1、本文研究了砷化鎵光導開關（PCSS）的物理機理，重點在于對高增益砷化鎵光導開關的物理機制作了創(chuàng)新性和探索性研究。高增益砷化鎵光導開關的物理機理對器件的性能設計和工程應用具有重大的現(xiàn)實意義。論文工作注重理論分析與實驗研究的聯(lián)系以及承前啟后的作用。在分析高增益砷化鎵PCSS中的S-形電流-電壓（I-V）特征曲線、光致電離、高場疇和電流絲的關系、電流絲的特征、電流絲與鎖定（lock-on）效應的聯(lián)系、lock-on電流的快速上升時間等實驗結果

2、的基礎上，提出了“疇電子崩（DEA）”概念和“電離波（IW）”過程，奠定了高增益砷化鎵光導開關的“流注模型”的理論基礎。疇電子崩和電離波過程描述了載流子的“局域高（電）場碰撞電離”雪崩生長機制，解釋了高增益砷化鎵光導開關中流注形成和傳播、以及“低場雪崩”現(xiàn)象。對高增益砷化鎵光導開關的物理機理初步建立了一個完整、統(tǒng)一、自洽的理論框架。主要研究內容包括：
　　 ⑴應用半導體物理結合氣體放電等理論系統(tǒng)研究高增益砷化鎵光導開關的工作機理

3、，提出了以疇電子崩為基礎的流注模型。理論描述了多級流注形成和發(fā)展，連通兩個電極的電流絲放電，導致lock-on效應發(fā)生。各級流注發(fā)展由三個過程組成：光致電離、與載流子注入相聯(lián)系的疇電子崩（DEA）和載流子碰撞電離雪崩生長導致流注形成。光致電離包括激光照明和流注的復合輻射兩種情形，提出了觸發(fā)區(qū)域沿電場方向的長度閾值，揭示了流注的輻射效應、光致電離效應產生的局域平均非平衡載流子密度的上限。提出了疇電子崩的必要條件和基本特征。描述了在流注傳播

4、期間，器件的S形I-V特征曲線的發(fā)展過程。揭示了流注的形成和發(fā)展的一般規(guī)律。提出電流絲中的維持機制是電離波，分析揭示了第一個返回電離波使器件從空間電荷限制的電流轉變?yōu)楦呙芏容d流子的雙注入大電流，導致lock-on效應發(fā)生。應用這個模型合理解釋了高增益砷化鎵光導開關的實驗結果。
　　 ⑵針對光導開關產生的線性電脈沖的實驗結果，結合外電路，應用計算機對光導開關進行了數(shù)值模擬。第一章回顧了光導開關的研究進展，闡明了高增益砷化鎵光導開關