平均键能Em的物理内涵探讨

在面心立方(fcc)、体心立方(bcc)和六角密堆积(hcp)3种不同结构晶体的自由电子能带模型中,发现4个最低能带与5个次低能带本征值的平均能量(称为平均键能,E_m)与费米能级(E_F)相当接近;并进一步在hcp结构的钛(Ti)、锆(Zr)和铪(Hf)以及bcc结构的铁(Fe)等金属中,采用从头赝势能带计算方法和平均键能计算方法,证实在这些金属的实际能带中,平均键能(E_m)值仍然非常接近于费米能级(E_F)值.该发现有助于进一步了解平均键能(E_m)的物理内涵. 关键词： 平均键能 费米能级 能带结构     

基于LabVIEW的外延片光致发光扫描系统

概述了一套基于LabVIEW而搭建的半导体光致发光扫描系统.充分考虑扫描过程中由于外延片荧光信号过于微弱、不均匀背景光噪音可能产生的光谱采集失真以及随后分析谱图所存在的物理参量读取误差等因素,通过扣除背光源、隔离样品、高斯拟合等方式对测量过程进行优化.同时依托LabVIEW自身强大的仪器控制能力,如调用动态链接库与ActiveX控件实现了对光谱仪和平移台的通信与控制,结合其良好的数据分析及显示能力,实现了对外延片测量、读取、分析处理以及实时显示等过程的自动化整合,准确高效地提取出样品空间分辨的光致发光特性如峰位、光强等.最后初步分析了所用外延片的发光均匀性,得出波长分布与生长温度分布基本一致,肯定了保持生长腔内温度均匀一致的重要性.该系统不仅界面友好、简单易操作、实时性强、智能化高且搭建简单易行,极大地降低了成本,方便研究人员进行快捷准确的测试.     

基于LabVIEW的外延片光致发光扫描系统

概述了一套基于LabVIEW而搭建的半导体光致发光扫描系统.充分考虑扫描过程中由于外延片荧光信号过于微弱、不均匀背景光噪音可能产生的光谱采集失真以及随后分析谱图所存在的物理参量读取误差等因素,通过扣除背光源、隔离样品、高斯拟合等方式对测量过程进行优化.同时依托LabVIEW自身强大的仪器控制能力,如调用动态链接库与ActiveX控件实现了对光谱仪和平移台的通信与控制,结合其良好的数据分析及显示能力,实现了对外延片测量、读取、分析处理以及实时显示等过程的自动化整合,准确高效地提取出样品空间分辨的光致发光特性如峰位、光强等.最后初步分析了所用外延片的发光均匀性,得出波长分布与生长温度分布基本一致,肯定了保持生长腔内温度均匀一致的重要性.该系统不仅界面友好、简单易操作、实时性强、智能化高且搭建简单易行,极大地降低了成本,方便研究人员进行快捷准确的测试.     

平均键能方法在应变层异质结带阶研究中的应用

将平均键能方法推广应用于应变层异质结的带阶研究.通过流体静压力应变和单轴应变对带阶参量E_mv作用的仔细研究,发现平均带阶参量E_mv,av=E_m-E_v,av在不同应变状态下基本上保持不变.因此,在应变层带阶参量E_mv的计算中,只需计算其发生应变前体材料的带阶参量E_mv,o值并引用形变势b和SO裂距Δ₀的实验值,通过简便的代数运算得到应变层的E_{mv 关键词： 异质结 平均键能方法 价带偏移}     

AlGaN量子结构及其紫外光源应用

AlGaN量子结构是实现高光效、高稳定紫外固态光源的核心.近年来,AlGaN半导体材料及其紫外光源应用研究取得了较大的进展.然而,AlGaN材料的生长制备只能在非平衡条件下完成,涉及的生长动力学问题十分复杂,制约了量子阱等结构品质的提高;材料带隙宽,p型掺杂难度大,激活效率低,限制了载流子注入;光学各向异性显著,不利于光从器件正面出射.因此,AlGaN基紫外、特别是深紫外波段器件性能还有待提高.本文梳理了AlGaN量子结构与紫外光源效率之间的关系,详细阐述和总结了有源区量子结构、p型掺杂量子结构以及光学各向异性调控等方面所面临的挑战及近年来的重要研究进展.     

用于短波段发光二极管的二维光子晶体禁带研究

运用平面波展开法(PWE),针对光子晶体在短波长段发光二极管(LED)领域上的应用,主要选择高频禁带模式,研究了4种具有较大应用潜力的二维光子晶体结构,包括正方空气柱结构、三角空气柱结构、正方介质柱结构和三角介质柱结构。在不同晶格常数、占空比(AFF)、柱半径和晶格常数比下,分析了TE模式和TM模式光子禁带的变化。数据分析表明,光子禁带中心波长随AFF增加而变小。相比于其他结构,正方介质柱结构更适于短波段光子晶体LED来提高其出光效率,三角介质柱结构和三角空气柱结构适合用于构造短波段偏振光LED。     

AlGaN-Based Deep-Ultraviolet Light Emitting Diodes Fabricated on AlN/sapphire Template

We report on the growth and fabrication of deep ultraviolet （DUV） light emitting diodes （LEDs） on an AIN template which was grown on a pulsed atomic-layer epitaxial buffer layer. Threading dislocation densities in the AlN layer are greatly decreased with the introduction of this buffer layer. The crystalline quality of the AlGaN epilayer is further improved by using a low-temperature GaN interlayer between AlGaN and AlN. Electroluminescences of different DUV-LED devices at a wavelength of between 262 and 317nm are demonstrated. To improve the hole concentration of p-type AlGaN, Mg-doping with trimethylindium assistance approach is performed. It is found that the serial resistance of DUV-LED decreases and the performance of DUV-LED such as EL properties is improved.     

高Al组分AlGaN多量子阱结构材料发光机制探讨

紫外LED的发光功率和效率还远不能令人们满意,波长短于300 nm的深紫外LED的发光效率普遍较低。厘清高Al组分Al Ga N多量子阱结构的发光机制将有利于探索改善深紫外LED的发光效率的新途径、新方法。为此,本文通过金属有机气相外延技术外延生长了表面平整、界面清晰可辨且陡峭的高Al组分AlGa N多量子阱结构材料,并对其进行变温光致发光谱测试,结合数值计算,深入探讨了Al Ga N量子阱的发光机制。研究表明,量子阱中具有很强的局域化效应,其发光和局域激子的跳跃息息相关,而发光的猝灭则与局域激子的解局域以及位错引起的非辐射复合有关。     

上波导层In摩尔分数对InGaN基蓝光激光器性能研究

基于实验样品结构，利用PICS3D模拟软件，构建了具有同样结构的InGaN基蓝光激光器，并采取了与实验样品一致的内部参数测定方式，结果表明，内部损耗相对误差为3.5%，实现了严格的比对。随后，构建了一系列InGaN基蓝光激光器，通过比较不同In摩尔分数下的光输出功率、载流子分布、光场分布、辐射复合系数和能带曲线等参数，对上波导层中的In摩尔分数进行优化研究。设计得到了光功率更优的两种不同的优化结构，均有效减少了电子泄漏，提高了斜率效率，从而有效提高了光电转化效率，其中渐变In摩尔分数上波导层结构提升效果更为显著。