高功率高重复频率GaAs光电导开关关键技术研究

高功率高重复频率GaAs光电导开关关键技术研究是西安理工大学在先进制造与自动化领域的科技成果转化项目。 研究了GaAs光电导体在强电场下伴随有光子作用的载流子超快动力学机理、约束GaAsPCSS锁定效应的物理机制与实验方法、具有预击穿行为的丝状大电流密度的规律，研制了高功率高重复频率GaAsPCSS器件。针对高功率高重复频率GaAsPCSS所表现出超乎寻常的载流子倍增及超快输运现象，首先从实验上获得具有载流子倍增特性的高功率GaAsPCSS的实验规律，在充分考虑触发光子对载流子雪崩倍增及超快输运作用的基础上，经过深入地研究，发展了光激发电荷畴理论，理论上得到半绝缘GaAsPCSS因光致碰撞电离引起的、以光控预击穿为表现形式的、伴随有光子作用的载流子超快动力学物理规律。针对高功率GaAsPCSS工作于强电场/弱光场和强电流脉冲输出的特点，提出了在半绝缘GaAs体材料衬底采用刻蚀深埋制备电极的思路，形成避免强电场下电流过于集中的三维立体电极结构，通过理论分析，形成最佳方案和独特的欧姆接触制备技术；提出多层全固态绝缘的理论分析和设计方法用于GaAsPCSS的研制，有效地抑制了沿面闪络，提高了开关性能；结合对半绝缘GaAs材料进行特殊的后处理，以形成适用于瞬态雪崩倍增机制的杂质及缺陷能级结构；研制了100kV/1kA、重复频率1kHz的高功率超快GaAsPCSS。针对弱光触发具有载流子雪崩倍增机制的GaAsPCSS在非线性模式下具有锁定效应而限制了其应用范围的难题，课题组提出了通过调整GaAs的能带结构等外部条件，使所形成的光子诱发电荷畴处于瞬态电场约束条件下的猝灭畴模式来约束锁定效应的发展的思路，在国际上首次提出了光激发电荷畴猝灭模式的理论，并在实验上得到验证，并将这一理论应用于实际，研制了能有效抑制锁定效应的动态分压控制双层GaAsPCSS、GaAsPCSS-火花隙级联组合开关、及GaAsPCSS-ZnO组合开关。 该技术面向西安及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

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