量子阱中的电子关联

运用Bohm-Pines理论，提出了二维及准二维电子气的普适关联因子，并由关联基函数（CBF）方法，求解得Al_xGa_1-xAs-GaAs量子阱的关联函数、交换能和关联能 关键词：     

半导体量子器件物理讲座 第六讲 半导体量子阱激光器

量子阱结构是半导体光电子器件的核心组成部分,它是半导体光电子集成的重要基础,文章在描述了量子结构的态密度,量子尺寸效应,粒子数反转的基础上,介绍了量子阱导质结构激光器的工作原理,器件结构,器件性能,并对其在可见光激光器和大功率激光器件中显现出来的优越性作了进一步的说明。     

非对称半导体量子阱中自发辐射相干诱导透明

研究了一束低强度探测脉冲光场在一个非对称半导体量子阱中的传输特性.在相同参数条件下,通过由自发辐射相干产生的交叉耦合系数来调控介质对探测场吸收、色散的变化规律.结果表明:从自发辐射相干的引入到达到相干最大,介质的吸收不断减小,同时强色散也随之进入透明窗口.     

量子阱半导体激光器阈值的理论分析

分析了单量子阱(SQW)、多量子阱(MQW)和分别限制异质结构量子阱(SCH-SQW)半导体激光器的阈值.求出了表示光增益随注入载流子密度变化的方程.利用这个结果,得到了上述三种量子阱半导体激光器的阈值电流密度的表达式.     

量子阱半导体激光器的光束质量

本文给出了一种非截取地收集非傍轴激光束,并把它变换成傍轴光束的方法,将之运用到量子阱半导体激光器的实验中发现了一些重要的现象.经过测量和计算得到它垂直于结方向的等效光束质量原子M_y²明显小于1,根据该结果对半导体激光器的设计和使用提出了建议.     

半导体量子阱中自由激子稳态荧光特征

在不同晶格温度和不同激发光强度下，测量了四元系GaInAsSb/GaAlAsSb单量子阱中自由激子的荧光光谱，导出了稳态光谱测量条件下自由激子荧光强度与激发光强度和晶格温度的一般性公式.计算结果表明，激子相对占有数引起的温度和密度效应会影响激子发光的强度关系.根据本文的简单模型，线性比例系数I/I₀实际上综合地反映了量子阱中自由激子的荧光效率，而从激子荧光强度的Arrhenius图的最佳拟合中不仅可以得到激子的束缚能和激活能，而且还能估计出量子阱材料的本底浓度和散射时间常数. 关键词：     

PbTe/PbSrTe半导体非对称量子阱中的Rashba效应

窄带隙半导体异质结构的自旋效应最近受到了国际上的很大关注.Ⅳ-Ⅵ族半导体具有各向异性和多能谷的特征,因此可以预期Rashba自旋效应在不同取向的Ⅳ-Ⅵ族半导体量子阱结构中存在显著差异.计算了多个取向的Pb_1-ySr_yTe/PbTe/Pb_1-xSr_xTe非对称量子阱中的Rashba分裂能,结果表明［100］取向的PbTe量子阱的Rashba分裂能在阱宽为5.0nm时 关键词： Ⅳ-Ⅵ族半导体 非对称量子阱 Rashba效应 自旋-轨道耦合分裂     

基于GaAs-AlGaAs非对称耦合量子阱材料的半导体弱光开关

提出了一种基于在GaAs-AlGaAs非对称耦合量子阱材料子带跃迁的量子干涉的半导体弱光开关，分析了驰豫速率γ21对光开关的影响，这种半导体弱光开关是半导体超晶格材料共振隧穿作用导致的子带跃迁的Fano干涉的结果，由于半导体结构与材料可以人为地选择，相干强度可以控制和改变，这种半导体弱光开关比采用原子系统更实用，这也是一种在半导体材料中实现一束光控制另一束光的方法。     

一种特殊的非对称量子阱中的电光效应

运用密度矩阵方法推导出了特殊非对称量子阱中电光系数的解析表达式,并以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例进行了数字计算.计算结果表明,量子阱的非对称性随着参数a的增大而增强,随着参数V₀的增大而减小.电光系数的最大值也随着参数a的增大而增大,随着参数V₀的增大而减小,表明电光系数将随着量子阱非对称性的增大而增大.在取不同的参数a和不同的参数V₀时,电光系数和入射光子能量的关系分别被绘制成曲线图.在图中分别有三个不同的峰,而且系统的非对称性越大,峰值就越大.随着量子阱非对称性的增大,曲线中的峰向能量低的方向移动.另外,在这种量子阱中得到了比较大的电光系数,大约在10^-6m/V量级.随着近来纳米制作技术的进步,使得在实验上制作这种特殊非对称量子阱并得到较好的非线性材料成为可能.     

半导体量子阱中束缚离子激子的研究

在多维球坐标体系中,我们对施主为束缚离子激子用二维方法求解薛定谔方程.研究表明,该方法对于半定量分析简便易行,并获得了一个重要的质量比σc=0.512.     

非对称双量子阱中载流子耦合的温度依赖性

非对称双量子阱中载流子动力学过程的温度依赖性研究,对于实现室温下高效的量子阱光电器件有着非常重要的意义。随着温度的升高,量子阱中的载流子被热激发到势垒层中后,部分载流子会被量子阱再俘获,即在不同的量子阱之间发生了载流子的耦合。利用耦合多量子阱载流子动力学模型,模拟了非对称双量子阱中载流子耦合的温度依赖性。研究表明,在不同温度下,各量子阱的光致荧光强度比强烈地依赖于量子阱的激活能差。光致荧光强度比的最大值与激活能差成指数关系,而其所对应的温度与激活能差成线性关系。     

非对称耦合量子阱吸收与色散的理论研究

基于V型三能级模型研究了非对称耦合量子阱（ACQW）线性吸收与色散特性. 理论结果表明：在小偏置区，由沿生长方向的外加电场引起的强量子限域Stark频移导致非共振吸收，线性折射率大幅度降低，表现为色散猝灭特性. 而随负偏压进一步增加, 由于量子限域Stark效应消失，其吸收与色散特性则与单量子阱最低激子态相类似. 这意味着ACQW具有随外加电场变化的可控色散特性. 关键词： 非对称耦合量子阱 量子相干 可控色散     

双波泵浦非对称量子阱的光学整流效应

为了实现基于光整流方式的室温下宽调谐高效率太赫兹源,设计了一种适于双波长CO2激光器共振子带跃迁泵浦的双阱嵌套形非对称量子阱结构,结构组分为Al0.5Ga0.5As/Ga As/Al0.2Ga0.8As,采用密度矩阵及迭代方法计算了其二阶非线性光整流系数χo(2)表达式,在导带为抛物线形和非抛物线形两种条件下对χo(2)进行对比研究。计算结果表明,其偶极跃迁矩阵元随量子阱总阱宽的增大而逐渐减小。当固定量子阱总阱宽及其中一束泵浦光波长不变时,χo(2)随着另一束泵浦光波长的增加,呈现出先增大后减小的变化趋势。当深阱为7 nm、总阱宽为23 nm、两束泵浦光相等为10.64μm时,χo(2)达到最大值5.925×10-6m/V;随着总阱宽的增大,χo(2)曲线呈现"红移"现象,其原因为量子限制效应导致了不同阱宽条件下的量子阱能级值差不同,从而造成满足泵浦光光子能量与能级差共振条件的变化。导带为抛物线形和非抛物线形两种条件下的χo(2)的最大值对应泵浦光波长基本相同,χo(2)数值上的差异主要由跃迁矩阵元的不同导致。     

高功率半导体量子阱激光器测试中的突变性损伤

在使用综合参数测试仪测试808nm发射的半导体量子阱激光器的过程中，出现了一种由电浪涌所导致的灾变性损伤。通过测试的功率曲线和伏安特性曲线，断定激光器出现了突变性的损伤，同时测试的发射光谱不再是激射光谱，而是由自发辐射所产生的荧光光谱。由扫描电镜（SEM）观察到了激光器的腔面膜出现了熔化，证实激光器的确发生了灾变性损伤。作为对比，我们引用了另一种在测试中发现的快速退化现象，对两种退化出现的原因进行了理论上的分析，了解到激光器的退化主要还是由器件本身的材料、结构以及后期的工艺过程所决定的，在测试器件过程中电浪涌不只不过会加速或产生突然灾变性退化。通过测试我们建立了一种比较简单的检验一个激光器质量可靠性的方法，所以理解由电浪涌所引起的退化行为是非常重要的。     

半导体中的自旋弛豫——从体材料到量子阱、量子线、量子点

本文对半导体中的自旋弛豫过程给出一个简要的回顾,介绍了半导体材料从体材料到量子阱、量子线、量子点不同维数的结构中各种自旋弛豫过程,主要关注了自旋去相位和相干控制。对于不同材料中的各种弛豫机制,关注的重点在于如何能够在实验上以一种可以控制的方式来改变可调参数从而达到控制自旋弛豫过程。这些参数主要有电场、磁场、温度、应变、有效g因子等等。本文的组织上,首先介绍研究前景,第1部分简要介绍了自旋弛豫的四种机制。第2部分按照维数的不同将半导体中自旋弛豫分为3个部分:体材料、量子阱、量子线、量子点,在每一部分中又基本上按照电子、空穴、激子的顺序进行了简要的总结:对于不同的载流子,考虑了自旋弛豫对可调参数的依赖关系。这些结果要么试图解释了已有的实验结果,要么从理论上给出预言从而给实验指明了方向,为室温下可以使用的自旋电子学器件设计提供了依据,为固态量子计算和量子信息处理铺平了道路。最后简单地给出展望。     

量子阱微腔环型半导体激光器

报道了用纳米制作技术,实现了InGaAs/InGaAsP环型微腔激光器.激光器的直径为3μm～20μm,环的宽度为0.4μm～3μm,环的厚度为190nm.其激射峰值波长为1403nm.     

量子阱级联激光器

介绍了一种新型的工作于４．２５μｍ的半导体激光器－量子阱级联激光器，这种新型激光器是单极性的，它发光仅依赖于电子而并非正负两种电荷，介绍了这种激光器的结构，工作原理和激光特性。     

半导体中的自旋弛豫--从体材料到量子阱、量子线、量子点

本文对半导体中的自旋弛豫过程给出一个简要的回顾,介绍了半导体材料从体材料到量子阱、量子线、量子点不同维数的结构中各种自旋弛豫过程,主要关注了自旋去相位和相干控制。对于不同材料中的各种弛豫机制,关注的重点在于如何能够在实验上以一种可以控制的方式来改变可调参数从而达到控制自旋弛豫过程。这些参数主要有电场、磁场、温度、应变、有效g因子等等。本文的组织上,首先介绍研究前景,第1部分简要介绍了自旋弛豫的四种机制。第2部分按照维数的不同将半导体中自旋弛豫分为3个部分:体材料、量子阱、量子线、量子点,在每一部分中又基本上按照电子、空穴、激子的顺序进行了简要的总结:对于不同的载流子,考虑了自旋弛豫对可调参数的依赖关系。这些结果要么试图解释了已有的实验结果,要么从理论上给出预言从而给实验指明了方向,为室温下可以使用的自旋电子学器件设计提供了依据,为固态量子计算和量子信息处理铺平了道路。最后简单地给出展望。     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究具有束缚势的无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。