Si掺杂对AlGaInP/GaInP多量子阱性能的影响

采用LP-MOCVD技术在n-GaAs衬底上生长了AlGaInP／GaInP多量子阱红光LED外延片。以X射线双晶衍射技术和光致发光技术对外延片进行了表征,研究了Si掺杂对AlGaInP／GaInP多量子阱性能的影响。研究表明：掺Si能大大提高(Al0．3Ga0.7)0.5In0.5P／Ga0.5In0.5P多量子阱的发光强度。相对于未故意掺杂的样品,多量子阱垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍。外延片的X射线双晶衍射测试表明,Si掺杂并没有使多量子阱的界面质量变差。     

在Si衬底上自组装生长Ge量子点研究进展

在Si衬底上自组装生长纳米尺度的Ge量子点，由于三维量子限制效应的贡献，能够在能带结构上对Si、Ge天然材料的间接带特性实施准直接带结构的改性，使激子行为和带间复合跃迁得到大幅度增强，同时Ge量子点的可控有序相关排列还有助于发展新一代的Si基电子波量子器件．文章回顾了自20世纪80年代末至今Ge／Si量子点生长研究的重要进展，对其潜在的重要应用作出了评述．结合作者自己的研究结果，着重介绍了Ge量子点的生长动力学及其形态的演变过程，指出自组装生长的Ge／Si量子点属Ⅱ型能带结构，其发光效率比一维量子阱有很大增强．探讨了用模板衬底实现对Ge量子点尺寸和分布的有序可控生长方法与途径．     

Eu掺杂Si纳米线的光致发光特性

利用Si(111)衬底, 以Au-Al为金属催化剂, 基于固-液-固生长机理, 在温度为1100℃, N₂气流量为1.5 L/min、生长时间为30–90 min等工艺条件下, 制备了直径约为100 nm、长度为数微米的高密度、均匀分布、大面积的Si纳米线(～10¹⁰ cm^-2). 对Si纳米线进行了Eu掺杂, 实验研究了不同长度的Si纳米线以及不同掺杂温度、掺杂时间等工艺参数对Eu离子红光发射的影响, 利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对Si纳米线表面形貌和Eu掺杂后Si纳米线的结晶取向进行了测量和表征; 室温下利用Hitachi F-4600型荧光分光光度计对样品的激发光谱和发射光谱进行了测试和分析. 结果表明: 在Si纳米线生长时间为30 min、掺杂温度为1000℃、 最佳激发波长为395 nm时, 样品最强荧光波长为619 nm (⁵D₀→⁷F₂); 同时, 还出现了576 nm (⁵D₀→⁷F₀), 596 nm (⁵D₀→⁷F₁), 658 nm (⁵D₀→⁷F₃)和708 nm (⁵D₀→⁷F₄)四条谱带.     

Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性

以金属Au-Al为催化剂,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、生长时间为30 min,从Si(100)衬底上直接生长了直径约为50～120 nm、长度为数百纳米的高密度、大面积的Si纳米线。然后,利用Tb₂O₃在不同温度(1 000～1 200 ℃)、掺杂时间(30～90 min)和N₂气流量(0～1 000 sccm)等工艺条件下对Si纳米线进行了Tb掺杂。最后,对Si(100)衬底进行了Tb掺杂对比。室温下,利用荧光分光光度计(Hitachi F-4600) 测试了Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性。实验研究了不同掺杂工艺参数(温度、时间和N₂气流量)对Tb3+绿光发射的影响。根据Tb3+能级结构和跃迁特性对样品的发射光谱进行了分析。结果表明,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、时间为30 min等条件下制备的Si纳米线为掺杂基质,Tb掺杂温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 000 sccm、光激发波长为243 nm时,获得了最强荧光发射,其波长为554 nm(5D₄→7F₅),同时还出现强度相对较弱的494 nm(5D₄→7F₆),593 nm(5D₄→7F₄)和628 nm(5D₄→7F₃)三条谱带。Tb掺杂的体Si衬底在波长554 nm处仅有极其微弱的光致发光峰。     

包裹在自组装Si/Ge点超晶格上的声学声子拉曼散射研究(英文)

pacc:7830Self-assembledSi/Gequantumdot(QD)structureshavebeenintensivelystudiedinthelast yearsforpotentialapplicationsinSibasedinte gratedoptoelectronics[1].Forthedemandof manytechnicalapplications,Gedotsuperlattices separatedbySicanbedepositedinordertoin …     

Y掺杂Si纳米线的光致发光特性

以n型单晶Si(111)为衬底,利用Au作为催化剂,在温度、N₂流量和生长时间分别为1 100 ℃,1.5 L·min-1和60 min的条件下,基于固-液-固生长机制,生长了直径为60～80 nm、长度为数十微米的高密度Si纳米线。随后,以Y₂O₃粉末为掺杂源,采用高温扩散方法对Si纳米线进行了钇(Y)掺杂。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和荧光分光光度计对不同掺杂温度(900～1 200 ℃)、掺杂时间(15～60 min)和N₂流量(0～400 sccm)等工艺条件下制备的Y掺杂Si纳米线的形貌、成分、结晶取向以及激发光谱和发射光谱特性进行了详细的测量和表征。结果表明,在掺杂温度为1 100 ℃,N₂流量为200 sccm、掺杂时间为30 min和激发波长为214 nm时,Y掺杂Si纳米线样品表现出较好的发光特性。样品分别在470～500和560～600 nm范围内出现了两条发光谱带。560～600 nm的发光带由两个发光峰组成,峰位分别为573.6和583.8 nm,通过结构分析可以推测,这两个发光峰是由Y3+在Si纳米线的带隙中引入的杂质能级引起的。而470～500 nm较宽的发光带同样来源于Y离子在Si纳米线带隙中引入的与非晶SiO_x壳层中氧空位能级十分接近的杂质能级。     

Be掺杂InAs自组织量子点的发光特性

首次细致地研究了InAs量子点中直接掺杂Be对其发光特性的影响。光致发光(PL)谱的研究表明,较低掺杂浓度时,发光峰蓝移,同时伴随着发光谱线变窄。而较高浓度的掺杂会对量子点的光谱特性产生不良的影响,发光强度明显变弱。相信该研究对InAs自组织量子点在器件应用方面有很重要的意义。     

p型掺杂Si/Ge量子点的电子拉曼散射(英文)

在本文中我们首次报道了p型掺杂的自组织Si/Ge量子点中空穴能级子带间的电子拉曼散射,此电子跃迁的能量为105meV。Si/Ge量子点Ge Ge模的共振拉曼散射表明此空穴能级间的电子拉曼散射与Γ点附近的E0(≈2.52eV)发生了共振,而E1的能量小于2.3eV.变温实验和偏振实验进一步证实了我们的指认。所有观测的实验数据与6 bandk·p能带结构理论的计算结果吻合得很好。     

Si基Ge异质结构发光器件的研究进展

近年来,与Si的CMOS工艺相兼容的Ge/Si异质结构发光器件取得很多重要的进展。本文概述了Si基Ge异质结构发光器件的最新成果,如Ge/Si量子点发光二极管、Si衬底上的Ge发光二极管及激光器和Ge/SiGe多量子阱发光二极管,分别描述了这些器件的特点和增强其发光特性的途径。最后展望了Si基Ge异质结构发光器件的发展趋势,指出尽管Si基Ge异质结构发光器件获得了很大的发展,但是器件的发光效率仍然很低,离实用还有一定距离,还需要在材料和器件的结构方面有更多的创新。     

Be掺杂InAs处组织量子点的发光特性

首次细致地研究了ＩｎＡｓ量子点中直接掺杂Ｂｅ对其发光特性的影响。光致发光（ＰＬ）谱的研究表明,较低掺杂浓度时,发光峰蓝移,同时伴随着发光谱线变窄。而较高浓度的掺杂会对量子点的光谱特性产生不良的影响,发光强度明显变弱。相信该研究对ＩｎＡｓ自组织量子点在器件应用方面有很重要的意义。     

Influence of defects on the optical and structural properties of Ge dots embedded in an Si/Ge superlattice

In this work we studied the influence of high-energy proton irradiation on the optical and structural properties of an Si/Ge superlattice (SL) with embedded Ge quantum dots (QDs). The presence of QDs in the as-grown samples was established by transmission electron microscopy and photoluminescence (PL). The samples were irradiated with 2.0 MeV protons to fluences in the range 2×10¹²-2×10¹⁴ cm^-2. The structural characterization made by X-ray reciprocal space mapping, X-ray reflection and Rutherford backscattering/channelling has shown no changes in the as-grown heterostructure due to the irradiation. In spite of the expected high concentration of nonradiative recombination centres caused by the proton-induced damage, the PL emission from the Ge dots has been observed even for the highest irradiation fluence. The studied QD-in-SL structure has shown an extraordinarily high radiation hardness when compared with previously studied QD heterostructures.     

半导体量子点形成临界尺寸的定量预测

半导体量子点是一类具有显著量子效应的零维量子结构,自组的模型系统,表现为Stranski-Krastanov型生长.其特征为,当超过3—4个Ge单原子层（浸润层）时,则由二维层状生长转变为三维岛状生长.Ge/Si量子点是初期形成的与衬底共格无位错的三维岛,岛表面由{105}晶面组成.文章作者利用第一性原理计算和介观理论模拟相结合的连续式多尺度（sequential multi-scale）方法,第一次对纯Ge和GeSi合金量子点在Si(001)表面的成核临界尺寸进行了定量的理论预测,同时研究了岛边缘的应力不连续对量子点稳定性的影响,实现了对Ge/Si量子点的形成和稳定性定量的理论研究.     

半导体量子点形成临界尺寸的定量预测

半导体量子点是一类具有显著量子效应的零维量子结构,自组的模型系统,表现为Stranski-Krastanov型生长.其特征为,当超过3-4个Ge单原子层（浸润层）时,则由二维层状生长转变为三维岛状生长.Ge/Si量子点是初期形成的与衬底共格无位错的三维岛,岛表面由{105}晶面组成.文章作者利用第一性原理计算和介观理论模拟相结合的连续式多尺度（sequential multi-scale）方法,第一次对纯Ge和GeSi合金量子点在Si（001）表面的成核临界尺寸进行了定量的理论预测,同时研究了岛边缘的应力不连续对量子点稳定性的影响,实现了对Ge/Si量子点的形成和稳定性定量的理论研究。     

SiGe/Si量子阱的低温光荧光和电注入发光

使用Si-MBE生长了阶梯形折射率分布SiGe/Si量子阱材料,在低温下观测到无声子参与的光荧光和电注入发光。阶梯形折射率分布SiGe/Si电子阱结构有利于提高发光效率。讨论了这种结构的光学和电学特性。     

Resonant photoluminescence from modulation-doped InAs –GaAs quantum dots

Resonant luminescence studies of InAs quantum dots (QDs) embedded in a GaAs matrix grown by molecular beam epitaxy are presented, showing marked differences for modulation-doped and undoped QDs and indicating that the doping leads to different exciton formation and carrier relaxation mechanisms. The LO-phonon assisted relaxatioin of excitons between sub-levels is identified for the modulation-doped QDs.     

CdSe/ZnSe自组装量子点中非线性系数随着温度的规律性变化

研究了在CdSe/ZnSe自组装量子点中CdSe量子点的发光随着激发光强度变化的特性。发现当激发强度(I)变化3个数量级的时候,量子点发光的峰位、峰形都没有发生明显的变化。通过公式L∝I^k(其中I是激发光强度,L是量子点发光强度,k是非线性系数)得到非线性系数k值。实验结果表明:在温度由21K升高到300K的过程中,k值随温度变化可以分为3个区域:当温度低于120K时,k值接近于1;然后,随着温度升高,k值慢慢变小;最后,随温度进一步升高,k值由200K时的0.946迅速减少到0.870。结合发光随温度变化的实验结果,确认在120K以下发光主要来源于束缚激子复合。在温度由200K升高到300K的过程中,非线性系数的单调减小主要归因于随着温度的升高,发光部分来自于由自由电子或空穴到束缚态能级(FB)的复合。进一步通过分析量子点发光的积分强度随着温度的变化的实验结果,发现发光强度随温度升高而减弱的主要原因是材料中的缺陷或者位错等提供非辐射渠道。     

生物偶联过程对于聚合物包覆的水溶性CdSe/ZnS核壳量子点发光的影响

以传统的戊二醛交联的方法实现了聚丙烯酸包覆的CdSe/ZnS量子点和人IgG蛋白分子的偶联,同时研究了偶联过程对量子点发光性能的影响。通过琼脂糖凝胶电泳技术证明量子点和蛋白分子偶联成功。通过稳态光谱和时间分辨光谱研究了偶联过程对量子点荧光性质的影响。发现偶联到量子点表面的戊二醛分子能够破坏量子点的表面从而增加其表面缺陷,使量子点发光效率降低;上述产物进一步与人IgG偶联增强了量子点的荧光强度,这是由于连接到量子点上的蛋白分子修复了量子点的表面,从而降低了表面缺陷所致。