子工业公司制作出了高灵敏度的室温长波InAsSb探测器(见图1),该光导型探测器上安装了浸没透镜。2009年4月,我校研制的长波长InAsSb单晶材料,通过了专家组的鉴定,由中科院院士夏建白研究员担任鉴定专家组的组长。

       在日本滨松光子公司,测量了InAsSb光导型探测器的性能。用一个FTIR光谱仪测量了InAsSb探测器的相对光谱响应,并且用一个温度为500 K、调制频率为1200 Hz的标准黑体源,校准了探测器的绝对响应度。测量结果显示(见图2),室温下,在波长6.5微米处的峰值探测率达到5.4 × 109 cm Hz1/2 W-1,在波长8.0微米处的探测率D*为9.3 × 108,在9.0微米处的D*为1.3 ×108 cm Hz1/2 W-1。响应时间为10-1 微秒量级。

       美国研制的室温长波长Ⅱ-型超晶格InAs/GaSb探测器 [IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2001, 13: 517-519],在波长7微米处的峰值探测率为1.2×108 cm·Hz1/2W-1,在波长8微米处的探测率为7.0×107 cm·Hz1/2W-1。因此,我们用熔体外延技术研制的室温InAsSb探测器的峰值探测率,比美国研制的相同波段的Ⅱ-型 InAs/GaSb探测器的峰值探测率,高1个多数量级,已达到国际先进水平。这是由于:1)我们的探测器上安装了Ge浸没透镜,使达到探测器上的红外辐射被透镜聚焦,从而提高了光敏面上的辐射能量密度。由于探测器的输出信号与入射的辐射能量密度成正比,因此使性能得到提高。浸没元件使探测器的线尺寸减小,从而使探测器的探测率提高了1个数量级。2)用ME法生长的厚度为数十微米的窄禁带InAsSb外延层,具有体单晶的性质。由于本征半导体的价带及导带中的高的态密度,导致了对红外辐射的强烈吸收,因此更适合于制作室温工作的光子探测器。

 

图1  一只室温InAsSb红外探测器的照片

图2  室温下,InAsSb浸没型光导探测器的光谱响应

     波长6.5 um处的峰值探测率Dλp* (6.5 um, 1200 Hz) 达到5.4 × 109 cm Hz1/2 W-1,在波长8.0 um处的探测率D*为9.3 × 108,在9.0 um处的D*为1.3 × 108 cm Hz1/2 W-1

教育经历

承担本科生课程:半导体器件原理

承担研究生课程:半导体器件物理与工艺

指导本科生毕业论文

指导研究生

工作经历

主持了以下科研项目

(1)国家自然科学基金面上项目:

项目名称:截止波长8-12 um的InAsSb单晶

项目批准号:60376002

来源:国家自然科学基金

起止时间:2004.01-2006.12

(2)国家自然科学基金面上项目:

项目名称:截止波长8-12 um的InAsSb单晶的特性研究

项目批准号:60644005

来源:国家自然科学基金

起止时间:2007.01-2007.12

(3)国家自然科学基金面上项目:

项目名称: 截止波长8-12 um的InAsSb光伏型探测器

项目批准号:60777022

来源:国家自然科学基金

起止时间:2008.01-2010.12

(4)国家人事部留学回国人员择优资助项目:

项目名称:截止波长8-12 um的InAsSb材料

批准文件号:2003年50号文

来源:国家人事部

 

发表了以下主要论文:

[1] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, G. H. Wu, Y. B. Feng, T. Makino, and H. Kan, Uncooled InAsSb Photoconductors with Long Wavelength, Jpn. J. Appl. Phys., 2011, 50 (6): 060206-1–060206-3. (SCI收录)

[2]Yu Zhu Gao, Chapter 5. High Sensitivity Uncooled InAsSb Photoconductors with Long Wavelength, in Photodetector, 2012, 101-114 (published by InTech, ISBN 978-953-51-0358-5). (专著)

[3] GAO Yuzhu, Xu Baiqiao, Wang Zhuowei, GONG Xiuying, and FANG Weizheng, Characteristics of n-InAs/p-InAsSb heterojunctions with a cutoff wavelength of 4.8 um, Rare Met., 2011, 30 (3): 267–269. (SCI收录)

[4] GAO Yuzhu, GONG Xiuying, FANG Weizheng, and Akihiro Ishida, Growth and characteristics of InAsSb epilayers with a cutoff wavelength of 4.8 um prepared by one-step liquid phase epitaxy, Rare Met., 2009, 28 (4): 313 - 316.(SCI收录)

[5] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, W. Z. Fang, G. H. Wu, and Y. B. Feng, High-Sensitivity InAsSb Photoconductors with a Response Wavelength Range of 2-9 um Operated at Room Temperature, Jpn. J. Appl. Phys., 2009, 48 (8): 080202-1 - 080202-3.(SCI收录)

[6] K. Postava, Y. Z. Gao, X. Y. Gong, L. Halagacka, J. Pistora, A. Nakaoka, and T. Yamaguchi, Spectroscopic ellipsometry of anodized layer on single crystal InAsSb layer grown by melt epitaxy, phys. stat. sol. (c), 2008, 5 (5): 1316 - 1319. (SCI收录)

[7] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, and T. Yamaguchi, Optical Properties of InAsSb Single Crystals with Cutoff Wavelengths of 8-12 um Grown by Melt-Epitaxy, Jpn. J. Appl. Phys., 2006, 45 (7): 5732 - 5734. (SCI收录)

[8] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, W. Z. Fang, H. Y. Deng, G. J. Hu, M. Aoyama, T. Yamaguchi, and N. Dai, Influence of Si3N4 and ZnS films on transmittance of InAsSb/InAsPSb heterostructures, Applied Surface Science, 2005, 244: 297 - 300. (SCI收录)

[9] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, Y. H. Chen, and T. Yamaguchi, High Quality InAs0.04Sb0.96/GaAs Single Crystals with a Cutoff Wavelength of 12 um Grown by Melt Epitaxy, Proc. of SPIE, 2005, 6029: 60291l-1 - 60291l-7. (SCI收录)

[10] 高玉竹,龚秀英,方维政,徐非凡,吴俊,戴宁,用熔体外延法生长的截止波长10 微米以上的InAsSb单晶,红外与毫米波学报,2004,23 (6):405 - 407。(SCI收录)

[11] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, Y. S. Gui, T. Yamaguchi, and N. Dai, Electrical Properties of Melt-Epitaxy-Grown InAs0.04Sb0.96 Layers with Cutoff Wavelength of 12 um, Jpn. J. Appl. Phys., 2004, 43 (3): 1051 - 1054. (SCI收录)

[12] Y. Z. Gao, T. Yamaguchi, X. Y. Gong, H. Kan, M. Aoyama, and N. Dai, InNAsSb Single Crystals with Cutoff Wavelength of 11-13.5 um Grown by Melt Epitaxy, Jpn. J. Appl. Phys., 2003, 42 (7A): 4203 - 4206. (SCI收录)

[13]  Y. Z. Gao, H. Kan, F. S. Gao, X. Y. Gong, and T. Yamaguchi, A new growth method: Melt epitaxy, Recent Res. Devel. Appl. Chem., 2002, 1: 1-14 (published by Transworld Research Network, ISBN: 81-7895-056-1).(丛书)

[14] Y. Z. Gao, H. Kan, F. S. Gao, X. Y. Gong, and T. Yamaguchi, Improved purity of long-wavelength InAsSb epilayers grown by melt epitaxy in fused silica boats, J. Cryst. Growth., 2002, 234: 85 - 90. (SCI收录)

[15] Y. Z. Gao, H. Kan, J. I. Murata, M. Aoyama, and T. Yamaguchi, High Purity InxGa1-xSb Single Crystals with Cutoff Wavelength of 7-8 um Grown by Melt Epitaxy, J. Electronic Materials., 2000, 29 (10): L25 - L27. (SCI收录)

[16] Y. Gao, H. Kan, and T. Yamaguchi, The Improvement of Low Temperature  Mobility of InAs0.04Sb0.96 Epilayers with Cut Off Wavelength of 12.5 um by Annealing, Cryst. Res. Technol., 2000, 35 (8): 943 - 947. (SCI收录)

[17] Y. Z. Gao, H. Kan, M. Aoyama, and T. Yamaguchi, Germanium- and Zinc-Doped P-type InAsSb Single Crystals with a Cutoff Wavelength of 12.5 um, Jpn. J. Appl. Phys., 2000, 39 (5A): 2520 - 2522. (SCI收录)

[18] Y. Z. Gao, X. Y. Gong, H. Kan, M. Aoyama, and T. Yamaguchi, InAs1-ySby Single Crystals with Cutoff Wavelength of 8-12 um Grown by a New Method, Jpn. J. Appl. Phys., 1999, 38 (4A): 1939 - 1940.(SCI收录)

[19] Y. Z. Gao and T. Yamaguchi, Liquid Phase Epitaxial Growth and Properties of InSbBi Films grown from In, Bi, and Sn Solutions, Cryst. Res. Technol. 1999, 34 (3): 285 - 292. (SCI收录)

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