GaAs(311)A衬底上自组装InAs量子点的结构和光学特性

报道了GaAs(311)A衬底上的自组装InAs量子点的结构和光学特性.原子力量显微镜结果表明（311）A GaAs衬底上的InAs量子点呈箭头状,箭头方向沿[233]方向.实验发现,量子点的光致发光（PL)强度、峰位、半高宽都与测量温度密切相关.随着温度的升高,量子点的发光强度减小,峰位快速红移,半高宽单调下降.可以认为这是由于载流子先被热激活到浸润层势垒后再被俘获到能量较低的量子点中进行复合造成的,这一模型圆满解释了我们的实验结果. 关键词：     

赝配InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构的Shubnikov-de Haas振荡

赝配InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构可以获得很高的电子气面密度和电子迁移率，从而可以制成具有优越高频和低噪声特性的高电子迁移率晶体管(HEMT).文中报道InGaAs/InAlAs调制掺杂异质结构低温下纵向和横向磁阻随磁场强度变化的Shubnikov-de Haas(SdH)振荡和量子Hall效应.对SdH振荡曲线作了快速傅里叶变换，获得了二维电子气的能带结构和各能带上的电子气面密度.分析比较了顶层InGaAs不同掺杂情况对SdH振荡的影响，结果发现顶层InGaAs重掺杂，会对表面态起屏蔽作用， 关键词：     

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。     

CdSe/HgSe/CdSe量子点量子阱(QDQW)晶粒的光学性质和电子结构

以CdSe纳米晶体为核,用胶体化学的方法,通过化学替代反应,获得了不同阱层或不同垒层的CdSeHgSeCdSe量子点量子阱(QDQW)晶体.紫外可见光吸收谱研究表明,通过调节QDQW中间HgSe阱层的厚度从0.9nm至0,可以调节QDQW颗粒的带隙从1.8变化至2.1eV,实现QDQW纳米晶体的剪裁.光致荧光(PL)谱研究显示,QDQW形成后,CdSeHgSe纳米颗粒表面态得到钝化,显现出发光强度加强的带边荧光峰.利用有效质量近似模型,对QDQW晶粒内部电子的1s—1s态进行了估算,估算结果总体趋势与实验数据相符 关键词： 量子点量子阱晶体 能带剪裁 加强的带边荧光峰     

Photoluminescence of Self－Assembled InAs／GaAs Quantum Dots Covered by InAlAs and InGaAs Combination Strain－Reducing Layer

Self-assembled lnAs/GaAs quantum dots covered by the 1-nm InxAI(1-x)As (x = 0.2, 0.3) and 3-nm In0.2Ga0.8As combination strain-reducing layer are fabricated, whose height can take up to 30-46 nm. The luminescence emission at a long-wavelength of 1.33μm and the energy separation between the ground and the first-excited state of 86meV are observed at room temperature. Furthermore, comparative study proves that the energy separation can increase to 91 meV by multiple stacking.     

溶剂依赖的MoS2量子点光学性质

为了明确溶剂对MoS_2量子点发光的影响,以液相剥离法在N-甲基吡咯烷酮(NMP)与1,2-二氯苯(DCB)的混合溶剂中制备了MoS_2量子点,并采用透析的方法对照研究了溶剂及含有MoS_2量子点的溶液的发光性质。结果表明,量子点尺寸分布均匀,粒径约2.4 nm。拉曼光谱中可在381 cm~(-1)和406 cm~(-1)处观察到MoS_2材料的E■和A_(1g)拉曼特征峰。光学性质分析表明,MoS_2量子点的存在造成了260～400 nm附近紫外光吸收的明显变化,且混合溶剂中的MoS_2量子点荧光发射波长对激发波长表现出严重的依赖性。以水为外部环境的透析实验结果表明,透析后DCB溶剂的HOMO能级会导致MoS_2量子点在442 nm附近的发光出现多个发射峰,但其发光波长不再随激发波长而改变,进而说明有机溶剂中MoS_2量子点发光对激发波长的依赖性是由于有机溶剂在紫外光激发下发光造成的。     

N掺杂碳量子点光稳定剂的制备及光学性能

利用水热反应,以柠檬酸为碳源制备碳量子点,再以2,2,6,6-四甲基哌啶胺为修饰剂,使碳量子点表面的含氧基团与2,2,6,6-四甲基哌啶胺反应,实现了碳量子点的功能化。实验结果表明,修饰后的碳量子点紫外吸收和蓝色荧光发射特性明显优于未修饰的碳量子点。修饰后的碳量子点平均粒径为3.16 nm,荧光量子产率为21.2%,水溶性好,颜色浅,可作为高得率浆纸张的光稳定剂使用,并能提高纸张初始白度3ISO%~4ISO%。随着自由基捕获剂基团的引入,碳量子点能有效捕获纸张因光照而产生的活性自由基,提高了纸张的耐光性。     

自组织生长InAs/GaAs量子点发光动力学研究

介绍了最新发展的粒子数混合超快光谱测量技术,以及采用该技术对自组织生长InAs/GaAs量子点发光动力学的研究结果.实验发现,自组织InAs/GaAs量子点结构的发光寿命大约为1ns,与InAs层厚度关系不大;激子寿命与温度有一定的关系,但没有明显的实验证据表明与量子点的δ态密度有关;用粒子数混合技术,实验上可直接观察到量子点中载流子在激发态能级的态填充过程. 关键词：     

不同盖层对InAs/GaAs量子点结构和光学性质的影响

利用金属有机化合物气相沉积设备生长了不同盖层结构的InAs/GaAs量子点,采用原子力显微镜和光致发光光谱仪对量子点的结构和光学性质进行了研究.量子点层之间的盖层由一个低温层和一个高温层组成.对不同材料结构的低温盖层的对比研究表明,In组分渐变的InGaAs低温盖层有利于改善量子点均匀性、减少结合岛数目、提高光致发光强度;当组分渐变InGaAs低温盖层厚度由6.8 nm增加到12 nm,发光波长从1256.0 nm红移到1314.4 nm.另外,还对不同材料结构的高温盖层进行了对比分析,发现高温盖层采用In组分渐变的InGaAs材料有利于光致发光谱强度的提高. 关键词： 半导体量子点 盖层 组分渐变     

硼磷烯量子点的电子结构和光学性质研究

采用紧束缚近似方法对锯齿状六边形硼磷烯量子点在平面电场和垂直磁场调控下的电子结构和光学性质进行了研究.研究表明,硼磷烯量子点作为直接带隙半导体,在无外加电场和磁场作用时,能隙不随尺寸的改变而变化.在平面电场调控下,能隙随电场强度的增加逐渐减小直至消失,平面电场方向几乎不会对硼磷烯量子点体系产生影响,且随量子点尺寸的增大,能隙消失所需电场强度逐渐减小.在垂直磁场调控下,表现为体态的能级在磁场作用下形成朗道能级,而能隙边缘处的朗道能级近似为一个平带,不随磁通量的改变而变化,态密度主要分布于朗道能级处.另外,垂直磁场作用下的光吸收主要是由朗道能级之间的跃迁引起的.     

退火及铟含量对InGaAs量子点光学特性的影响

研究了退火条件和 Ｉｎ 组份对分子束外延生长的 Ｉｎ Ｇａ Ａｓ 量子点（分别以 Ｇａ Ａｓ或 Ａｌ Ｇａ Ａｓ 为基体）光学特性的影响。表明：量子点中 Ｉｎ 含量的增加将导致载流子的定域能增加和基态与激发态之间的能量间隔增大。采用垂直耦合的量子点及宽能带的 Ａｌ Ｇａ Ａｓ 基体可增强材料的热稳定性。以 Ａｌ Ｇａ Ａｓ 为基体的 Ｉｎ Ｇａ Ａｓ 量子点,高温后退火工艺 （ Ｔ＝ ８３０℃）可改善低温生长的 Ａｌ Ｇａ Ａｓ 层的质量,从而改善量子点激光器材料的质量。     

耦合量子点的三阶非线性光学特性

本文研究了两个耦合的圆型量子点的三阶光学非线性,并且利用密度矩阵算符理论导出了三次谐波产生的表达式.最后,以GaAs耦合量子点为例作了数值计算,并绘出了三次谐波产生与耦合量子点中的电子数以及光子能量之间的依赖关系.     

垂直电子耦合InGaAs 量子结的光学特性

报导了InGaAs/GaAs 和InGaAs/AlGaAs 垂直耦合量子结注入式激光器的制备工艺及其光致荧光谱, 量热吸收谱和电致荧光谱的特性。该激光器的连续波发光功率在室温下可达1W。     

垂直电子耦合InGaAs 量子结的光学特性

 报导了InGaAs/GaAs 和InGaAs/AlGaAs 垂直耦合量子结注入式激光器的制备工艺及其光致荧光谱, 量热吸收谱和电致荧光谱的特性。该激光器的连续波发光功率在室温下可达1W。     

InAs量子点在肖特基势垒二极管输运特性中的影响

在77到292K的范围内,系统研究了含InAs自组装量子点的金属-半导体-金属双肖特基势垒二极管的输运特性.随着温度上升,量子点的存储效应引起的电流回路逐渐减小.在测试温度范围内,通过量子点的共振隧穿过程在电流电压(I-V)曲线中造成台阶结构,且使电流回路随温度的上升急剧减小.根据肖特基势垒的反向I-V曲线,计算了势垒的反向饱和电流密度和平均理想因子.发现共振随穿效应使肖特基势垒在更大的程度上偏离了理想情况,而量子点的电子存储效应主要改变了肖特基势垒的有效势垒高度,从而影响了势垒的反向饱和电流密度 关键词： 自组装量子点 肖特基势垒 电流-电压特性     

自组织量子点的量子态光学探测(英文)

半导体量子点主要包括在真空中外延生长的自组织量子点和在溶液中采用化学方法合成的胶体量子点,由于量子限制效应所导致的分立能级结构使得它们通常被称为"人工原子"。和自然原子不同,半导体量子点的能级结构强烈依赖于其尺寸和形状,这样就提供了更为灵活的方法来控制固体材料中的光与材料的相互作用。近年来,许多类原子的量子光学现象(包括量子干涉、Rabi振荡和Mollow荧光)都已经在单个的自组织量子点中揭示出来。与此形成对比的是,上述所有的类原子量子光学特性目前还没有在单个的胶体量子点中观察得到。在本文中,我们将侧重于介绍我们科研组以及我们和别的科研组合作对单个自组织量子点的单量子态在光学探测和相干控制方面完成的一系列工作。对单个的胶体量子点,我们认为量子相干特性的测量和控制将在新近合成的非荧光闪烁或荧光闪烁得到抑制的材料体系中得以实现。     

InAs自组装量子点GaAs肖特基二极管中的电流输运特性

设计了含有InAs自组装量子点(SAQDs)的新型金属半导体金属隧穿结构,研究了其直流输运特性,观察到了电流迟滞回路现象.这种回路现象是由于紧邻金属肖特基接触的量子点充电和放电引起的,也可以说是由外加电压控制的量子点的单电子过程引起的.分析了量子点总体的充放电特性,量子点中电子在高电场下隧穿出量子点的概率变化决定了量子点的放电过程,而充电过程是由流过量子点层的二极管正向电流决定.理论拟合结果显示充电过程主要由于量子点基态能级俘获电子照成的,激发态对量子点充放电过程只有微弱影响. 关键词： 迟滞现象 自组装量子点 单电子过程     

PbS半导体超微粒子的量子尺寸效应和光学性质

本文研究了PbS半导体超微粒子的量子尺寸效应和光学性质以及它们周围介电环境对其光学性质的影响,发现表面修饰有效地减少粒子表面缺陷,增加它们的发光强度。利用紧束缚模型,讨论了实验结果。     

MBE自组织生长多层竖直自对准InAs量子点结构的研究

利用MBE方法在(001)GaAs衬底上生长了多层竖直自对准InAs量子点结构。透射电子显微镜的观察表明,多层量子点成一系列柱状分布。同单层量子点相比,多层量子点的光荧光谱线发生红移。这表明由于量子点中载流子波函数的扩展和交迭,柱中量子点之间有耦合现象发生。光荧光谱线半高宽随温度的反常变化说明载流子还会在邻近柱中隧穿.