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相似文献
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1.
Zno纳米晶的室温紫外受激发射特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
ZnO的激子特性对制备氧化锌基的光电子器件至关霞要,因此对ZnO量子点中激子的发光性质及其跃迁过程进行研究显得十分必要.采用溶胶-凝胶法制备了ZnO纳米晶,X射线衍射(XRD)结果表明样品具有六角纤锌矿多晶结构.研究了在不同泵浦功率激发下ZnO纳米晶的紫外发射的时间积分光谱和时间分辨光谱,观察到自南激子发光,激子-激子碰撞和电子-空穴等离子体引起的受激发射,研究了在不同泵浦功率激发下自由激子及激子-激子碰撞随泵浦功率依赖的动力学过程.研究结果对理解激子带边发射有一定帮助,对ZnO材料在短波长半导体光电器件方面有潜在的应用价值.  相似文献   

2.
射频磁控溅射法制备高质量ZnO薄膜的激光特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
用射频磁控溅射方法在SiO2衬底上制备ZnO薄膜。在室温下观测到了A、B激子吸收以及在19K下发现的A、B、C激子的反射表明所制备的ZnO薄膜具有很好的纤锌矿结构。我们获得了来自于电子空穴等离子体的受激发射。进一步研究我们发现由大量窄峰所组成的激光发射,窄峰的间距都为0.5nm左右。根据理论计算,产生激光发射的自成腔的长度为31.5 μm。我们认为ZnO薄膜中产生激光发射的自成腔的形成与其六角型结构有重要关系。  相似文献   

3.
磁控溅射方法生长的氮氧锌薄膜的光学特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
氧化锌(ZnO)是一种具有六方结构的宽禁带Ⅱ--Ⅵ族半导体材料,室温下能带带隙Eg为3.37eV。由于氧化锌在室温条件下具有较高的激子束缚能(60meV),保证了其在室温下较强的激子发光。此外氧化锌还具有较高的热稳定性和抗化学腐蚀特性,因而被认为是制作紫外半导体激光器的合适材料。自1997年首次发现ZnO室温紫外受激发射以来,ZnO已成为继GaN之后紫外发射材料的又一研究热点。但是,目前对于p型氧化锌及其发光器件的研究仍处于探索阶段,对其光电特性的研究仍需要更多投入。本文利用磁控溅射方法制备出氮氧锌薄膜样品,并通过在氧气气氛下退火处理,改变薄膜样品中氮的含量。通过X射线衍射谱、X射线光电子能谱、光致发光谱及喇曼光谱的测试,研究了氮在氧化锌薄膜中的含量变化以及氮对氧化锌薄膜的结构和光学特性的影响。  相似文献   

4.
ZnO薄膜受激发射特性的研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
氧化锌薄膜因其大的激子结合能和强的光发射、激光阈值低和能在高温下工作等优点而成为制备短波长激光、发光二极管等光电子器件的有希望材料。采用激光分子束外延 (L MBE)方法制备了ZnO薄膜。在室温下 ,测量了样品的吸收光谱 ,以及不同光泵浦强度下的发射光谱。从光谱图中可以看出该材料有很好的质量。研究了ZnO薄膜的受激发射特性及机理 ;测量了发射光强与泵浦光强之间的关系 ;比较了较高激发密度下的受激发射、自发发射和激光脉冲的时间特性 ,这些都证实了该发射是受激发射。  相似文献   

5.
ZnO纳米颗粒受激发射的时间分辨特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
在飞秒脉冲激光激发下,观察到了均匀沉积法获得的ZnO纳米颗粒的受激辐射现象,并从频域和时域两方面研究了ZnO纳米多晶的室温激射特性。氧化锌纳米颗粒中出现激子-激子散射导致的激射阈值为7.2 GW·cm-2,激射模式类似于F-P谐振腔模式,时域谱则表现为寿命曲线中出现快速衰减成分。与荧光的时间衰减曲线不同,P带时间衰减具有对称结构,高斯拟合结果只有几个ps,接近条纹相机的时间分辨率极限。研究ZnO纳米颗粒的受激发射与激光特性对揭示ZnO晶体的内部结构和激子激发态的性质、激光产生的机理等有重要意义。  相似文献   

6.
新型ZnO纳米针的双光子激射特性   总被引:3,自引:3,他引:0       下载免费PDF全文
室温下采用640nm的飞秒脉冲激光泵浦ZnO纳米针得到双光子诱导的光致发光谱。结合单光子下的研究结果,实验分析了双光子泵浦下样品随着受激能量增强产生的三种紫外发射行为并归结为自由激子自发辐射,激子-激子散射和电子空穴等离子体复合。双光子泵浦下ZnO纳米针的受激阈值是4.82GW/cm2,远小于其他ZnO微纳材料的双光子阈值(TW/cm2)。结果表明:这种新型的ZnO纳米针结构能更有效地产生双光子激射,这在纳米激光器方面将会有很大的应用前景。  相似文献   

7.
强激光激发下微微秒时间分辨光谱是最近几年发展起来的研究发光材料在极高密度激发下瞬态发光过程的新实验技术。从最近几年的研究工作看,它可以研究高密度激发下直接带半导体材料中的激子分子发光,激子和激子碰撞发光,高密度电子—空穴等离子体的发光等,还可用来区别激子发光和拉曼散射二次辐射等,由此可见这是一种很有前途的新技术。上述材料中的一些发光现象在低密度激发下是看不到的,当把激发密度提得很高时才表现出  相似文献   

8.
范希武 《发光学报》2002,23(4):317-329
本文系自1979年以来,宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体研究组取得的主要研究成果的简要介绍。取得的主要研究成果可分为如下六个方面:第一,系统地研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族半导体在电场激发下的自由激子发射;第二,创造性地提出并实 利用宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格的室温激子效应来实现在蓝绿区快响应的光学双稳的物理思想;第三,深入研究了宽带Ⅱ-Ⅵ族超晶格中的激子行为以及激子与元激发态的相互作用,为利用激子获得有效蓝色自发和受激发射提供物理基础和实验途径;第四,研究了ZnSe基非对称双量子阱和组合超晶格中激子的隧穿以及激子的自发和受激发射;第五,CdSe和ZnSeS自组装量子点的生长及其形成机理;第六,ZnO薄膜的生长及其紫外发射特性。  相似文献   

9.
李丹  刘宏梅  梁春军 《发光学报》2006,27(4):624-628
利用飞秒泵浦探测技术研究了PbS半导体纳米颗粒复合的SiO2溶胶凝胶薄膜的瞬态动力学过程。通过改变激发探测波长和激发光强度,研究引起PbS半导体纳米颗粒的非线性吸收的两种机制。当激发探测波长选在激子吸收峰附近(620nm)时,由于激子的饱和吸收引起的光致漂白,当激发波长选在激子能态的低能侧(753,800nm),同时观察到激子的饱和吸收和双激子效应引起的光致吸收。研究了激子的饱和吸收和双激子效应引起的激发态吸收随激发态电子-空穴对浓度的变化关系,表明双激子效应与载流子浓度有很大关系。在高激发强度下,双激子效应引起的诱导吸收远远大于激子跃迁引起的光致漂白,双激子效应在非线性吸收中起着决定性作用。  相似文献   

10.
高质量纳米ZnO薄膜的光致发光特性研究   总被引:7,自引:4,他引:3       下载免费PDF全文
报道了利用低压-金属有机物化学气相沉积技术生长纳米ZnS薄膜,然后,将ZnS薄膜在氧气中于800℃温度下进行热氧化制备高质量纳米ZnO薄膜.x射线衍射结果表明,纳米ZnO薄膜具有六角纤锌矿多晶结构.室温下观察到一束强的紫外(3.26 eV) 光致发光和很弱的深能级发射.根据激子峰的半高宽度与温度的关系确定了激子-纵向光学声子(LO)的耦合强度(ГLO).由于量子限域效应使ГLO减少较多. 关键词: 光致发光 热氧化 激子 纳米ZnO薄膜  相似文献   

11.
纳米ZnO薄膜的激子光致发光特性   总被引:3,自引:2,他引:1  
报道了纳米ZnO薄膜激子光致发光(PL)与温度的关系。首先利用低压金属有机化学气相沉积(LPMOCVD)技术生长ZnS薄膜,然后将ZnS薄膜在氧气中于800℃下热氧化2h获得纳米ZnO薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明,纳米ZnO薄膜具有六角纤锌矿多晶结构且具有择优(002)取向。室温下观察到一束强的紫外(326eV)光致发光(PL)和很弱的深能级(DL)发射。根据激子峰的半高宽(FWHM)与温度的关系,确定了激子纵向光学声子(LO)的耦合强度(ГLO)。  相似文献   

12.
In linear optics, we report on measurements of the absolute external quantum efficiency of bulk ZnO and powders using an integrating sphere. At low temperature the near band edge emission efficiency can reach 0.15 in the best samples. For deep center luminescence this value may be even higher. When going to room temperature (RT) the quantum efficiency drops by about one order of magnitude. From time resolved luminescence measurements we deduce the lifetime of the free and bound excitons to be in the sub ns regime and find for the latter a systematic increase with increasing binding energy.Concerning lasing, we discuss the role of excitonic processes and the recombination in an inverted electron–hole plasma (EHP). While excitonic processes seem well justified at lower temperatures and densities, doubts arise concerning the concept of excitonic lasing at RT in ZnO. The densities at laser threshold at RT are frequently close to the Mott density or above but below the density at which population inversion in an EHP is reached. We suggest alternative processes which can explain stimulated emission in this density regime in an EHP at RT.  相似文献   

13.
刘瑞斌  邹炳锁 《中国物理 B》2011,20(4):47104-047104
Atoms under optical and magnetic trapping in a limited space at a very low temperature can lead to Bose-Einstein condensation (BEC),even in a one-dimensional (1D) optical lattice. However,can the confinment of dense excitons in a 1D semiconductor microstructure easily reach the excitonic BEC A lightly Mn(Ⅱ)-doped ZnO nanowire under a femtosecond laser pulse pump at room temperature produces single-mode lasing from coherent bipolaronic excitons,which is much like a macroscopic quantum state due to the condensation of the bipoaronic excitons if not real BEC. In this process,longitudinal biphonon binding with the exciton plays an important role. We revisit this system and propose possibility of bipolaronic exciton condensation. More studies are needed for this condensation phenomenon in 1D microcavity systems.  相似文献   

14.
Zhang CF  Dong ZW  You GJ  Qian SX  Deng H 《Optics letters》2006,31(22):3345-3347
With intense femtosecond laser excitation, multiphoton absorption-induced stimulated emission and laser emission in ZnO bulk crystal and nanowires have been demonstrated at room temperature. UV-stimulated emission peaks appeared in both bulk crystal and nanowires when the excitation exceeded certain thresholds, and a sharp lasing peak with a linewidth of ~0.5 nm was observed from ZnO nanowires. The emission properties were attributed to the band-edge emission of the recombination of carriers excited by two- and three-photon absorption processes in the wide-bandgap semiconductor.  相似文献   

15.
Are excitons involved in lasing in ZnO nanowires or not? Our recently developed and experimentally tested quantum many-body theory sheds new light on this question. We measured the laser thresholds and Fabry-Pérot laser modes for three radically different excitation schemes. The thresholds, photon energies, and mode spacings can all be explained by our theory, without invoking enhanced light-matter interaction, as is needed in an earlier excitonic model. Our conclusion is that lasing in ZnO nanowires at room temperature is not of excitonic nature, as is often thought, but instead is electron-hole plasma lasing.  相似文献   

16.
The properties of the excitonic luminescence for nanocrystalline ZnO thin films are investigated by using the dependence of excitonic photoluminescence (PL) spectra on temperature. The ZnO thin films are prepared by thermal oxidation of ZnS films prepared by low-pressure metalorganic chemical vapor deposition (LP-MOCVD) technique. The X-ray diffraction (XRD) indicates that ZnO thin films have a polycrystalline hexagonal wurtzite structure with a preferred (0 0 2) orientation. A strong ultraviolet (UV) emission peak at 3.26 eV is observed, while the deep-level emission band is barely observable at room temperature. The strength of the exciton-longitudinal-optical (LO) phonon coupling is deduced from the temperature dependence of the full-width at half-maximum (FWHM) of the fundamental excitonic peak, decrease in exciton-longitudinal-optical (LO) phonon coupling strength is due to the quantum confinement effect.  相似文献   

17.
This paper studies power dependent photoluminescence spectra, the stimulated emission occurring at ultraviolet (UV) band instead of the green emission band of ZnO nanowires, which are prepared with a chemical reduction method. The dynamics of the UV emission and green emission is given to demonstrate the reason of stimulated emission occurring at UV band but not the green emission band under high excitation, which indicates that the slow decay rate of trap state makes it easy to be fully filled and saturated, while the fast decay rate of near-band-edge exciton state makes the UV emission dominate the radiative recombination under high excitation. The UV emission, as well as the corresponding stimulated emission, occurs in competition with the green deep-trap emission. In addition, when pump fluence further increases, the multiple lasing modes appear. The dependence of these lasing modes on the pump fluence is first discussed. This diagram should be helpful to understand and design the optical nanodevices of ZnO nanowires.  相似文献   

18.
基于高阻ZnO薄膜的光电导型紫外探测器   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
祁晓萌  彭文博  赵小龙  贺永宁 《物理学报》2015,64(19):198501-198501
本文通过射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积一层ZnO薄膜, 制备了Al-ZnO-Al 结构光电导型紫外探测器件, 并在室温下测试了所制备器件的暗场特性及其对紫外线的响应特性. 暗场条件下器件电流特性测试结果表明所制备的ZnO薄膜电阻率达到了3.71×109 Ω · cm, 是一种高阻薄膜. 在波长365 nm, 光强303 μW/cm2的紫外线照射下, 薄膜的电阻率为7.20×106 Ω · cm, 探测器明暗电流比达到了516. 40 V偏置电压条件下周期性开关紫外线照时, 探测器的上升和下降时间分别为199 ms和217 ms, 响应速度快且重复性好, 并利用ZnO半导体表面复合慢过程和体复合快过程对瞬态响应过程进行了理论拟合分析. 本文研究结果表明, 高阻ZnO薄膜紫外探测器具有良好的紫外光电响应特性.  相似文献   

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