Abstract
超短脈衝雷射的發明, 使我們可以利用來進行超快光電的量測, 並使我們 更深入高頻的世界。利用低溫成長砷化鎵, 於其上製作光致電導閥,因其 載子生命期短至數百飛秒, 經超短脈衝雷射光照射光致電導閥, 便能產生 超短電脈衝; 因此在此選擇低溫成長砷化鎵為實驗的材料。為了研究產生 的超短電脈衝特性, 我們製作了不同基底材質的傳輸線及訊號取樣閘; 基 底之一為半絕緣砷化鎵, 之二為玻璃; 兩基底上均有一層相同之低溫成長 砷化鎵; 由實驗及理論計算, 得知低溫成長砷化鎵之載子生命期為 476飛 秒, 半絕緣砷化鎵基底之取樣閘電容 7fF, 玻璃基底之取樣閘電容 4fF, 並可看出電容效應對電脈衝之影響。另外, 我們利用低溫成長砷化鎵, 於 其上製作 MSM結構之光偵測器,其偵測面積為 50um*50um; 由實驗及理論 計算, 得知偵測器之電容為43fF,cut-off頻率100GHz, 偏壓五伏特時之 靈敏度0.304mV/pJ。改變激發光之強度, 發現在單位面積激發光強度超過 某一範圍時, 電脈衝的高度將隨著光強度的增加漸達飽合, 此乃因過多光 激載子造成電場遮蔽效應, 使得有些載子無法有效到達光致電導閥之兩電 極。最後, 我們並對上述三種結構之樣品做高偏壓量測, 發現在高偏壓時 基底為半絕緣砷化鎵之傳輸線及 MSM光偵測器, 其產生的電脈衝均會有一 很長之shoulder, 此與1991年Mourou的研究相同, 但在我們的玻璃基底之 傳輸線上卻看不出此現象, 由上述結果及電場分析得知, 此shoulder為深 層長載子生命期之半絕緣砷化鎵之載子快速移動對其上電極產生的位移電 流。