电场调制下单量子阱ZnCdSe／ZnSe的激射行为研究

近年来,随着宽禁带Ⅱ－Ⅵ族半导体激光器取得突破性进展［１］,对ＺｎＳｅ基超晶格与量子阱的受激发射也进行了广泛的研究［２,３］,同时对电场调制下的ＺｎＳｅ基超晶格的受激发射也有过报导［４］．但对于电场调制下的ＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳｅ基单量子阱的激射行为研...     

Ⅱ—Ⅵ族半导体研究概观

回顾了Ⅱ－Ⅵ族半导体材料的研究状况。结合国际上的最新研究动态，总结出Ⅱ－Ⅵ族半导体材料研究的主要方向：（１）ｐ型掺杂研究；（２）ｐ型Ⅱ－Ⅵ族半导体的欧姆接触；（３）Ⅱ－Ⅵ族外延结构中的电子，激子增益；（４）量子线，量子点及稀磁半导体。     

Ⅱ－Ⅵ族半导体研究概观

回顾了Ⅱ－Ⅵ族半导体材料的研究状况．结合国际上的最新研究动态，总结出Ⅱ－Ⅵ族半导体材料研究的主要方向：（１）ｐ型掺杂研究；（２）ｐ型Ⅱ－Ⅵ族半导体的欧姆接触；（３）Ⅱ－Ⅵ族外延结构中的电子、激子与增益；（４）量子线、量子点及稀磁半导体。     

ZnSe0.93Te0.07-ZnSe多量子阱的光泵受激发射

宽带Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体在短波长可见光范围内优越的发光特性使其在器件的研制方面有着广阔的前景.ZnSe基量子阱和超晶格结构,尤其是ZnCdSe-ZnSe量子阱已经在器件的制备方面取得了可喜的进展,因而人们研究的比较多.     

电场调制下Zn0.85Cd0.15Se-Znse应变层超晶格的受激发射

近几年,随着I-Ⅵ矶族宽禁带半导体二极管激光器取得突破性进展[1],对ZnSe基量子阱和超晶格结构的受激发射已进行了广泛的研究[2~3].但是迄今为止,人们尚未观测到电场调制下的受激发射增强现象.本文报道我们在Zn0.85Cd0.15Se-Znse应变层超晶格中观测到的电场调制的受激发射.     

Zno纳米晶的室温紫外受激发射特征

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.     

高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的荧光谱研究

报道用分子束外延(MBE)技术生长的x=0.4,0.8的高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格低温和室温荧光谱研究结果.基态激子跃迁能级荧光谱实验结果显示高组分超晶格中具有高量子效率和高质量光发射.对激子能级随温度的变化进行了详细研究,给出激子跃迁能量的温度系数.激子能级线型的展宽随温度变化关系可用激子-纵向光学声子耦合模型解释.与光调制反射谱实验结果进行了比较.     

量子点单光子源及其制备方法研究进展

本文概述了量子保密通讯中面临的三大关键技术。并对关键技术之一的单光子源技术进行了重点介绍，如量子点作为单光子源的研究概况，单光子发射的实现、激子跃迁、双激子跃迁引起的聚束和反聚束效应和光子相关测量等。并介绍了国际上制备半导体自组装量子点在形貌、发光谱、极化以及近场光学用于量子点极化和激子发射等研究方面所取得的进展。     

Ⅱ-Ⅵ族半导体激光器的新材料——ZnO量子点

介绍了研制Ⅱ－Ⅵ族半导体激光器方面的一个新途径－－自组织生长ＺｎＯ量子点微晶结构、ＺｎＯ已经实现了室温下光泵激发的受激发射,它将是继Ⅱ－Ⅵ族硒化物、Ⅲ－Ⅴ经物之后的又一种半导体激光器材料。     

纳米结构ZnO晶体薄膜室温紫外激光发射

文章综述了纳米结构的氧化锌半导体薄膜在室温下自由激子的自发辐射以及由自由激子引起的受激发射的特性，阐述了在不同激发密度下室温紫外受激发射的机理．纳米结构氧化锌半导体薄膜是用激光分子束外延(L-MBE)技术生长在蓝宝石衬底上的．薄膜由密集而规则排列的纳米尺度的六角柱组成．这些纳米六角柱起着限制激子运动的作用，激子的量子尺寸效应，使激子的跃迁振子强度大幅度增强．同时六角柱之间的晶面组成了一个天然的激光谐振腔．室温下用三倍频的YAG脉冲激光激发，可从这些纳米结构的氧化锌薄膜中观测到很强的紫外激光发射．研究发现，在中等激发密度下，紫外受激发射是由于激子与激子间碰撞而引起的辐射复合．在高密度激发条件下，由于激子趋于离化，紫外受激发射主要由电子-空穴等离子体的辐射复合引起．由于纳米结构中激子的跃迁振子增强效应，在室温下测量到的光学增益高达320cm^-1，这比在同样条件下测量到的块状氧化锌晶体的光学增益要高一个量级以上．与传统的电子-空穴等离子体激光辐射相比，激子引起的受激发射可在较低的激发密度条件下实现．这在实际应用上很有价值．     

量子点单光子源及其制备方法研究进展

本文概述了量子保密通讯中面临的三大关键技术。并对关键技术之一的单光子源技术进行了重点介绍,如量子点作为单光子源的研究概况,单光子发射的实现、激子跃迁、双激子跃迁引起的聚束和反聚束效应和光子相关测量等。并介绍了国际上制备半导体自组装量子点在形貌、发光谱、极化以及近场光学用于量子点极化和激子发射等研究方面所取得的进展。     

变分法计算ZnO量子点中激子的基态能

ZnO是一种新型宽禁带直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,室温激子束缚能高达60meV,远大于室温热离化能(26meV),因此ZnO是适于室温或更高温度下使用的高效紫外发射材料。ZnO半导体量子点材料与体材料相比具有崭新的光电特性,特别在紫外激光器件方面,与ZnO的激子特性密切相关,因此理论上对ZnO量子点中激子的基态能(束缚能)的研究就显得十分必要。采用有效质量近似(EMA)方法,提出新的比较简单的尝试波函数,并用变分法对ZnO量子点的激子基态能进行了计算。将计算结果与我们用固态热分解法制备的ZnO量子点的实验结果进行了比较,发现与实验结果非常吻合;与Y．Kayanuma的理论计算结果进行了比较,二者的计算结果也基本一致。说明选取的尝试波函数简单有效,可用于计算其他半导体量子点材料,具有一定的实用价值。     

二维半导体材料中激子对介电屏蔽效应的探测及其应用

二维过渡金属硫族化合物作为二维半导体材料领域研究的重要分支,凭借较强的光-物质相互作用和独特的自旋-谷锁定等特性,吸引了广泛而持久的关注.单层的二维过渡金属硫族化合物半导体具有直接带隙,在二维的极限下,由于介电屏蔽效应的减弱,电荷间的库仑相互作用得到了显著的增强,其光学性质主要由紧密束缚的电子-空穴对—激子主导.本文简单回顾了近年来二维过渡金属硫族化合物光谱学的研究历程,阐述了栅压和介电环境对激子的调制作用,之后重点介绍了一种新颖的激子探测方法.由于激发态激子(里德伯态)的玻尔半径远大于单原子层本身的厚度,电子-空穴对之间的电场线得以延伸到自身之外的其他材料中.这使得二维半导体材料的激子可以作为一种高效的量子探测器,感知周围材料中与介电函数相关的物理性质的变化.本文列举了单层WSe₂激子在探测石墨烯-氮化硼莫尔(moiré)超晶格势场引发的石墨烯二阶狄拉克点,以及WS₂/WSe₂莫尔超晶格中分数填充的关联绝缘态中的应用.最后,本文展望了这种无损便捷、高空间分辨率、宽适用范围的激子探测方法在其他领域的潜在应用场景.     

单量子点光谱与激子动力学研究进展

胶体半导体量子点具有宽带吸收、窄带发射、发光量子产率高、发射波长连续可调等优点,是制备发光二极管、太阳能电池、探测器、激光器等光电器件的优质材料.单量子点光谱能够消除系综平均效应,可以在单粒子水平上获取量子点材料的结构和动力学信息及与其他材料间的电荷、能量转移动力学等.相关研究结果能够指引量子点材料的设计和为量子点的相关应用提供机理基础.另外基于单量子点可以开展纳米尺度上光与物质的相互作用研究,制备单光子源和纠缠光子源等.本文综述了单量子点光谱与激子动力学近期的相关研究进展,主要包括单量子点的光致发光闪烁特性和调控方式、单激子和多激子动力学研究及双激子辐射特性的调控等.最后简要地讨论了单量子点光谱未来可能的发展趋势.     

磁控溅射方法生长的氮氧锌薄膜的光学特性

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。     

ZnSe－ZnS量子阱的光学非线性

ＺｎＳｅ－ＺｎＳ量子阱的光学非线性张希清，范希武，申德振，杨爱华，陈连春，吕有明，陈一民（中国科学院长春物理研究所，长春１３００２１）半导体量子阱及超晶格材料具有室温激子效应以及强的光学非线性从而得到人们广泛的重视．利用半导体量子阱和超晶格可以制备出...     

转角半导体过渡金属硫族化物莫尔超晶格中的新奇物态

通过转角或晶格失配构造莫尔人工超晶格,可以对二维材料的能带结构进行有效调控并产生平带,为研究量子多体物理提供了全新的平台.转角过渡金属硫族化物(TMDs)半导体莫尔超晶格中的平带存在于较大的转角范围,并且具有自旋-能谷互锁的能带结构以及优异的光学特性,受到了广泛的关注.本文聚焦于转角TMDs半导体,介绍了近年来实验上发现的多种新奇物态,包括莫特绝缘态、广义维格纳晶体、非平庸拓扑态、莫尔激子等;还进一步讨论了对这些新奇物态的调控及其机制,并展望了莫尔超晶格这一新兴领域未来的研究方向.     

ZnSe－ZnS量子阱的光学非线性

半导体量子阱及超晶格材料具有室温激子效应以及强的光学非线性从而得到人们广泛的重视。利用半导体量子阱和超晶格可以制备出高速度、低闭值、小尺寸及室温工作的半导体激光器、光双稳器件等一系列光电子器件.     

纳米微晶结构ZnO及其紫外激光

本介绍了的年来研制Ⅱ-Ⅵ族半导体激光器的一个新的途径——ZnO的纳米微晶结构。它分为两大类别：即六角柱形蜂巢状结构和粉末状颗粒结构。都已在近紫外波段实现了室温下光泵激发的受激发射,它将是继Ⅱ-Ⅵ族硒化物和Ⅲ-Ⅳ氮化物之后的新型半导体激光器材料。     

半导体量子阱中激子波函数及其 Fourier系数的计算和应用

利用准玻色子方法发展的激子动力学方程是研究半导体纳米结构中激子超快动力学的有效理论手段. 为了将这种方法应用于半导体量子阱, 需要知道量子阱中的激子波函数及其在动量空间的表示, 从而得到激子动力学方程中所必须的系数. 详细讨论了理想和实际量子阱中的激子波函数, 特别是其在动量空间的表示, 并进一步讨论了激子动力学方程中所必须系数的计算方法. 通过求解这些系数, 对量子阱中因激子密度变化而引起的太赫兹脉冲作用下激子能级间跃迁过程中的非线性效应进行了理论预测, 得到了与实验符合很好的结果.