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。     

单频导纳谱法测量锗硅量子阱的能带偏移

提出了用单频导纳谱法测量储硅单量子阶的能带偏移，与常规的多频导纳谱相比，它只需测一个频率的导纳谱就能得到更精确的实验结果。用该方法对Ｓｉ／Ｇｅ_０．３３Ｓｉ_０．６７／Ｓｉ单量子阱进行测试，得到激活能为Ｅ_a＝０．２０ｅＶ。为了计算出能带偏移值，必须能准确确定具有单量子阱结构样品中的费密能级位置，由于在单量子阱结构中费密能级的位置与阱材料、垒材料的掺杂浓度、阱的高度（即能带偏移）及温度等几个因素均有关。为此，本文通过解泊松方程，计算出结合本文样品 关键词：     

Si离子注入对分子束外延Si1-xGex/Si量子阱发光特性的影响

对分子束外延生长带边激子发光的Si_1-xGe_x/Si量子阱结构，通过Si离子自注入和不同温度退火，观测到深能级发光带和带边激子发光的转变.Si离子注入量子阱中并在600℃的低温退火，形成链状或小板式的团簇缺陷，它导致深能级发光带的形成，在850℃的高温退火后重新观测到带边激子发光.这种团簇缺陷的热离化能约为0.1eV，比Si中空穴或填隙原子缺陷的热激活能(约0.05eV)高.这表明早期文献中报道的深能级发光带是由类似的团簇缺陷产生的. 关键词：     

GaAs/AlAs量子阱中受主束缚能和光致发光

从实验和理论上,研究了量子限制效应对GaAs/AlAs多量子阱中受主对重空穴束缚能的影响。实验中所用的样品是通过分子束外延生长的一系列GaAs/AlAs多量子阱,量子阱宽度为3~20nm,并且在量子阱中央进行了浅受主Be原子的δ-掺杂。在4,20,40,80,120K不同温度下,分别对上述样品进行了光致发光谱测量,观察到了受主束缚激子从基态到激发态的两空穴跃迁,并且从实验上测得了在不同量子阱宽度下受主的束缚能。理论上应用量子力学中的变分原理,数值计算了受主对重空穴束缚能随量子阱宽度的变化关系,比较发现,理论计算和实验结果符合地较好。     

δ-掺杂受主的扩散对GaAs/AlAs量子阱子带的影响（英文）

在15 nm GaAs/5 nm AlAs单量子阱的GaAs阱层中间,分别进行不同浓度剂量的铍受主的δ-掺杂。铍受主在量子阱层中的扩散浓度分布,由扩散方程数值解出。高温下扩散在GaAs阱层中的Be受主将发生电离,成为带负电荷的受主离子,同时也向量子阱价带的子带中引入空穴。带负电荷的扩散受主离子和价带子带中的空穴,它们都是带电粒子在GaAs阱层中按库伦定律激发电场。相比较而言,对于无掺杂同结构量子阱,在空穴的薛定谔中增加了一个额外的微扰势,从而使无掺杂的量子阱价带的子带有所改变。在有效质量和包络函数近似下,通过循环迭代方法,数值求解了既满足薛定谔方程又满足泊松方程的空穴波函数,找出了自洽、收敛的空穴子带的能量本征值。计算发现考虑到这种额外微扰势,重空穴基态子带hh的能量有一个电子伏特变化,并且随着掺杂受主剂量的增加,重空穴基态子带hh向着价带顶红移,计算结果与实验测量符合得很好。     

快速热退火引起GaAs/AlGaAs双量子阱中铝原子的扩散研究

用分子束外延生长了GaAs/AlGaAs双量子阱激光器结构样品，并对不同温度快速热退火导致量子阱组分无序即阱和垒中三族元素的扩散过程进行了实验和理论研究.用光荧光技术测量退火样品的n=1量子阱能级跃迁峰值位置，结果表明退火前后样品量子阱能级位置发生蓝移，蓝移量随温度的提高而增大.对退火过程中GaAs/AlGaAs量子阱中三族元素的扩散过程进行了理论分析，并与实验结果相比较，获得了不同退火温度下铝原子的扩散系数和扩散过程的激活能.950℃，30s退火条件下，铝原子的扩散系数为6.6×10^{-16相似文献}   

GaAs-Ga1-xAlxAs量子阱中极化子的结合能

本文应用微扰法,计算了GaAs-Ga1-xAlxAs量子阱内电子极化子,轻、重空穴极化子的基态束缚能,得到极化子束缚能随阱宽的变化曲线.     

941nm大功率应变单量子阱激光器的波长设计

从薛定谔方程出发推导了阶梯形有限深应变单量子阱中的特征值方程，研究了台阶宽度对激射波长、电子第一子能级、空穴第一子能级的影响以及空穴第一子能级对激射波长的影响，计算结果表明当有源区In组分较大时，不能忽略空穴第一子能级对激射波长的影响.该模型计算结果与实验值相吻合. 关键词： 薛定谔方程 有限深势阱 应变量子阱 特征值方程     

Si/SiGe量子级联激光器的能带设计

详细论述Si/SiGe量子级联激光器的工作原理，通过对比找到一组合适的Si，Ge和SiGe合金的能带参数，进而应用6×6 k·p方法计算了不同阱宽、不同Ge组分Si/Si_1-xGe_x/Si量子阱价带量子化的空穴能级本征值及其色散关系，分析Si/Si_1-xGe_x/Si量子阱空穴态能级间距随阱宽和组分的变化规律，最后应用计算结果讨论了Si/SiGe量子级联激光器有源区的能带设计，有益于优化Si /SiGe量子级联激光器结构. 关键词： 硅锗材料 量子级联激光器 子带跃迁 k·p方法')" href="#">k·p方法     

量子限制受主远红外电致发光器件的制备与测量

采用分子束外延技术生长GaAs/AlAs三量子阱,并在中间的GaAs阱中δ-掺杂浅受主杂质Be原子,制作出量子限制受主远红外Teraherz原型电致发光器件.实验上测量得到4.5 K时器件的电致发光谱（EL）和电传输特性（I-V曲线）.在EL发射谱中清楚地观察到222 cm^-1处宽的尖峰,这来源于Be受主奇宇称激发态到其基态的辐射跃迁,而非辐射弛豫过程则使发射谱的信号很弱.另外在I-V曲线中072和186 V的位置出现两个共振隧道贯穿现象,分别对应于中间δ-掺杂量子阱受主能级1s_3/2(Γ₆+Γ₇)到左边非掺GaAs量子阱中HH带,及右边非掺杂GaAs量子阱中HH重空穴带到中间掺杂GaAs量子阱中Be受主杂质原子奇宇称激发态2p_5/2(Γ₆+Γ₇)能级的共振隧穿. 关键词： 量子限制效应 电致发光 共振隧穿效应 δ-掺杂GaAs/AlAs三量子阱     

p型GexSi1-x/Si多量子阱的红外吸收及其分析

通过测量GeSi多量子阱的红外谱，同时观察到了相应于量子阱内重空穴基态HH1到重空穴激发态HH1、轻空穴激发态LH1和自旋分裂带SO及连续态间的跃迁吸收．测量了GeSi多量子阱探测器的正入射光电流谱，看到了明显的光响应峰．理论计算中计及了轻、重和自旋分裂带间的耦合及能带的非抛物性，并自洽考虑了哈特里势和交换相关势．与实验结果比较，认为带之间的耦合，使子带间的跃迁情况变得复杂，是正入射吸收产生的原因 关键词：     

Strain-balanced Si<Subscript>1-x</Subscript>Ge<Subscript>x</Subscript>/Si type II quantum wells for 1.55 μm detection and emission

This work deals with the optoelectronic properties of heterostructures built on type II Si_1-xGe_x/Si strained quantum wells grown on relaxed Si_1-yGe_y/Si (001) pseudo-substrates. To limit the intrinsic problem due to the real-space indirect nature of the interface, we propose and model three heterostructures having three different potential profiles of the valence and conduction bands which consist in various arrangements of Si and Si_1-xGe_x barriers of different Ge contents. The proposed stacks are designed in a pragmatic way for a pseudomorphic growth on relaxed Si_1-yGe_y assuming individual layer thickness being smaller than the known critical thickness and an overall compensation of the strain. Variation of thickness and compositions (x>y) permits to optimize i) the quantum confinement of electrons and heavy-hole levels and ii) the wave function's overlap and the out-of-plane oscillator strength. The optimum parameters satisfy a fundamental emission at a key 1.55 μm wavelength below the absorption edge of each layer constitutive of the stacks. A comparison between the characteristics of the three heterostructures brings out the superior advantages of the W architecture.     

Multicomponent Electron–Hole Liquid in Si/SiGe Quantum Wells

The density functional theory is used to calculate the energy of an electron–hole liquid in Si/Si_1–xGe_x/Si quantum wells. Three one-dimensional nonlinear Schrödinger equations for electrons and light and heavy holes are solved numerically. It is shown that, in shallow quantum wells (small x), both light and heavy holes exist in the electron–hole liquid. Upon an increase in the Ge content, a transition to a state with one type of holes occurs, with the equilibrium density of electron–hole pairs decreasing by more than a factor of 2.     

GexSi1-x/Si应变层超晶格的分子束外延生长及其特性研究

在Si(100)衬底上用分子束外延在不同的温度下生长了不同组份的Ge_xSi_1-x/Si应变层超晶格。用反射式高能电子衍射、X射线双晶衍射、卢瑟福背散射、透射电子显微镜以及Raman。散射等测试方法研究了Ge_xSi_1-x/Si超晶格的生长及其结构特性。结果表明,对不同合金组份的超晶格,其最佳生长温度不同。x值小,生长温度高;反之,则要求生长温度低。对于x为0.1—0.6,在400—600℃的生长温度范围能够长成界面平整、 关键词：     

Intersubband transitions in strained Si/Si1 − xGex/Si quantum wells

The energy subbands in pseudomorphic p-type Si/Si_1 − xGe_x /Si quantum wells are calculated within the multiband effective-mass approximation that describes the heavy, light and split-off hole valence bands. We examine the intersubband transitions in this system and the selection rules are obtained for a light polarization vector parallel or perpendicular to the growth direction. Comparison is made with other theories and experiment.     

高能电子衍射研究H钝化偏角Si衬底上Si,GexSi1-x的分子束外延生长模式

用高能电子衍射(RHEED)研究H钝化偏角Si衬底上Si,Ge_xSi_1-x材料的分子束外延(MBE)生长模式,发现经低温处理的H钝化Si衬底上要经过10nm左右的Si生长才能获得比较平整的表面.Si,Ge_xSi_1-x外延时的稳定表面均以双原子台阶为主,双原子台阶与单原子台阶并存的结构.Si双原子台阶上的Si二聚体列(dimerrow)取向垂直于台阶边缘,而Ge_xSi_1-x双原 关键词：     

氧化硅层中的锗纳米晶体团簇量子点

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构. 其形成的锗晶体团簇没有突出的棱角和支晶结构，锗晶体团簇的轮廓较圆混，故可以用球形量子点模型来模拟实际的锗晶体团簇. 对比了在长时间退火氧化条件下和在短时间退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布. 短时间退火氧化条件下生成的锗纳米晶体较小(3.28—3.96nm)，长时间退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体较大(3.72—4.98nm)；其分布结构显示某些尺寸的锗纳米晶体团簇较稳定，适当的氧化条件可以得到尺寸分布范围较窄的锗纳米晶体团簇. 用量子点受限模型计算了锗纳米晶体团簇的能隙结构，用Monte Carlo方法模拟了PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布，分别与实验结果符合较好. 关键词： 锗晶体团簇 纳米晶体 量子点 激光照射     

Hole subband non-parabolicities in strained Si/Si1 − xGexquantum wells

We study the hole subband non-parabolicities in undoped pseudomorphic Si/Si_{1 − x}Ge_xquantum wells, strained in the growth direction 100. We solve exactly the multiband effective mass equation that describes the heavy, light and split-off hole valence bands. The symmetries of the Luttinger–Kohn Hamiltonian of the system are used to decouple the degenerate subbands. We calculate the in-plane dispersion relations, investigate the importance of the inclusion of the split-off hole valence band in the Hamiltonian and comment on the resulted non-parabolicities. Resonance states are also obtained.