晶格匹配InAs/AlSb超晶格材料的分子束外延生长研究

InAs/GaSb超晶格是量子级联激光器(quantum cascade lase,QCL)和带间级联激光器(interband cascade lasers,ICL)结构中重要的组成,特别是作为ICL的上下超晶格波导层是由大量的超薄外延层(纳米量级)交替生长而成,细微的晶格失配便会直接导致材料晶体质量变差,而且每层的厚度和组分变化会强烈影响材料结构性能.论文研究验证了InAs/GaSb超晶格材料生长的最佳温度约在420℃.通过在衬底旋转的情况下生长40周期短周期GaSb/AlSb和InAs/GaSb超晶格,并采用XRD测量拟合获得了GaSb和AlSb层厚分别为5.448 nm和3.921 nm,以及InAs和GaSb层厚分别为8.998 nm和13.77 nm,误差在10%以内,获得了InAs/AlSb超晶格的生长最优条件.在GaSb衬底上生长晶格匹配的40周期的InAs/AlSb超晶格波导层,充分考虑飘逸As注入对InAs/AlSb超晶格平均晶格常数的影响,在固定SOAK时间为3 s的条件下,通过变化As压为1.7×10^-6 mbar来调整个超晶格的平均晶格常...     

半无限平方晶格的晶格格林函数

给出了正确描述最近邻相互作用下半无限平方晶格的哈密顿量,进而利用矩阵格林函数方法求出半无限平方晶格的晶格格林函数。 关键词：     

光频支格波对晶格热容的贡献

讨论晶格的光频支格波对晶格热容的贡献，得到了这部分的热容的表达式。在低温极限情况下,光频支格波对晶格热容的贡献很小，可以忽略，只有频率较低的声频支格波对晶格热容有重要贡献；在高温情况下，复式 和中光频支格波对晶格热容有重要贡献，高温情况下的结果与杜隆－珀蒂定律给出的经典数值一致，该定律在高温时与实际实验符合得很好。     

四种材料超晶格的价带自旋劈裂的研究

自从Esaki和Tau[1]发现量子阱和超晶格以来,人们已对由两种材料构成的量子阱及超晶格的能带结构进行了大量的研究.陈维友等人[2]已研究了三种材料构成的超晶格的能带结构.本文将利用文献[2]报道的计算方法,对由四种材料构成的超晶格价带自旋劈裂的变化规律进行研究.     

以石墨烯为例分析二维六角晶格结构及振动模式

石墨烯因其独特的六角晶格结构,使其具有优异的力、热、光、电等特性,成为目前应用研究最广泛的新型材料之一.本文从固体物理学的教学角度出发,以单层石墨烯的晶格结构为例,采用图像的形式描述了二维六角晶格的正格子原胞和基矢、倒格子原胞和基矢、q空间和第一布里渊区,并推导了二维六角晶格的振动模式.     

Jaynes-Cummings晶格模型和Rabi晶格模型的量子相变

采用平均场近似的方法,分别研究了Jaynes-Cummings晶格模型和Rabi晶格模型的量子相变:Mott绝缘体相-超流体相量子相变,探索了光的聚束-反聚束行为,研究了Kerr非线性作用对量子相变与光子统计特征的影响.研究结果表明,在Rabi晶格模型中二能级原子和光子相互作用强度g和格点之间光子跃迁强度J的增大会使晶格体系从Mott绝缘体相向超流体相转变,同时,光子统计行为由聚束转变为反聚束,而Kerr非线性强度的增大抑制了Mott绝缘体相-超流体相相变,但促进了光子聚束与反聚束之间的转变.     

纳米镍粉体的晶格膨胀

采用阳极弧放电等离子体技术成功制备了各种不同晶粒尺寸的纳米镍粉体材料，并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和相应选区电子衍射(SAED)等测试手段对所制备的样品的晶体结构、晶格参数、形貌、粒度进行性能表征. 实验结果表明：阳极弧等离子体法制备的镍纳米粉的晶体结构与相应的块物质相同，为fcc结构的晶态. 不同晶粒尺寸的纳米镍粉体的晶格常数均大于完整单晶镍的晶格常数，晶格畸变表现为晶格膨胀. 晶格常数和晶胞体积随着晶粒尺寸的减小而增大，晶格畸变量与晶粒尺寸的倒数成正比. 镍纳米粉体的晶格膨胀主要是由于受到表面能和表面张力的作用而引起的，可以利用纳米晶体的热力学理论作定性解释. 关键词： 镍纳米粉体 晶格常数 晶格膨胀 晶胞体积     

Znse—ZnS应变超晶格的吸收光谱及子能带的计算

我们首次观测到ZnSe—ZnS应变超晶格的n=1,n=2两个子能带的重、轻空穴激子的吸收光谱。根据LCAO理论、应变感应能带结构理论与Kronig-Penney模型,首次计算了ZnSe—ZnS应变超晶格势阱中重、轻空穴子能带。计算结果由实验所测量的吸收光谱所验证。文中指出,这一计算方法同样适用于其它半导体超晶格。     

微米超晶格的概念、效应和应用

通过固体微结构的调制，使晶体材料的物性常数得到调制，若调制波长为微米数量级，可与光波、超声波波长比拟，将会出现一系列新颖的非线性光学、光学、声学效应，并在光电子学和声电子学中得到应用。我们将这类人工微结构材料称之为微米超晶格或光学超晶格和声学超晶格，“微米超晶格”概念是“聚片多畴”概念的发展。本将评述本实验室在冯端教授指导下在关于微米超晶格理论与实验方面所完成的系统的工作。     

金属卤化物中的晶格振动

运用紧束缚双带模型对MX化合物晶格振动的计算发现,晶格振动谱由一条声频支和三条光频支组成,进一步得到了出现元激发时,晶格振动色散关系中的分立频率和相应的定域振动模.在MX化合物红外吸收谱的计算中发现对应不同元激发红外谱具有不同的特征. 关键词： 电荷密度波 晶格振动 红外吸收     

Union Jack晶格上伊辛模型的自由费密近似解

运用自由费密近似对Union Jack晶格上具有各向异性二体耦合作用及三体相互作用的伊辛模型进行了求解,得到了模型的自由能、自发磁矩和临界点方程。在耦合常数简化为正方晶格上的伊辛模型时,得到了与Onsager一致的解。     

纳米晶体线的晶格动力学格林函数及晶格振动

通过求解差分方程,推导了纳米晶体线的晶格动力学格林函数,分析了其晶格振动,并推导了声子数表象中的原子位移及晶格振动哈密顿公式.研究结果表明,纳米晶体线的晶格振动能带分裂为一系列的子带,格波只能沿纳米晶体线的纵向传播,沿纳米晶体线的横截面只存在驻波.     

层状材料中一个简单晶格模型的比热计算

本文采用Born 势和简单立方结构计算了层状材料的晶格比热. 发现当层伏材料层厚较小时(约在十几层以内) , 界面态对晶格比热有明显影响。但随层厚增大, 比热下降, 且基本与界面态及层厚无关. 文中还比较了准周期超晶格与周期超晶格两者的晶格比热。 关键词：     

一本培养了几代物理学家的经典著作——评《晶格动力学理论》

晶体中原子围绕其平衡位置作微小振动,是晶体原子的一种最基本的运动方式.晶格动力学主要研究晶体结构、晶格原子振动谱以及晶格振动对于固体力学、光学、电学与热学性质的影响.牛津大学出版社1954年出版的马克斯·玻恩(M.Born)和黄昆合著的《晶格动力学理论》[1],是一本在量子力学基础上论述晶格动力学的经典著作.身为量子力学和晶格动力学两个领域开创者的玻恩,早在20世纪20年代量子力学刚建立后,就计划在量子力学的基础上重新系统阐述晶格动力学理论,撰写一本《晶格动力学理论》.在第二次世界大战前和中间,玻恩断断续续写了若干章节,但…     

GaAs/GaAlAs异质NIPI超晶格的光荧光谱

异质NIPI超晶格结构的基本单元是由n型和p型的宽禁带材料薄层及插在它们中间的不掺杂窄禁带材料层组成,如nGaAlAs-不掺杂GaAs-pGaAlAs-不掺杂GaAs四层结构,其中Ⅰ代表不掺杂层.它是组分超晶格和掺杂超晶格结合,因而具有许多新的性质,例如空间电荷分离,载流子局域在未掺杂区内等.这个结构最早是由德国的Dõhler等所研究.     

利用晶体的对称性讨论三维晶格振动

在晶格动力学中，立方晶格的本征方程的能力学矩阵Ｄ（Ｋ）比较复杂，利用晶体的对称性将Ｄ（Ｋ）化简，由化简后Ｄ（Ｋ）的矩阵形式，能较为容易地解久期方程及确定偏振矢量。     

室温下ZnCdSe-ZnSe组合超晶格的子带跃迁

通过在室温下对ZnCdSe-ZnSe组合超晶格结构的电调制反射谱的测量,观测到分别来自两组超晶格的激子跃迁,由曲线拟合出的跃迁能量与由包络函数近似计算得到的能量相符合。     

半无限-和无限平方晶格的格林函数的关系及其应用

利用半无限平方晶格的晶格格林函数的积分表达式(见:物理学报,44(1995),987)以及由此导出的它与无限平方晶格的晶格格林函数之间的内在关系式,计算了半无限平方晶格的局部态密度和表面具有单点对角杂质时定域态的存在条件.     

Kondo晶格中超导热力学临界场的研究

本文在两带准粒子模型下研究了Kondo晶格中超导热力学临界场的行为。我们唯象地引入了准粒子之间的有效吸引相互作用,由系统的两个超导序参量所满足的自洽方程出发计算了超导态与正常态热力学函数之差,由此得到了Kondo晶格中超导热力学临界场的表达式,并结合重费米子超导体CeCu_2Si_2、UBe_(13)和UPt_3的有关实验对所得理论结果进行了讨论。     

半导体超晶格和微结构

本文结合国家科学基金重大项目“半导体超晶格和微结构”的一部分研究工作（超晶格材料的生长技术，量子阶，超晶格的光学声子模，能带类型和超晶格类型的双重转变，隧穿的研究，光调制反射谱的机理），对有关的基础知识和所取得的成果作扼要的介绍。