量子阱结构对有机电致发光器件效率的影响

实验中共制备了五种有机量子阱结构电致发光器件,分别对这五种量子阱结构器件的电致发光特性进行了研究,分析了量子阱结构的周期数和势垒层的厚度对器件电学性能的影响.实验结果表明适当周期数的量子阱结构器件的亮度和电流效率比传统的三层结构器件的要大,主要原因是量子阱结构对电子和空穴的限制作用,这种限制作用提高了电子和空穴在发光层中形成激子和复合的概率,从而提高了发光的亮度和效率.当改变阱结构器件中势阱层的厚度时,也会对器件的亮度和效率产生影响,采用适当的势阱层厚度能够提高器件的亮度和效率. 关键词： 量子阱结构 电致发光 电流效率 光谱     

有机量子阱电致发光器件

制备了普通的有机量子阱结构,并对结构进行了表征.在此基础上,制备了量子阱结构的白光电致发光器件.在分析了制作工艺对有机量子阱结构特性可能产生的影响之后,为了减少垒、阱界面互扩散效应的影响,提出了有机掺杂量子阱的概念,即垒与阱的母体是相同材料,只是在生长垒层的过程中同时掺入少量发光剂.由于掺杂剂的浓度梯度只有百分之零点几,因此,界面互扩散的影响很小,实际上我们用这种办法制备的有机量子阱器件的亮度、效率均有明显提高.在研究了阱数对器件特性的影响之后,我们发现一般情况下,两个阱是最好的.进一步研究了阱母体材料对有机量子阱器件特性的影响,结果发现,用NPB作母体比Alq作母体更好,这时器件的效率(cd/A)在45～13V工作电压范围内变化不大.     

甚长波量子阱红外探测器光栅耦合的研究

采用平面波展开的散射矩阵方法研究n型甚长波量子阱红外探测器的二维衍射光栅，并同时从实验方面研究了其红外透射光谱.研究表明，n型量子阱器件的光栅耦合是传输场和倏逝场共同作用的结果.对于n型量子阱红外探测器的光栅耦合，光栅周期、光栅深度和占空比三者之间相互影响；要达到好的光学耦合效果，需要根据量子阱器件的峰值探测波长选择合适的光栅参数. 关键词： n型量子阱红外探测器 二维光栅 光耦合     

In组分渐变提高InGaN/GaN多量子阱发光二极管发光性能

利用金属有机物化学气相沉积系统在蓝宝石衬底上通过有源层的变温生长,得到In组分渐变的量子阱结构,从而获得具有三角形能带结构的InGaN/GaN多量子阱发光二极管(LED)(简称三角形量子阱结构LED).变温光致发光谱结果表明,相对于传统具有方形能带结构的量子阱LED(简称方形量子阱结构LED),三角形量子阱结构有效提高了量子阱中电子和空穴波函数的空间交叠,从而增加了LED的内量子效率;电致发光谱结果表明,三角形量子阱结构LED器件与传统结构LED器件相比,明显改善了发光峰值波长随着电流的蓝移现象.通过以上     

量子计算与量子模拟中离子阱结构研究进展

离子阱系统是实现量子计算和量子模拟的主要体系之一.世界范围内的各个离子阱研究小组共同推动着离子阱结构的丰富化发展,开发出一系列高性能的三维离子阱、二维离子芯片、以及具有集成器件的离子阱系统.离子阱的结构逐渐向小型化、高通光性和集成化方向发展,并表现出卓越的量子操控能力—对多离子的囚禁能力和精确控制能力越来越高.本综述将总结过去的十几年里离子阱在结构上的演化历程,以及离子阱在量子计算与量子模拟实验研究中的最新进展.通过分析具有代表性的离子阱结构,总结离子阱系统在加工工艺、鲁棒性和多功能性等方面取得的进步,并对基于离子阱系统的可扩展量子计算与模拟作出展望.     

高灵敏度InAs/AlSb量子阱的霍尔器件(英文)

用分子束外延在Ga As(001)衬底上生长了两个量子阱结构的霍尔器件,一个是没有掺杂的量子阱结构,一个是Si-δ掺杂的量子阱结构。研究了霍尔器件的面电子浓度和电子迁移率与温度的关系。结果表明,在300 K下,Si-δ掺杂的量子阱结构的电子迁移率高达25 000 cm~2·V~(-1)·s~(-1),并且该器件输入电阻和输出电阻较低。同时,Si-δ掺杂的量子阱结构霍尔器件的敏感度好于没有掺杂的量子阱结构霍尔器件。     

基于p-n结中反常光电转换现象的新型带间跃迁量子阱红外探测器

实验发现p-n结中局域载流子具有极高抽取效率,同时伴随着吸收系数的大幅度增加.本文报道上述现象的发现和验证过程,以及基于此现象的新型带间跃迁量子阱红外探测器(interband transition quantum well infrared detector,IQWIP)原型器件的性能.采用共振激发光致发光光谱技术,在InGaN量子阱、InGaAs量子阱、InAs量子点等多个材料体系中均观察到了在p-n结电场作用下的载流子高效逃逸现象,抽取效率分别为95%,87.5%,88%.利用含有InGaAs/GaAs多量子阱的PIN二极管,实验尝试了制备新型的IQWIP原型器件.在无表面减反射膜的实验条件下,利用仅100 nm的有效吸收厚度,实现了31%的外量子效率.基于这个数值推算得到量子阱的光吸收系数达到3.7×10~4cm~(-1),该数值高于传统透射实验测量体材料和量子阱结果.此外,还利用InAsSb/GaSb量子阱材料体系进行了2μm以上波长红外探测的探索.利用上述现象,有望在提高现有器件性能的同时开发出新颖的光-电转换器件.     

甚长波量子阱红外探测器的暗电流特性研究

基于载流子在量子结构中的输运理论研究了甚长波量子阱红外探测器(峰值响应波长15μm，量子阱个数大于40)的载流子的输运性质.研究结果表明，在甚长波量子阱红外探测器中，电流密度一般很低，暗电流主要来源于能量高于势垒边的热激发电子.通过薛定谔方程和泊松方程以及电流的连续性方程的自洽求解，发现外加偏压下电子浓度在甚长波器件各量子阱的分布发生较大变化，电场在整个器件结构上呈非均匀分布，靠近发射极层的势垒承担的电压远远高于均匀分布的情形.平带模型假定电压在器件体系上均匀分布，导致小偏压下的理论计算值远远低于实验值. 关键词： 甚长波量子阱红外探测器 量子波输运 暗电流     

我国第一支量子阱红外探测器

量子阱红外探测器是一种新型红外探测器.它是利用新型半导体超晶格量子阱材料的子能带光跃迁的红外吸收特性制成的.它具有响应快、灵敏度高、可变波长、可变带宽等特点,并有实现大面积集成和制作大面积二维象素列阵的实际可能性,将成为新一代红外探测器件,在未来五到十年内可能引起红外物理、红外光电子学及其应用领域的变革.两年前,美国贝尔实验室已研制出可与历史悠久的HgCdTe红外探测器性能相比较的GaAs/AlGaAs量子阱探测器. 中国科学院物理研究所从1989年开始,就在器件材料生长、器件物理、器件工艺及器件的性能测试等方面,着手进行…     

太赫兹量子阱光电探测器光栅耦合的模拟与优化

光栅耦合是量子阱光电探测器探测正入射电磁辐射的常用耦合方法,本文采用模式展开法研究了一维金属光栅太赫兹量子阱光电探测器中的电磁场分布,并给出了器件有源区中的平均光强.研究结果表明,若一维光栅的周期与太赫兹波在器件材料中的波长相当,并且根据器件结构选取合理的光栅占空比,可使器件中的平均光场最强,光栅的光耦合效率最高,从而提高器件的响应率. 关键词： 太赫兹 量子阱光电探测器 光栅     

Picosecond dynamics and stimulated emissions of excitons in Zn1-xCdxSe/ZnSe quantum wells

The dynamics and stimulated emission processes of the exciton luminescence are studied in quantum wells (QWs) of the Zn_1-xCd_xSe/ZnSe system. A multiquantum well (MQW) structure shows an exciton lifetime of 150-280 ps and a stimulated emission effect due to exciton-exciton scattering as well as due to electron-hole plasma recombination. A combined-QW structure in which a single quantum well (SQW) is located adjacent to MQWs shows a tunneling process of the excitons from the MQWs through the barriers to the SQW. The stimulated emission takes place in the SQW due to phase space filling effects of the excitons. These observed stimulated emission processes are highly related to the blue-laser-diode operation at both low and room temperatures.     

利用选择性外延法生长单芯片双波长白光InGaN/GaN多量子阱结构

为了制备单芯片无荧光粉白光InGaN/GaN多量子阱发光结构,利用选择性外延生长法在SiO2条纹掩膜板上生长出具有梯形形貌的GaN微面结构,并在该GaN微面结构上生长InGaN/GaN多量子阱结构,最终在单芯片上获得了双波长发光.结果表明:梯形GaN微面由(0001)和(11-22)面组成,两者的表面能和极性不同,并且在InGaN/GaN多量子阱生长过程中,In原子和Ga原子迁移速率不同,从而使得(0001)和(11-22)面上的多量子阱具有不同的发光波长;该性质可以使(11-22)面的微面量子阱发出蓝光(峰值波长为420nm),而(0001)面的量子阱发出黄光(峰值波长为525nm),最终形成双波长的复合白光外延结构.     

Enhanced deep ultraviolet emission from Si-doped AlxGa1-xN/AlN MQWs

Undoped and Si-doped AlGaN/AlN multiple quantum wells(MQWs) were grown on AlN/Sapphire templates by metalorganic phase vapor epitaxy.High-resolution x-ray diffraction measurements showed the high interface quality of the MQWs little affected by Si-doping.Room-temperature(RT) cathodoluminescence measurements demonstrated a significant enhancement of the RT deep ultraviolet emission at about 240 nm from the AlGaN/AlN MQWs by Si doping.The mechanism of the improved emission efficiency was that the Si-doping partially screens the internal electric field and thus leads to the increase of the overlap between electron and hole wavefunctions.Further theoretical simulation also supports the above results.     

ZnSe／ZnS多量子阱激子光学双稳性

用MOCVD在CaF_2衬底上生长的ZnSe/ZnS多量子阱材料,在77K下用N_2激光泵浦染料获得的宽带光脉冲进行了非线性光学测量,首次观察到ZnSe/ZnS多量子阱的激子光学双稳性,据分析这是由激子的能带增宽效应引起的增强吸收光学双稳性.     

ZnCdTe-ZnTe多量子阱的电场效应

本文报导了电场作用下ZnCdTe-ZnTe多量子阱的激子发光特性.用激子局域化的观点解释了激子发光峰随电场增强而增强的现象.在Zn0.8Cd0.2Te-ZnTe多量子阱中观察到了电场作用下自由激子发光谱峰较大的红移和较快的发光淬灭     

ZnSe/ZnCdSe超晶格的共振拉曼散射特性

ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ超晶格的共振拉曼散射特性李文深池元斌＊李岩梅＊范希武申德振杨宝均王敬伯（中国科学院长春物理研究所，激发态物理开放实验室长春１３００２１）＊（吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春１３００２３）ＲｅｓｏｎａｎｔＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒ...     

GaN基蓝光VCSEL的制备及光学特性

利用金属有机物气相沉积技术(MOCVD)在(0001)蓝宝石衬底上生长了Ga N基垂直腔面发射激光器(VCSEL)的多量子阱腔层结构。X射线衍射测量显示该多量子阱具有良好周期结构和平整界面。运用键合及激光剥离技术将该外延片制作成VCSEL,顶部和底部反射镜为极高反射率的介质膜分布布拉格反射镜(DBR)。在室温、紫外脉冲激光的泵浦条件下,观察到了VCSEL明显的激射现象,峰值波长位于447.7 nm,半高宽为0.11 nm,自发辐射因子约为6.0×10-2,阈值能量密度约为8.8 m J/cm2。在大幅度降低制作难度的情况下,得到目前国际最好结果同样数量级的激射阈值。降低器件制作难度有利于制备的重复性,有利于器件的产品化。     

窄阱ZnSe—ZnS应变多量子阱的制备和鉴定

本文报导了利用常压MOCVD法制备窄阱ZnSe•ZnS应变多量子阱的方法,经X射线衍射、光致发光(PL)及扫描电镜(SEM)实验测定表明,该结构具有较好的结晶质量,阱宽约为0.5nm。     

Experimental and theoretical investigations of optical properties of GaN/AlGaN MQW nanostructures. Impact of built-in polarization fields

We report the results from detailed optical spectroscopy from MOCVD grown GaN/AlGaN multiple quantum wells (MQWs), as opposed to most previous studies where MBE was employed by means of photoluminescence (PL) technique. In this paper we will present theoretical and experimental results demonstrating how polarization induced electric fields and bound interface charges in GaN/AlGaN MQWs affect the emission peak energy, PL line shape, as well as the emission line width. Theoretically estimated fields in this work are consistent with experimental data. Transition energy of the heavy hole and electron ground state Ee-hh in GaN/AlGaN MQWs were calculated and it is found that it stays in good agreement with the experimental data.     

High brightness InGaN-based yellow light-emitting diodes with strain modulation layers grown on Si substrate

InGaN-based multiple quantum wells (MQWs) yellow light-emitting diodes (LEDs) were grown on Si substrate by metal organic vapor deposition. Blue MQWs were introduced as strain modulation layers for yellow MQWs. The LED chips emitted 72-mW yellow light with 566-nm dominant wavelength and 9.4 % external quantum efficiency (EQE) at 350 mA under room temperature, and it reached a peak EQE of 22.2 % at 0.7 mA. A comparison sample without strain modulation layers exhibited much weaker performance. The results reveal that long-wavelength emission of InGaN system is reliable if the strain of MQWs has been properly modulated.