CBP/Alq3有机量子阱结构的光致发光

采用多源有机分子气相沉积系统(OMBD)制备了CBP/Alq₃有机多量子阱结构,利用电化学循环伏安特性和吸收光谱、小角X射线衍射、荧光光谱研究了量子阱的能带、结构和光致发光的特性。电化学循环伏安特性和吸收光谱的测量结果表明,CBP的最低占据分子轨道(LUMO)与最高占据分子轨道(HOMO)的位置分别为-2.74,-6.00eV,Alq₃的LUMO与HOMO的位置分别为-3.10,-5.80eV,所以CBP/Alq₃有机量子阱为Ⅰ型量子阱结构。小角X衍射测量显示,在小角的位置(2θ的范围在0°～3°)观察到了对应于量子阱结构的多级布拉格衍射峰,表明多层量子阱结构是有序的层状结构,界面比较完整,界面质量比较好。荧光光谱的研究结果表明,Ⅰ型量子阱结构可以有效地把能量从垒层传递给阱层,从而增强了阱层材料的发光。阱层的厚度对发光峰的位置影响很大,随阱层厚度减小,阱层材料的发光峰出现蓝移现象。并对引起发光峰蓝移的原因进行了讨论。     

NPB/Alq3有机量子阱光电特性研究

利用热蒸发的方法制备了有机量子阱发光器件和Alq3单层发光器件,其中NPB(N,N′-Di-[(lnaphthalenyl)-N,N′-diphenyl]-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine)作垒层,Alq3(Tris-(8-quinolinolato) aluminum)作阱层,量子阱结构类似于无机半导体的Ⅱ型量子阱结构.实验发现有机量子阱发光器件结构中存在垒层向阱层的F(o)rster无辐射共振能量转移,具有良好的电流-电压特性,光谱的窄化及蓝移,并且光谱的蓝移程度随电压的增大而逐渐增强.     

量子阱半导体激光器阈值的理论分析

分析了单量子阱(SQW)、多量子阱(MQW)和分别限制异质结构量子阱(SCH-SQW)半导体激光器的阈值.求出了表示光增益随注入载流子密度变化的方程.利用这个结果,得到了上述三种量子阱半导体激光器的阈值电流密度的表达式.     

GaInSb/GaSb量子阱结构的低温光致发光谱

ＧａＩｎＳｂ三元合金半导体可用于制作工作于１．５５～５．５μｍ波段范围的光电子器件．在光通讯方面,需要２．５５μｍ波长的激光器和接收器,ＧａＩｎＳｂ半导体合金无疑是一种可选的材料．此外,这种材料也可用于制作高速电子器件,与ＧａＡｓ基异质结构相比,Ｇａ...     

GaAs基GaAsSb/GaInAs双层量子阱的发光

嵌入GaAs中的GaAsSb／GaInAs量子阱因其在1．3～1．5μm光通信波段发光的潜力而受到关注,我们研究了一系列MBE生长的GaAsSb／GaInAs量子阱样品的光致发光,发现所有样品在室温下都出现了一个较强的、波长在1．3μm附近的低能峰和一个较弱的高能峰。变温及变激发功率的荧光谱测量研究发现,高能峰只有在150K以上的测试条件下才能观测到,并且其相对强度随着温度的升高而增加,其调制光谱显示出第一类跃迁的特征。他们建立了理论模型,计算的结果支持将这一发光峰指派为GaInAs层内电子的基态与重空穴激发态间的跃迁,并与实验数据吻合得很好。同时初步讨论了改善1．3μm的低能峰发光的方法。     

量子不变量理论与离子在联合量子阱中的运动

运用推广了的量子不变量理论研究时间演化算符的对角化问题,证明了时间演化算符的对角化与相因子之间存在着紧密的联系。作为一个例子,研究了离子在联合量子阱中的量子运动及其经典对应,并讨论了离子运动的稳定性。 关键词：     

InGaAsN量子阱的光致发光谱研究(英文)

我们测量了低N组分的InGaAsN/InGaAs/GaAs量子阱材料的光致发光(PL)谱,测量温度范围从13K到300K。实验结果显示,InGaAsN的PL谱的主峰值的能量位置随温度的变化呈现出反常的S型温度依赖关系。用Varshni经验公式对实验数据进行拟合之后,发现在低温下InGaAsN量子阱中的载流子是处于局域态的。此外,我们还测量了样品在不同的温度、不同的能量位置的瞬态谱,结果进一步证实了:在低温下,InGaAsN的PL谱谱峰主要是局域态激子的复合发光占据主导地位,而且InGaAsN中的载流子局域态主要是由N等电子缺陷造成的涨落势引起的。     

CdSe/ZnSe复合结构非对称量子阱的发光特性

利用MOCVD技术在GaAs衬底上外延生长了非对称量子阱结构CdSe/ZnSe材料,通过对其稳态变温光谱及变激发功率光谱,研究了其发光特性。稳态光谱表明:在82～141K时,观测到的两个发光峰来源于不同阱层厚度的量子阱激子发光,用对比实验验证了高能侧发光的来源。宽阱发光强度先增加后减小,将其归结为激子隧穿与激子热离化相互竞争的结果。通过Arrhenius拟合,对宽阱激子热激活能进行了计算。82K时变激发功率PL光谱表明:由于激子隧穿的存在,使得窄阱发光峰位不随激发功率变化而变化,宽阱发光峰位随激发功率增加发生了蓝移,并对激子隧穿进行了实验验证。     

量子阱微腔环型半导体激光器

报道了用纳米制作技术,实现了InGaAs/InGaAsP环型微腔激光器.激光器的直径为3μm～20μm,环的宽度为0.4μm～3μm,环的厚度为190nm.其激射峰值波长为1403nm.     

采用532nm锁模激光研究量子阱中的带填充效应

采用532nm锁模脉冲激光和时间分辨测量系统测量了InGaAs/GaAa单量子阱在77K时,不同激发功率下的时间分辨光致发光谱.结果表明,在低激发功率时,阱中的发光峰的位置随时间变化不大.而在175mW激发时,发光峰在刚激发时就向短波移动10meV以上,然后随时间向长波移动.结果明确显示了存在于阱中的带填充效应.     

GaAlAs/GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射发光管材料制备及表征

超辐射发光二极管(SLD)具有不同于半导体激光器和普通发光二极管的优异性能。为了制备高功率半导体超辐射发光管,并且得到比较大的光谱宽度、大的单程增益和抑制电流饱和,我们研究设计了具有850nm辐射波长的GaAlAs/GaAs非均匀阱宽多量子阱超辐射发光二极管结构,采用分子束外延(MBE)方法进行了材料制备。同时利用X射线双晶衍射,变温(10～300K)光致发光(PL)等方法检测分析了外延薄膜的结构和光电特性。在光致发光谱线中我们得到了发射波长850nm的谱峰,谱峰范围跨跃800～880nm,双晶回摆曲线结果显示了设计的结构得到实现。在注入电流140mA时,器件输出光谱的半峰全宽可以达到26nm,室温下连续输出功率达到6mW。     

量子阱半导体激光器的光束质量

本文给出了一种非截取地收集非傍轴激光束,并把它变换成傍轴光束的方法,将之运用到量子阱半导体激光器的实验中发现了一些重要的现象.经过测量和计算得到它垂直于结方向的等效光束质量原子M_y²明显小于1,根据该结果对半导体激光器的设计和使用提出了建议.     

用转移矩阵方法来研究发生在势阱内的量子反射

本文利用转移矩阵方法对两种简单的具有吸引尾的势进行了研究.我们发现反射系数在波矢k→0时R=1,反射率与波矢k在k→0时呈线性关系.这说明在发生阱内量子反射时有利于超冷原子生存,因为超冷原子是低速低能原子.此外,我们可以用一个反射时间变化量Δt来判断量子反射的延迟或者超前.     

非对称量子阱中的二阶非线性光学极化率

本文主要研究了一个特殊非对称量子阱中的二阶非线性光学极化率,并且利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了二次谐波极化率的解析表达式.最后,以典型的GaAs/AlGaAs非对称量子阱为例作了数值计算.数值结果表明,较大的二次谐波极化率与系统的非对称性有关,系统的非对称性越大,二次谐波极化率越大.     

半导体量子阱中激子波函数及其 Fourier系数的计算和应用

利用准玻色子方法发展的激子动力学方程是研究半导体纳米结构中激子超快动力学的有效理论手段. 为了将这种方法应用于半导体量子阱, 需要知道量子阱中的激子波函数及其在动量空间的表示, 从而得到激子动力学方程中所必须的系数. 详细讨论了理想和实际量子阱中的激子波函数, 特别是其在动量空间的表示, 并进一步讨论了激子动力学方程中所必须系数的计算方法. 通过求解这些系数, 对量子阱中因激子密度变化而引起的太赫兹脉冲作用下激子能级间跃迁过程中的非线性效应进行了理论预测, 得到了与实验符合很好的结果.     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究具有束缚势的无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

刻蚀改变InGaN/AlGaN应变多量子阱发光特性

为了分析干法刻蚀对应变多量子阱(SMQWs)发光特性的影响,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术对金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的InGaN/AIGaN应变多量子阱覆盖层表面刻蚀了约95 nm。通过光致发光(PL)特性表征发现,干法刻蚀后量子阱光致发光强度较未刻蚀量子阱光致发光强度提高了近3倍。干法刻蚀后,量子阱表面呈现高低起伏状形貌,粗糙度提高,出射光在起伏状粗糙形貌表面反复散射,从而逃逸概率增大,有助于光致发光强度增强。理论计算结果得出表面形貌变化引起的量子阱光致发光强度增强因子约为1．3倍。另外,由于所采用的感应耦合等离子体功率较小,刻蚀损伤深度几乎不会达到量子阱阱层,然而干法刻蚀过程中Ar离子隧穿到量子阱阱层内部可能形成新的发光中心,从而使量子阱的发光强度得到提高。     

线性分段折射率分布多量子阱波导色散关系的精确分析

本文从标量Helmholtz方程出发,采用转移矩阵技术,求出了线性分段折射率分布多量子阶波导TE模色散关系的精确解,数值计算结果显示出该波导的色散特性以及与波导结构的关系,为实际制作该量子阶波导进行参数选择提供了理论依据。     

刻蚀改变InGaN/AIGaN应变多量子阱发光特性

为了分析干法刻蚀对应变多量子阱(SMQWs)发光特性的影响,采用感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术对金属有机物化学气相沉积(MOCVD)生长的InGaN/AlGaN应变多量子阱覆盖层表面刻蚀了约95 nm.通过光致发光(PL)特性表征发现,干法刻蚀后量子阱光致发光强度较未刻蚀量子阱光致发光强度提高了近3倍.干法刻蚀后,量子阱表面呈现高低起伏状形貌,粗糙度提高,出射光在起伏状粗糙形貌表面反复散射,从而逃逸概率增大,有助于光致发光强度增强.理论计算结果得出表面形貌变化引起的量子阱光致发光强度增强因子约为1.3倍.另外,由于所采用的感应耦合等离子体功率较小,刻蚀损伤深度几乎不会达到量子阱阱层,然而干法刻蚀过程中Ar离子隧穿到量子阱阱层内部可能形成新的发光中心,从而使量子阱的发光强度得到提高.