双重势垒一维光子晶体量子阱内部局域电场分布

利用传输矩阵法理论,研究了双重势垒一维光子晶体量子阱(AB)k(CD)m(DCD)n(DC)m(BA)k的内部局域电场.结果表明:双重势垒光量子阱内部分布着很强的局域电场,且越靠近阱中心,局域电场越强;双重势垒光量子阱垒层特别是内垒层和外垒层厚度同时增大时,内部局域电场快速增强,而且阱中心增强最明显;双重势垒光量子阱阱层宽度增大时,越靠近阱中心,局域电场越强,但阱宽按偶数倍增大时阱中心的局域电场不变并保持恒定极大值,而阱宽按奇数倍增大到一定数值后,光量子阱内部局域电场则趋于阱宽按偶数倍增大时的局域电场恒定极大值.该研究可为分析光量子势阱的量子化效应机理和分立透射谱的形成内因,以及量子光学产品的实际设计等提供指导.     

外电场下应变量子阱中电子与空穴的本征态

考虑自发与压电极化引起的内建电场,自由电子-空穴气屏蔽效应和外加电场,基于常微分数值计算,自洽求解电子与空穴的薛定谔方程和泊松方程以获得基态能级。以典型的GaN/A lxGa1-xN纤锌矿氮化物应变量子阱为例,通过数值求解,得到电子与空穴的本征基态能和相应本征波函数。计算结果表明:沿量子阱生长方向所施加的外加电场将抵消阱中内建电场的作用,阱结构的弯曲程度略显平缓,使电子(空穴)本征波函数逆(顺)着外电场方向移动,且均向阱中心移动,波峰峰值增加,隧穿几率减小;在固定外电场情况下,电子与空穴基态能级随阱宽的增加而减小,随掺杂组分的增加而增加,表明外加电场对内建电场有所削弱以及量子限制作用对电子(空穴)基态能有显著的影响。     

GaN基激光器多量子阱垒材料的研究

在(0001)蓝宝石衬底上分别用金属有机化学气相沉积技术外延生长了InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InGaN/AlInGaN多量子阱激光器结构, 并分别制作了脊形波导GaN基激光器。同步辐射X射线衍射,电注入受激发射光谱测试及光功率-电流(L-I)测试证明,相对于GaN垒材料,InGaN垒材料,AlInGaN四元合金垒材料更能改善多量子阱的晶体质量,提高量子阱的量子效率及降低激光器阈值电流。相关的机制为：组分调节合适的四元合金垒层中Al的掺入使得量子阱势垒高度增加,阱区收集载流子的能力增强;In的掺入能更多地补偿应力,减少了由于缺陷和位错所产生的非辐射复合中心密度;In的掺入还减小了量子阱中应力引致的压电场,电子空穴波函数空间交叠得以加强,使得辐射复合增加。     

Al0.6Ga0.4N/GaN/Al0.3Ga0.7N/Al0.6Ga0.4N量子阱中的Rashba自旋劈裂

正如人们所知, 可以通过电场或者设计非对称的半导体异质结构来调控体系的结构反演不对称性(SIA)和Rashba自旋劈裂. 本文研究了Al_0.6Ga_0.4N/GaN/Al_0.3Ga_0.7N/Al_0.6Ga_0.4N量子阱中第一子带的Rashba 系数和Rashba自旋劈裂随Al_0.3Ga_0.7N插入层(右阱)的厚度w_s以及外加电场的变化关系, 其中GaN层(左阱)的厚度为40-w_s Å. 发现随着w_s的增加, 第一子带的Rashba系数和Rashba自旋劈裂首先增加, 然后在w_s>20 Å 时它们迅速减小, 但是w_s>30 Å时Rashba自旋劈裂减小得更快, 因为此时k_f也迅速减小. 阱层对Rashba系数的贡献最大, 界面的贡献次之且随w_s变化不是太明显, 垒层的贡献相对比较小. 然后, 我们假w_s=20 Å, 发现外加电场可以很大程度上调制该体系的Rashba系数和Rashba自旋劈裂, 当外加电场的方向同极化电场方向相同(相反)时, 它们随着外加电场的增加而增加(减小). 当外加电场从-1.5×10⁸ V·m^-1到1.5×10⁸ V· m^-1变化时, Rashba系数随着外加电场的改变而近似线性变化, Rashba自旋劈裂先增加得很快, 然后近似线性增加, 最后缓慢增加. 研究结果表明可以通过改变GaN层和Al_0.3Ga_0.7N层的相对厚度以及外加电场来调节Al_0.6Ga_0.4N/GaN/Al_0.3Ga_0.7N/Al_0.6Ga_0.4N量子阱中的Rashba 系数和Rashba自旋劈裂, 这对于设计自旋电子学器件有些启示.     

喷淋头高度对InGaN/GaN量子阱生长的影响

在Aixtron 3×2近耦合喷淋式金属有机化学气相沉积反应室中,调节喷淋头与基座之间的距离,制备了7,13,18,25 mm间距的4个InGaN/GaN量子阱样品。利用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对样品表面形貌及界面质量进行了表征。研究表明:随着高度的增加,量子阱的表面粗糙度减少,垒/阱界面陡峭度逐步变差,垒层和阱层厚度及阱层In组分含量减少;增加高度至一定值后,量子阱厚度及In组分趋于稳定。此外,对比垒层和阱层的厚度变化,垒层厚度的变化幅度较阱层更为明显。     

加偏置电场的双曲线量子阱中线性与三阶非线性光学吸收系数的计算

利用紧致密度矩阵近似方法,研究了加偏置电场双曲线量子阱中的线性与三阶非线性光学吸收系数. 得到了该系统中的线性与三阶非线性光学吸收系数的解析表达式.分析了势阱的形状、外加电场的大小以及入射光场的强度对吸收系数的影响规律. 文章以典型的AlxGa1－xAs/ GaAs双曲线量子阱为例作了数值计算.结果表明：随着势阱宽度的增加,系统的吸收系数将减小;随着外加电场的增加,系统的非对称性增加,系统的吸收系数将增加;随着外加光场强度的增加,系统的吸收系数将减小,并且当光强增加到一定值时会出现明显的饱和吸收现象,这一结论为进一步的实验研究提供了相应的理论依据.     

非晶锂离子导体B_2O_3-Li_2O—LiCl一Al_2O_3中VO~(2+)的电子自旋共振

两种非晶锂离子导体B_2O_3-0.7Li_2O-0.7LiCl-xAl_2O_3-0.1V_2O_5(x=0.05和0.15)的电子自旋共振谱研究表明:(i)ESR线型是高斯型,证实V_2O_5添加量适当;(ii)超精细结构来源于VO~(2+)络离子,具有四角对称性,属C_(4v)群。越精细耦合张量的平行分量平均值A_∥=0.0175cm~(-1),垂直分量A_⊥=0.0063cm~(-1)。由g_∥(g_⊥)求出其基态~2B_(2g)与第一激发态~2E_g的能级间距△_1=2.46×10~4cm~(-1),基态与第二激发态~2B_(1g)的能级间距△_2=3.03×10~4cm~(-1);(iii)变温实验证实:Al_2O_3组分较少(x=0.05)的非晶ESR强度比x=0.15的非晶高3倍至2倍,而Al_2O_3组分越多则ESR强度随温升下降越小。     

量子阱层和垒层具有不同Al组分的270/290/330nm AlGaN基深紫外LED光电性能

为了研究AlGaN量子阱层和垒层中Al组分不同对AlGaN基深紫外发光二极管(LED)光电性能的影响,本文利用MOCVD生长、光刻和干法刻蚀工艺制备了AlGaN量子阱层和垒层具有不同Al组分的270/290/330nm深紫外LED,通过实验和数值模拟计算方法发现,量子阱层和垒层中具有低Al组分紫外LED的AlGaN材料具有较低的位错密度、较高的光输出功率和外量子效率。通过电流-电压(I-V)曲线拟合出的较大的理想因子(3.5)和能带结构图表明,AlGaN深紫外LED的电流产生是隧穿机制占据主导作用,这是因为高Al组分AlGaN量子阱中强极化场造成了有源层区域较大的能带弯曲和电势降。     

缓冲层对量子阱二能级系统中电子子带间跃迁光吸收的影响

由于ZnO缓冲层对纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O有限深单量子阱结构左垒的限制作用,导致阱和右垒的尺寸、Mg组分值等因素将影响系统中形成二能级.本文考虑内建电场、导带弯曲及材料掺杂对实际异质结势的影响,利用有限差分法数值求解Schr?dinger方程,获得电子的本征能级和波函数,探讨ZnO缓冲层对此类量子阱形成二能级系统的尺寸效应及三元混晶效应的影响;利用费米黄金法则探讨缓冲层、左垒、阱及右垒宽度和三元混晶效应对此类量子阱电子子带间跃迁光吸收的影响.计算结果显示:对于加入ZnO缓冲层的ZnO/Mg_xZn_(1-x)O有限深单量子阱二能级系统,左垒宽度临界值会随着阱宽和Mg组分值的增大而逐渐减小,随着右垒宽度和缓冲层厚度的增大而逐渐增大;量子阱中电子子带间跃迁光吸收峰会随着左垒、右垒尺寸以及Mg组分的增大发生蓝移,随着阱宽增大而发生红移.本文所得结果可为改善异质结器件的光电性能提供理论指导.     

外电场对InGaAsP/InP量子阱内激子结合能的影响

在有效质量近似下采用变分法计算了InGaAsP/InP量子阱内不同In组分下的激子结合能,分析了结合能随阱宽和In组分的变化情况,并且讨论了外加电场对激子结合能的影响. 结果表明：激子结合能是阱宽的一个非单调函数,随阱宽的变化呈现先增加后减小的趋势;随着In组分增大,激子结合能达到最大值的阱宽相应变小,这与材料的带隙改变有关;在一定范围内电场的存在对激子结合能的影响很小,但电场强度较大时会破坏激子效应. 关键词： 激子 InGaAsP/InP量子阱 结合能 电场     

Dynamic behaviors of water contained in calcium-silicate-hydrate gel at different temperatures studied by quasi-elastic neutron scattering spectroscopy

The dynamic behaviors of water contained in calcium-silicate-hydrate(C-S-H) gel with different water content values from 10%to 30%(by weight),are studied by using an empirical diffusion model(EDM) to analyze the experimental data of quasi-elastic neutron scattering(QENS) spectra at measured temperatures ranging from 230 K to 280 K.In the study,the experimental QENS spectra with the whole Q-range are considered.Several important parameters including the bound/immobile water elastic coefficient A,the bound water index BWI,the Lorentzian with a half-width at half-maximum(HWHM) Γ_1(Q) and Γ_2(Q),the self-diffusion coefficients D_(t1) and D_(t2) of water molecules,the average residence times τ_(01)and τ_(02),and the proton mean squared displacement(MSD)(u~2) are obtained.The results show that the QENS spectra can be fitted very well not only for small Q(≤1 A~1) but also for large Q.The bound/immobile water fraction in a C-S-H gel sample can be shown by the fitted BWI.The distinction between bound/immobile and mobile water,which includes confined water and ultra-confined water,can be seen by the fitted MSD.All the MSD tend to be the smallest value below 0.25 A~2(the MSD of bound/immobile water) as the Q increases to 1.9 A~1 no matter what the temperature and water content are.Furthermore,by the abrupt changes of the fitted values of D_(t1),τ_(01),and Γ_1(Q),a crossover temperature at 250 K,namely the liquid-to-crystal-like transition temperature,can be identified for confined water in large gel pores(LGPs) and/or small gel pores(SGPs) contained in the C-S-H gel sample with 30% water content.     

负带隙HgCdTe体材料的磁输运特性研究

通过单晶生长了Cd组分为0.1的p型HgCdTe体材料,并制备了具有倒置型能带序的HgCdTe场效应器件.通过磁输运测试,在负带隙HgCdTe体材料中观察到明显的量子霍尔平台效应和Shubnikov-de Haas(SdH)振荡效应,证明样品具有较好的质量.利用SdH振荡对1/B关系的快速傅里叶变换,得到了样品的零场自旋分裂能约为26.55 meV,证明样品中存在强自旋-轨道耦合作用.进一步分析SdH中的拍频节点估算了样品中的有效g因子约为–11.54.     

Some properties of the spectral flow in semiriemannian geometry

Let be the action integral on a semiriemannian manifold ( , g) defined on the space of the curves z : [0, 1] → joining two given points z₀ and z₁. The critical points of ƒ are the geodesics joining z₀ and z₁. Let s ε [0, 1]. We study the behavior, in dependence of s, of the eigenvalues of the Hessian form of ƒ evaluated at z, restricted to the interval [0, s]. A formula for the derivative of the eigenvalues is given and some applications are shown.     

Study on the local structure of (CrO6) complex in garnet crystals by optical and EPR spectrum

The local lattice structure distortions for YAG and YGG systems doped with Cr³⁺ have been investigated by the d³ configuration complete energy matrices which contain the Zeeman energy besides the electron–electron interaction, the trigonal crystal field as well as the spin–orbit coupling interaction. The local lattice structure parameters R and θ of (CrO₆)⁹⁻ complex are determined for Cr³⁺ in YAG and YGG systems, respectively. The calculated results show that the local lattice structures have expansion distortions, which almost tend to the same after distortions. Meanwhile, the EPR parameter D, g factors (g_||, g) and optical spectrum of these systems have been interpreted uniformly by quantitative calculation. It is shown that the effect of the orbit reduction factor k on g factors (g_||, g) cannot be ignored.     

Cu1-xHxZr2(PO4)3中Cu2+的EPR谱和局域结构研究

本文采用Cu²⁺斜方对称电子顺磁共振（EPR）参量的高阶微扰公式计算了晶体Cu_1-xH_xZr₂（PO₄）₃中Cu²⁺的EPR参量（g因子和超精细结构常数A因子）．计算结果表明，晶体Cu_1-xH_xZr₂（PO₄）₃中[CuO₆]^10-基团的Cu-O键长分别为R_||≈0.241 nm，R_⊥≈0.215 nm，平面键角τ≈80.1°；由于对称性降低，中心金属离子基态²A_1g（θ）和²A_1g（ε）有一定程度混合，混合系数α≈0.995．所得EPR谱图的理论计算值与实验数据符合得很好．     

应用分子子图指数估计与预测烷烃核磁共振碳谱位移和

系统地研究了核磁共振碳谱(¹³C NMR)与化学位移规律及其定量构谱关系(QSSR).本文研究了一组多元素分子子图指数矢量(VMSG),并发现它与烷烃化学位移和(CCSA)有很好线性相关性.采用多元线性回归(MVLR)进行准确估计与预测,结果良好.     

应用分子子图指数估计与预测烷烃核磁共振碳谱位移和

系统地研究了核磁共振碳谱(¹³C NMR)与化学位移规律及其定量构谱关系(QSSR).本文研究了一组多元素分子子图指数矢量(VMSG),并发现它与烷烃化学位移和(CCSA)有很好线性相关性.采用多元线性回归(MVLR)进行准确估计与预测,结果良好.     

颗粒尺寸分散度对颗粒体系力学和几何结构特性的影响

利用颗粒离散元方法, 研究了由2048个光滑颗粒组成的体系在各向同性压缩条件下, 颗粒尺寸分散度s对颗粒体系力学和几何结构特性的影响. 结果表明: 配位数、剪切模量、静态结构因子以及取向序关联函数等都随分散度的变化而变化, 而力的累积分布不受分散度的影响. 其中, 单分散体系(亦即s=0)的静态结构因子在低波数区域(亦即低k)遵从幂律标度S(k)∝0.2k^-4/3, 各分散度下取向序关联函数峰值符合e指数变化规律g₆(r)∝ae^-r/ξ₆, 其中序关联长度ξ₆随分散度s增大而减小. 关键词： 颗粒物质 尺寸分散度 结构因子 取向序关联     

三角对称晶场下d8电子组态的EPR参量的普遍公式及其应用

本文考虑到d⁸电子组态中所有自旋三重态和自旋单态对基态的影响,用高阶微扰法导出了d⁸电子组态在三角对称晶场下光谱和基态EPR普遍公式。发现在三角对称晶场下,d⁸电子组态离子的g_⊥ > g_‖或g_⊥ < g_‖和D > 0或D < 0是以立方对称晶场为界,晶体中顺磁离子的配体沿C₃轴伸长或压缩所致。利用所得公式计算了NiCl₂和NiSiF₆·6H₂O晶体的EPR参量,其结果与实验吻合较好。     

Time-resolved radial uniformity of pulse-modulated inductively coupled O_2/Ar plasmas

Time-resolved radial uniformity of pulse-modulated inductively coupled O_2/Ar plasma has been investigated by means of a Langmuir probe as well as an optical probe in this paper. The radial uniformity of plasma has been discussed through analyzing the nonuniformity factor β(calculated by the measured n_e, lower β means higher plasma radial uniformity). The results show that during the active-glow period, the radial distribution of ne exhibits an almost flat profile at the beginning phase, but it converts into a parabola-like profile during the steady state. The consequent evolution for β is that when the power is turned on, it declines to a minimum at first, and then it increases to a maximum, after that, it decays until it keeps constant. This phenomenon can be explained by the fact that the ionization gradually becomes stronger at the plasma center and meanwhile the rebuilt electric field(plasma potential and ambipolar potential) will confine the electrons at the plasma center as well. Besides, the mean electron energy( ε_(on)) at the pulse beginning decreases with the increasing duty cycle. This will postpone the plasma ignition after the power is turned on. This phenomenon has been verified by the emission intensity of Ar(λ = 750.4 nm). During the after-glow period, it is interesting to find that the electrons have a large depletion rate at the plasma center. Consequently, ne forms a hollow distribution in the radial direction at the late stage of after-glow. Therefore, β exhibits a maximum at the same time. This can be attributed to the formation of negative oxygen ion(O~-) at the plasma center when the power has been turned off.