自组织生长锗硅量子点及其特性

半导体量子点的研究是当今物理学研究的热点之一．文章阐述了锗硅量子点自组织生长方法的基本原理和技术，并介绍了所制备的量子点材料的形貌结构、光学特性、电学特性及今后的发展方向．     

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：     

LPCVD自组织生长Si纳米量子点的发光机制分析

采用低压化学气相沉积 (LPCVD)方法 ,通过纯SiH4气体的表面热分解反应 ,在SiO2 表面上自组织生长了半球状Si纳米量子点 ,在室温条件下实验研究了其光致发光 (PL)特性 ,考察了PL效率与峰值能量随Si纳米量子点尺寸的变化关系。结果指出 ,当Si纳米量子点高度hc<5nm时 ,其PL效率基本保持不变。而当hc>5nm时 ,PL效率则急剧下降。同时 ,PL峰值能量随hc 的减少而增大 ,并与 (l/hc) 2 成正比依赖关系。如当hc 从 5 5nm减小至 0 8nm时 ,其峰值能量从 1 2 8eV增加到 1 4 3eV ,出现了约 0 15eV的谱峰蓝移。我们用量子限制效应 界面发光中心复合发光模型解释了这一实验结果     

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。     

自组织InAs／GaAs量子垂直排列生长研究

利用自组织生长ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ量子点的垂直相关排列机制，生长了上下两层用６．５ｎｍＧａＡｓ间隔的ＩｎＡｓ结构、下层以ＩｎＡｓ已经成岛，由于应力传递效应，上层ＩｎＡｓ由二维生长向三维成岛生长的转变提前发生，临界厚度从１．７ＭＬ变成１．５ＭＬ，透射业微镜截面象显示形成上下两层高度差别很大的ＩｎＡｓ量子点，但是由于两层量子点之间存在器存在强烈的电子耦合，光致发光谱中只有与含大量子点的ＩｎＡｓ层相对应的     

InGaN量子点的诱导生长和发光特性研究

降低InGaN的维数是提高GaN基发光器件发光效率的一种非常有效的方法，本文的工作主要集中在高密度InGaN量子点的生长和分析上。在MOCVD设备上，经过钝化和低温两个特殊工艺条件，在高温CaN表面生长了一层低温岛状GaN．形成表面形貌的起伏，进而导致表面应力的不均匀分布。在这一层低温岛状GaN的诱导性作用下生长并形成InGaN量子点。通过原子力显微镜、透射电子显微镜和光致发光谱对其徽观形貌和光学性质进行了观察和研究。从原子力显微镜以及透射电子显微镜观察得到的结果表明：InGaN量子点为平均直径约30nm、高度约25nm、分布较均匀的圆锥，其密度约10^11cm^-2。室温下，InGaN量子点材料的PL谱强度大大超出相同条件生长的InGaN薄膜材料。这些现象表明，用InGaN量子点代替普通InGaN薄膜．有望获得发光效率更高的GaN基发光器件。     

不同厚度CdSe阱层的表面上自组织CdSe量子点的发光性质

利用变温和变激发功率分别研究了不同厚度CdSe阱层的自组织CdSe量子点的发光。稳态变温光谱表明:低温下CdSe量子阱有很强的发光,高温猝灭,而其表面上的量子点发光可持续到室温,原因归结于量子点的三维量子尺寸限制效应;变激发功率光谱表明:量子点激子发光是典型的自由激子发光,且在功率增加时。宽阱层表面上的CdSe量子点有明显的带填充效应。通过比较不同CdSe阱层厚度的样品的发光,发现其表面上量子点的发光差异较大,这可以归结为阱层厚度不同导致应变弛豫的程度不同,直接决定了所形成量子点的大小与空间分布^[1]。     

(113)面硅衬底上自组织生长的GeSi量子点及其光荧光

用透射电子显微镜观察了Si(113)衬底上由固态源分子束外延生长的自组织量子点的形貌,测量了其原生及退火后低温下的光荧光谱.对所得结果进行了分析. 关键词：     

钝化低温法生长多层InGaN量子点的结构和光学特性

采用一种新方法生长多层InGaN/GaN量子点,研究所生长样品的结构和光学特性。该方法采用了低温生长和钝化工艺,所以称之为钝化低温法。第一层InGaN量子点的尺寸平均宽度40nm,高度15nm,量子点密度为6.3×10¹⁰/cm²。随着层数的增加,量子点的尺寸也逐渐增大。在样品的PL谱测试中,观察到在In(Ga)As材料系中普遍观察到的量子点发光的温度特性---超长红移现象。它们的光学特性表明:采用钝化低温法生长的纳米结构中存在零维量子限制效应。     

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。     

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。     

Noble Metal-Free Surface-Enhanced Raman Scattering Enhancement from Bandgap-Controlled Graphene Quantum Dots

Graphene quantum dot (GQD) represents an emerging noble metal-free surface-enhanced Raman scattering (SERS)-active nanomaterials for applications such as optoelectronics, chemical sensing, and biomedical imaging and therapy. However, it lacks a scalable method to synthesize GQD with selective structures and the fundamental understanding of their SERS enhancement through charge transfer between GQD and probe molecules. Here a bottom–up liquid-phase synthesis of colloidal GQDs with selective bandgaps using atmospheric-pressure microplasmas is reported. Electron microscopic and optical spectroscopic characterizations suggest that highly crystalline GQDs with nanographene structures can be synthesized with ambient conditions using microplasmas. Moreover, the bandgaps of GQDs are tuned from 2.8 to 3.18 eV by controlling the size of organosulfate micelles. Raman spectroscopic study demonstrates that the as-synthesized GQDs exhibit a unique quantum dot bandgap-dependent SERS enhancement property with an improved charge transfer between the GQD and probe molecules. This study provides an insight into the fundamental of semiconductor-enhanced Raman scattering of GQDs and scalable production of structure-controlled GQDs using plasma-activated chemistry.     

后退火对InxGa1—xAs单层量子点光学性质的影响

研究了以ＧａＡｓ和Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ为基体,当铟的摩尔分数（ｘ）不同时,后退火对ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ单层量子点光致荧光（ＰＬ）谱特性的影响。后退火将导致铟含量不同的样品（ｘ＝０．２３,０．３７,０．５０,１．０）的ＰＬ谱线宽度变窄和蓝移。对于ＧａＡｓ基体,在７００℃退火９０分钟所造成的ＰＬ谱蓝移与退火３０分钟相似;（仅当ｘ＝０．２３时,退火９０分钟所造成的ＰＬ谱蓝移小于３０分钟）。对于Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ基体,在７００℃退火３０分钟和９０分钟,其ＰＬ谱蓝移是不同的。     

气源MBE外延自组装GeSi量子点的光致荧光

利用气源分子束外延技术(MBE)制作了GeSi自组装量子点样品.利用原子力显微镜(AFM)和光致荧光(PL)光谱研究了该量子点的形貌和光学性质.气源MBE在较低温度下生长的量子点材料具有较高的量子点覆盖度.200K以下载流子以局域激子形式束缚在量子点中,激子束缚能约为17 meV.升温至200 K,载流子的输运过程发生...     

GaN半导体中InN量子点的结构性质

采用第一性原理模拟计算纤锌矿结构GaN半导体中InN量子点的结构性质。建立64和128个原子的超原胞量子点模型,进行结构优化以获得稳定的吻合实际的系统,并模拟分析电子结构。从态密度空间分布图看到不同轴向的量子势阱形状各异、深度不一,说明量子点的限域效应存在着各向异性的特点。c轴极化方向引起量子点结构带边的弯曲形状与传统的量子阱结构不同,使得电子空穴没有发生空间分离,有利于电子空穴的跃迁几率的提高。     

Carbon Dots and Stability of Their Optical Properties

Carbon dots (CDs) are a new class of materials which have been extensively studied due to their unique optical properties, low toxicity, and abundance of raw materials to synthesize them. In this minireview, it is highlighted that the stability of the optical properties of CDs is an important aspect that has received very little attention. While CDs are usually considered to be photostable, several recent reports show they are prone to photobleaching. Studies of blinking, photobleaching, and photoswitching of CDs are reviewed here. It is noted that there is a lack of systematic studies about the photostability of CDs, and efforts are needed to further study this aspect. Furthermore, it is observed that the stability of CDs is somewhat related to their photoluminescence quantum yield, excitation dependence of PL emission, precursor, and synthesis method used to produce CDs.