亚单层InGaAs量子点-量子阱异质结构的时间分辨光致发光谱

测定了亚单层InGaAs/GaAs量子点-量子阱异质结构在5K下的时间分辨光致发光谱.亚单层量 子点的辐射寿命在500 ps 至 800 ps之间，随量子点尺寸的增大而增大，与量子点中激子的 较小的横向限制能以及激子从小量子点向大量子点的隧穿转移有关.光致发光上升时间强烈 依赖于激发强度密度.在弱激发强度密度下，上升时间为 35 ps，纵光学声子发射为主要的 载流子俘获机理.在强激发强度密度下，上升时间随激发强度密度的增加而减小，俄歇过程 为主要的载流子俘获机理.该结果对理解亚单层量子点器件的工作特性非常有用. 关键词： 亚单层 量子点-量子阱 时间分辨光致发光谱     

量子阱光学过程的瞬态特性

当量子阱材料注入(例如光注入)大量非平衡载流子时,非平衡载流子的动力学过程可分为两个过程:一是高激发过剩非平衡载流子的快速弛豫过程,即热载流子通过发射纵向光学声子(LO声子)与晶格交换能量、释放能量.描述这个过程的主要物理量是LO声子的散射时间常数,其时间域大约为几个ps到几十个ps,取决于激发强度、量子阱宽度等.另一个过程是弛豫到导带底(价带顶)的载流子通过辐射复合放出光子,即辐射复合发光.描述这个过程的主要物理量是发光寿命。 一、量子阱中辐射复合发光 动力学过程研究 在量子阱结构中,载流子复合发光动力学过程和体材料…     

核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh 激子光跃迁的受激光子回波研究

在建模和理论分析的基础上, 对三脉冲飞秒激光作用下核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1s_e1s_h激子光跃迁引起的受激光子回波效应进行了深入研究.运用有效质量近似方法求解了载流子的静态薛定谔方程,得到能量本征值和对应波函数.基于光学Bloch方程,分析了受激光子回波的参量相关性.结果显示受激光子回波信号可以通过量子点量子阱结构和尺寸的改变进行有效调节.同时,在量子尺寸限制理论的基础上讨论了结构和尺寸的变化对受激光子回波信号的具体影响.     

用B样条技术研究半导体微晶中激子的量子受限效应

在有效质量近似（EMA）下，采用B样条技术和变分方法，分别研究较大CdTe球量子点(25—35nm)和较小CdS球量子点(025—35nm)中激子的量子受限效应，计算出CdTe和CdS球量子点中受限激子的基态能和束缚能随参数的变化规律，比较两种计算结果得到：（1）较大量子点中受限激子的基态能和束缚能对量子点边界和量子点外部介质的介电常数不敏感，但较小量子点中受限激子的基态能和束缚能对量子点边界和量子点外部介质的介电常数比较敏感.（2）在较强受限区域，大量子点与小量子点的激子基态能和束缚能的变化规律完全不同.（3）B样条技术对于研究这种具有边界的束缚态系统是很精确的方法，这种方法特别适合用于多层结构量子点系统的精确计算. 关键词： B样条技术 量子受限效应 有效质量近似     

PbTe/CdTe量子点的光学增益

PbTe/CdTe量子点是一类新型异系低维结构材料,实验发现具有强的室温中红外光致发光现象.为研究这一材料体系的发光特性,建立了理论模型,计算了PbTe/CdTe量子点的光学跃迁和增益.模型基于k·p包络波函数方法并考虑了PbTe能带结构的各向异性.分析了量子点光学增益与量子点尺寸、注入载流子浓度的关系.结果表明,当注入载流子浓度在(0.3—3)×10¹⁸cm^-3范围时,尺寸为15—20nm的量子点可以产生 关键词： PbTe/CdTe量子点 光学增益 铅盐矿半导体     

核壳结构硒化镉/硫化镉/巯基乙酸量子点载流子输运特性

采用水溶液法合成了巯基乙酸(TGA) 包覆的CdSe 量子点. 通过X 射线粉末衍射和高分辨透射显微镜检测结果证实, 合成得到闪锌矿结构CdSe 量子点. 能谱图和傅里叶变换红外光谱图结果说明, 在核CdSe 纳米粒子表面与配体TGA 之间有CdS 壳层结构形成. 利用样品表面光电压(SPV) 谱, 指认CdSe 量子点精细能带结构以及各自对应的激发态特征: 475 nm (2.61 eV) 和400 nm (3.1 eV) 两个波长处的SPV 响应峰分别与CdSe 核和CdS 壳层带-带隙跃迁相对应; 370 nm (3.35 eV) 附近SPV 响应峰可能与TGA 中羰基与巯基或羧基之间发生的n →π^* 跃迁有关. 场诱导表面光电压谱结果证实, 合成的CdSe 量子点具有明显的N 型表面光伏特性, 而上述n→π^* 跃迁则具有P 型表面光伏特性. 荧光光谱谱线均匀增宽以及SPV 响应峰位蓝移, 说明样品具有明显的量子尺寸效应. 结合不同pH 值下合成的CdSe 量子点的SPV 谱和表面光声谱发现, SPV 响应强度与表面光声光谱信号强度变化趋势恰好相反. 上述样品表面光伏效应表明, CdSe 量子点表面和相界面处的精细电子结构以及光生载流子的输运特性均与量子点的尺寸大小存在某种内在联系. 关键词： 硒化镉量子点 光生载流子 表面光电压谱 表面光声光谱     

气源MBE外延自组装GeSi量子点的光致荧光

利用气源分子束外延技术(MBE)制作了GeSi自组装量子点样品.利用原子力显微镜(AFM)和光致荧光(PL)光谱研究了该量子点的形貌和光学性质.气源MBE在较低温度下生长的量子点材料具有较高的量子点覆盖度.200K以下载流子以局域激子形式束缚在量子点中,激子束缚能约为17 meV.升温至200 K,载流子的输运过程发生...     

Alq3和CdSeS量子点掺杂体系的载流子输运性质的研究

利用飞行时间法(time-of-flight)测定了有机小分子发光材料8-羟基喹啉铝(Alq3)与CdseS量子点掺杂体系的载流子迁移率.研究了Alq3和CdSeS混合薄膜的载流子迁移率与外加电场强度和量子点浓度的变化关系.研究结果表明,CdSeS量子点的掺杂浓度的增加会引起薄膜样品位置无序的增加.除此之外,Alq3和CdSeS量子点界面之间的电荷转移作用,以及在量子点之间进行跳跃传输的电子数量都会改变样品的载流子迁移率.     

GaAs间隔层厚度对InAs/GaAs量子点分子光学性质的影响

采用光致荧光发射谱(PL)和时间分辨荧光发射谱(TRPL)研究了GaAs间隔层厚度对自组装生长的双层InAs/GaAs量子点分子光学性质的影响.首先,测量低温下改变激发强度的PL谱,底层量子点和顶层量子点的PL强度比值随激发强度发生变化,表明两层量子点之间的耦合作用和层间载流子的转移随着间隔层厚度变大而变弱.接着测量改变温度的PL谱,量子点荧光光谱峰值位置(Emax)、半峰全宽及积分强度随温度发生变化,表明GaAs间隔层厚度直接影响到量子点内载流子的动力学过程和量子点发光的热淬灭过程.最后,TRPL测量发现60mL比40mL间隔层厚度样品的载流子隧穿时间有明显延长.     

Alq3和CdSeS量子点掺杂体系的载流子输运性质的研究

利用飞行时间法(time-of-flight)测定了有机小分子发光材料8-羟基喹啉铝(Alq₃)与CdSeS量子点掺杂体系的载流子迁移率.研究了Alq₃和CdSeS混合薄膜的载流子迁移率与外加电场强度和量子点浓度的变化关系.研究结果表明,CdSeS量子点的掺杂浓度的增加会引起薄膜样品位置无序的增加.除此之外,Alq₃和CdSeS量子点界面之间的电荷转移作用,以及在量子点之间进行跳跃传输的电子数量都会改变样品的载流子迁移率. 关键词： 3')" href="#">Alq₃ CdSeS量子点 飞行时间法     

红光InAlAs量子点的结构和光学性质

利用ＭＢＥ方法在（００１）衬底上成功地生长密度大、尺寸小、发红光的ＩｎＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子点结构。通过原子力显微镜观察表明,ＩｎＡｌＡｓ量子的密度和大小都随覆盖厚度的增加而增大;发现Ａｌ原子的表面迁移率决定ＩｎＡｌＡｓ量子点的形貌,光荧光谱证实了量子点的发光峰值在红光范围,并结合形貌的统计得到了量子点的发光峰展宽主要昌受量子点的横向尺寸影响。     

Photoluminescence study of ZnCdSe/ZnSe quantum dot systems

The optical properties of the populated ZnCdSe/ZnSe quantum dots have been studied by photoluminescence spectra measured with different laser excitation apertures at temperatures from 22 to 300 K. The differences of spectral features between small and large excitation spot suggest the existence of quantum dot size fluctuation in the system. The temperature evolution of photoluminescence spectral features revealed that two types of quantum dots with different densities and sizes coexist in ZnCdSe/ZnSe system. The energy spacings of the two kinds of quantum dot emissions are about 50 meV at various temperatures. The thermally activated lateral transfer processes of carriers populated in the two sorts of quantum dots are investigated by temperature dependences of spectral intensities.     

Polarization anisotropy of exciton in self-assembled elliptical InP/InGaP quantum dots

Optical anisotropy of self-assembled elliptical InP quantum dots has been investigated in terms of the polarization dependence of excitons. Although large size inhomogeneity is present, two kinds of characteristic quantum dots, which are classified into large and small quantum dots, were found in terms of the polarization anisotropy. We have confirmed that the large quantum dots are more pronounced in the polarization anisotropy, where the degree of linear polarization for the large quantum dots is significantly larger (∼60%) than that for the small ones (∼36%). The effective shape of quantum dots is also estimated by using the size dependence of oscillator strength, which is in agreement with the AFM image. We also suggest that the anisotropy of exciton oscillator strength can be modified via the dipole–dipole interaction between nearest exciton dipoles.     

应变补偿层对量子点生长影响的理论研究

量子点的光学特性与量子点的大小均匀性、密度、内部应变以及隔离层的厚度等有密切关系.文中从理论角度定量研究了GaNXAs1-X应变补偿层对InAs/GaAs量子点生长质量的改善作用,分析了应变补偿层对隔离层厚度减小的作用.讨论了应变补偿层的补偿位置和补偿层N组分X对量子点生长时局部应变和体系应变的补偿作用.分析了应变补偿层对体系应变的减少作用,并计算了相邻层量子点的垂直对准概率.研究结果对实验中应变补偿的优化和高质量量子点阵列的生长实现提供了理论依据.     

制备水溶性CdS量子点的一种物理方法：飞秒激光烧蚀法

用Ti/sapphire飞秒激光系统产生的100fs、800nm激光对置于水中的CdS体相材料进行烧蚀,得到了水溶性CdS纳米粒子。这种纯物理过程保证了无污染的制备环境,从而保证了所合成材料的纯洁性。通过透射电子显微镜、紫外/可见/近红外吸收光谱、室温光致发光谱的方法对CdS量子点的形貌及其光学性质进行了表征。结果表明:利用飞秒激光烧蚀法所制备的CdS量子点可直接分散在水中而且具有粒径小、分布均匀的特点;同时具有较好的胶体稳定性,可在空气中稳定存放6个月以上。飞秒激光烧蚀法所制备的CdS量子点所具有的这些性质使其在生物标记领域引起极大的兴趣,而且也为纳米材料的制备提供了新的思路。     

用格林函数法计算量子点中的应变分布

自组装量子点材料作为一种新型的光电材料无论在理论和实际应用都成为当今物理学界的研 究热点.由GaAs包围的InAs小岛，由于较大的晶格失配（≈-0.067），应变效应在量子点 的 形成过程中起主导作用.大部分计算量子点结构应变分布的方法都是基于数值解法，需要大 量的计算工作.给出用格林函数法推导各种常见形状量子点应变分布的解析表达式详细过程，讨论了弹性各向异性和形状各向异性对量子点应变分布的影响程度.结果表明对于不 同形状量子点结构中主要部分的应变分布都是相似的，流体静压变部分的特征值随量子点形状的变化不 关键词： 自组装量子点 格林函数 应变分布     

Dependence of bimodal size distribution on temperature and optical properties of InAs quantum dots grown on vicinal GaAs （100） substrates by using MOCVD

Self-assembled InAs quantum dots (QDs) are grown on vicinal GaAs (100) substrates by using metal-organic chemical vapour deposition (MOCVD). An abnormal temperature dependence of bimodal size distribution of InAs quantum dots is found. As the temperature increases, the density of the small dots grows larger while the density of the large dots turns smaller, which is contrary to the evolution of QDs on exact GaAs (100) substrates. This trend is explained by taking into account the presence of multiatomic steps on the substrates. The optical properties of InAs QDs on vicinal GaAs(100) substrates are also studied by photoluminescence (PL) . It is found that dots on a vicinal substrate have a longer emission wavelength, a narrower PL line width and a much larger PL intensity.     

Effect of substrate misorientation on quantum-dot size distribution in the InAs/GaAs system

A study is reported of the effect of (001)GaAs substrate misorientation in the [010] direction on the distribution of MBE-grown self-assembled InAs/GaAs quantum dots in size and position in the GaAs matrix. Temperature-induced narrowing of the exciton photoluminescence line of a quantum-dot ensemble caused by redistribution of photoexcited carriers among dots of different size has been observed. Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 40, 855–857 (May 1998)     

Electronic structure of asymmetric vertically coupled InAs/GaAs quantum dots

In this paper, the electronic structure of an asymmetric self-assembled vertically coupled quantum dots heterostructure has been investigated. The structure consists of two ellipsoidal quantum dot (QDs) caps made with InAs embedded in a wetting layer InAs and surrounded by GaAs. Using the strain dependent k·p theory, the energy of the two lowest states of a single electron/hole which is confined within the coupled QD structure has been calculated. As a result, it can be estimated the energy gap for different geometry parameters and for tuning the external magnetic field. The numerical results show that the energy gap is very sensitive to the size asymmetry of the structure and to the small separation distance of the dots but less sensitive to the existence of an external magnetic field and large interdot distance.     

Theoretical study of quantum confined Stark shift in InAs／GaAs quantum dots

The quantum confined Stark effect (QCSE) of the self-assembled InAs/GaAs quantum dots has been investigated theoretically. The ground-state transition energies for quantum dots in the shape of a cube, pyramid or “truncated pyramid” are calculated and analysed. We use a method based on the Green function technique for calculating thestrain in quantum dots and an efficient plane-wave envelope-function technique to determine the ground-state electronic structure of them with different shapes. The symmetry of quantum dots is broken by the effect of strain. So the properties of carriers show different behaviours from the traditional quantum device. Based on these results, we also calculate permanent built-in dipole moments and compare them with recent experimental data. Our results demonstrate that the measured Stark effect in self-assembled InAs/GaAs quantum dot structures can be explained by including linear grading.