用光电导开关产生高重复频率高功率超短电脉冲的若干问题研究

将载流子的雪崩倍增机制引入光电导开关在强电场偏置下的线性工作模式，探讨丝状电流的形成原因和抑制方法，解决非平衡态下GaAs中高密度电子-空穴等离子体形成光激发电荷畴迅速猝灭的起因、稳定性条件和控制方法。确定GaAs材料后处理工艺过程和相应工艺条件下所形成的适用于瞬态雪崩倍增机制的GaAs杂质及缺陷能级结构，建立相应的物理模型，得出成熟的利用光激发电荷畴的猝灭模式来控制并调节光电导开关产生具有载流子雪崩倍增机制的高重复频率的线性电流脉冲序列的条件。探索光电导开关芯片在高压强流作用下电流成丝的物理规律，丝状电流对光电导开关芯片的退化、失效甚至击穿的物理机制；通过改进制备工艺来改善触发导通瞬态过程中光电导开关芯片电场的分布，达到抑制丝状电流的形成。研制出重复频率80MHz，10kV / 100A，电脉冲宽度亚ns量级，峰值功率达MW量级的高重复频率高功率GaAs光电导开关。