非对称耦合量子阱中亚毫米波辐射及其带间激子复合发光特性的理论研究

基于V形三能级模型运用密度矩阵方程研究了非对称耦合量子阱退局域化现象，并具体分析了导带中电子作阱间振荡所产生的亚毫米辐射和激子复合所产生的近红外发射物理过程.理论结果表明：阱间电子波包振荡等效为一经典阻尼振子，其寿命由载流子与纵向光学声子散射时间和电子穿过势垒的渡越时间决定，所产生的亚毫米波辐射强度衰减仅与阱间阻尼系数有关，其线性服从洛仑兹分布.由带间激子复合所产生的近红外辐射频率随电子阱间振荡频率增加而减小，表现为量子限域斯塔克红移，即非对称量子阱在近红外发光区特性随反向偏压而变.这一结果预示着耦合量子 关键词： 非对称耦合量子阱 电子波包振荡 亚毫米波辐射 近红外发射     

非对称耦合量子阱吸收与色散的理论研究

基于V型三能级模型研究了非对称耦合量子阱（ACQW）线性吸收与色散特性. 理论结果表明：在小偏置区，由沿生长方向的外加电场引起的强量子限域Stark频移导致非共振吸收，线性折射率大幅度降低，表现为色散猝灭特性. 而随负偏压进一步增加, 由于量子限域Stark效应消失，其吸收与色散特性则与单量子阱最低激子态相类似. 这意味着ACQW具有随外加电场变化的可控色散特性. 关键词： 非对称耦合量子阱 量子相干 可控色散     

电子束泵浦氧化锌基量子阱的斯塔克效应

在不同功率密度的电子束泵浦条件下,对ZnO/Zn0.85Mg0.15O非对称双量子阱的荧光光谱进行了研究,并采用蒙特卡罗仿真模拟对测试结果进行了分析。模拟的结果和实验结果高度吻合。观测到了不随穿透深度变化的阱区发光峰红移,证明表面电荷积累引起了量子限域斯塔克效应。     

反应磁控溅射ZnO/MgO多量子阱的光致荧光光谱分析

采用反应射频磁控溅射方法，在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO/MgO多量子阱.利用X射线反射、X射线衍射、电子探针，光致荧光光谱等表征技术，研究了ZnO/MgO多量子阱的结构、成份和光致荧光特性.研究结果表明，多量子阱的调制周期在1.85—22.3 nm之间，所制备的多量子阱具有量子限域效应，导致了室温光致荧光峰的蓝移，并观测到了量子隧穿效应引起的荧光效率下降.建立了基于多声子辅助激子复合跃迁理论的室温光致荧光光谱优化拟合方法，通过室温光致荧光光谱拟合发现，ZnO/MgO比ZnO/ZnMgO多量子阱具有更大的峰位蓝移，探讨了导致光致荧光光谱展宽的可能因素. 关键词： ZnO/MgO 多量子阱 磁控溅射 光致荧光 量子限域效应     

ZnCdTe-ZnTe多量子阱的电场效应

本文报导了电场作用下ZnCdTe-ZnTe多量子阱的激子发光特性.用激子局域化的观点解释了激子发光峰随电场增强而增强的现象.在Zn0.8Cd0.2Te-ZnTe多量子阱中观察到了电场作用下自由激子发光谱峰较大的红移和较快的发光淬灭     

高Al组分AlGaN多量子阱结构材料发光机制探讨

紫外LED的发光功率和效率还远不能令人们满意,波长短于300 nm的深紫外LED的发光效率普遍较低。厘清高Al组分Al Ga N多量子阱结构的发光机制将有利于探索改善深紫外LED的发光效率的新途径、新方法。为此,本文通过金属有机气相外延技术外延生长了表面平整、界面清晰可辨且陡峭的高Al组分AlGa N多量子阱结构材料,并对其进行变温光致发光谱测试,结合数值计算,深入探讨了Al Ga N量子阱的发光机制。研究表明,量子阱中具有很强的局域化效应,其发光和局域激子的跳跃息息相关,而发光的猝灭则与局域激子的解局域以及位错引起的非辐射复合有关。     

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。     

GaNAs/GaAs量子阱的激子局域化以及退局域化

我们利用光荧光(PL)以及时间分辨光谱(TRPL)研究了用MBE生长在GaAs衬底上的GaNAs/GaAs量子阱的激子局域化以及退局域化.研究发现,在低温下用连续光(Cw)激发,由于GaNAs中势振荡所产生的局域激子发光是所测量到光谱的主要发光来源.然而在脉冲激发下,情况完全不同.在高载流子密度激发或者高温下GaNAs/GaAs量子阱中例外,一个高能端的PL峰成为了主要的发光来源.通过研究,我们将这个新的发光峰指认为量子阱中非局域激子复合的PL峰.这个发光峰在温度和激发强度的变化过程中与局域激子相互竞争.我们相信这一过程也是许多文献所报道的在InGaN和AlGaN等氮化物中经常观测到的发光峰位随温度"S"形变化的主要根源.     

基于有机异质结的有机-无机复合单量子阱发光性质的研究

制备了包含有机异质结的有机-无机复合单量子阱器件ITO＼SiO₂(60 nm)＼MEH-PPV(40 nm)＼Alq₃(40 nm)＼SiO₂(60 nm)＼Al。通过对这种新结构器件光致发光和电致发光的研究,发现介电限域效应和量子尺寸效应对它的发光和电学性质有明显的影响。在交流电驱动下,OISQWOH(organic-inorganic quantum well with organic heterojunction)有三个发光峰：410,510和590 nm。其中410 nm的发光与MEH-PPV的扩展态相关,510和590 nm的发光分别来源于Alq₃和MEH-PPV的激子发光。     

纤锌矿InGaN staggered量子阱中的激子态和光学性质

本文将基于有效质量近似下的变分法,理论研究了纤锌矿InGaN/GaN staggered量子阱中的激子态和光学性质.数值结果显示了InGaN量子阱中的量子尺寸和staggered受限垒对束缚于量子阱中的激子态和光学性质有着明显的影响.当阱宽增加时,量子受限效应减弱,激子结合能降低,带间发光波长增加.另一方面,当量子阱中staggered受限势增加时,量子受限效应增强,激子结合能升高,带间发光波长降低.本文的理论结果证明了可以通过调节staggered垒高和量子尺寸来调控纤锌矿InGaN staggered量子阱中的激子态和光学性质.     

GaNAs/GaAs量子阱的激子局域化以及退局域化

我们利用光荧光(PL)以及时间分辨光谱(TRPL)研究了用MBE生长在GaAs衬底上的GaNAs/GaAs量子阱的激子局域化以及退局域化。研究发现,在低温下用连续光(CW)激发,由于GaNAs中势振荡所产生的局域激子发光是所测量到光谱的主要发光来源。然而在脉冲激发下,情况完全不同。在高载流子密度激发或者高温下GaNAs/GaAs量子阱中例外,一个高能端的PL峰成为了主要的发光来源。通过研究,我们将这个新的发光峰指认为量子阱中非局域激子复合的PL峰。这个发光峰在温度和激发强度的变化过程中与局域激子相互竞争。我们相信这一过程也是许多文献所报道的在InGaN和AlGaN等氮化物中经常观测到的发光峰位随温度“S”形变化的主要根源。     

CdSe/CdMnSe多量子阱的激子光学性质的研究

用分子束外延在GaAs衬底上生长了CdSe/CdMnSe多量子阱结构.利用X射线衍射(XRD)、变密度激发的PL光谱、变温度PL光谱和变密度激发的ps时间分辨光谱研究了CdSe/CdMnSe多量子阱结构和激子复合特性.讨论了随温度升高辐射线宽展宽和辐射复合效率降低的机理.发现不同激发密度下发光衰减时间不同,认为它的机理可能是无辐射复合引起的.在该材料中观测到激子激子散射发射峰,它被变密度激发和变温度PL光谱所证实. 关键词： CdSe/CdMnSe 量子阱 光学性质     

纤锌矿InGaN staggered量子阱中的激子态和光学性质

本文将基于有效质量近似下的变分法,理论研究了纤锌矿InGaN/GaN staggered 量子阱中的激子态和光学性质。数值结果显示了InGaN量子阱中的量子尺寸和staggered受限垒对束缚于量子阱中的激子态和光学性质有着明显地影响。当阱宽增加时,量子受限效应减弱,激子结合能降低, 带间发光波长增加。另一方面,当量子阱中staggered受限势增加时,量子受限效应增强,激子结合能升高,带间发光波长降低。本文的理论结果证明了可以通过调节staggered垒高和量子尺寸来调控纤锌矿InGaN staggered 量子阱中的激子态和光学性质。     

金属有机化学气相沉积外延技术生长GaN基半导体发光二极管和激光二极管(Ⅱ)

如今，InGaN／GaN基量子阱发光二极管已经商业化，而且InGaN／GaN基量子阱激光二极管已实现连续波室温运转，使用寿命超过10000小时，虽然如此，但还没有完全搞清楚这些器件的发光机理．试验中通常使用连续输出He-Cd激光器（325nm）作光源，或者使用20—50mA注入电流来研究In—GaN量子阱样品或发光二极管光学性质，本文上篇研究了量子阱厚度与发光二极管发光功率的关系，lnGaN和GaN之间的晶格失配产生压电场，从而导致量子束缚斯塔克效应，而量子束缚斯塔克效应强     

温度和极化子效应对准二维强耦合激子基态的影响

采用Huybrechts线性组合算符和Lee-Low-Pines变换法研究了温度和极化子效应对量子阱中激子与界面光学声子强耦合又与体纵光学声子弱耦合体系基态的影响,推导出激子基态的诱生势和基态能量的移动的表达式. 以AgCl/AgBr量子阱为例进行了数值计算,结果表明,由激子-界面光学声子强耦合所产生的激子基态的诱生势和基态能量的移动随温度的升高而增大,而由激子-体纵光学声子弱耦合所产生的激子基态的诱生势和基态能量的移动随温度的升高而减小. 关键词： 量子阱 强耦合激子 极化子效应 温度依赖性     

InGaAs/GaAs应变量子阱的光谱研究

分别用光致发光谱（PL），光伏谱（PV）及时间分辨谱（TRPL）的方法，测量了应变InGaAs/GaAs单量子阱和多量子阱在不同温度下的光谱，发现单量子阱与多量子阱有不同的光学4性质。多量子阱PL谱发光峰和PV谱激子峰的强度与半高宽都比单量子阱的大，但单量子阱的半高宽随着温度的升高增大很快，这是由激子－声子耦合引起的，通过时间分辨谱研究发现了量子阱子能级之间的跃迁，多量子阱的发光寿命明显比单量子阱的长，我们利用形变势模型对量子阱的能带进行了计算，很好地解释了实验结果。     

GaAs/AlGaAs超晶格的光致发光

在室温下测量了GaAs/A l0.3Ga0.7As超晶格的光致发光,发现在波长λ=761 nm处存在一较强的发光光峰,此发光峰目前尚未见报道。经理论分析表明,此峰是量子阱中的第一激发态电子与受主空穴复合发光。实验还观测到在λ=786 nm处,λ=798 nm处和λ=824 nm处分别存在一发光峰,分析表明λ=786 nm处的发光峰为量子阱阱中费米能级附近的电子与轻空穴复合发光;λ=798 nm处的发光峰为量子阱内的基态电子到轻空穴的复合发光;λ=824 nm处的发光峰为阱中激子复合复合发光。理论计算与实验结果符合的很好。     

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]。     

(CdZnTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱中激子隧穿过程

设计了(CdZnTe,ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱结构,并用吸收光谱、室温光致发光谱和飞秒脉冲抽运-探测方法研究了该复合结构中的激子隧穿过程.分别测量了该结构中CdZnTe/ZnTe量子阱层和ZnSeTe/ZnTe量子阱层中激子衰减时间.观察到从CdZnTe/ZnTe量子阱层向ZnSeTe/ZnTe量子阱层的快速激子隧穿,隧穿时间为5.5ps. 关键词： (CdZnTe ZnSeTe)/ZnTe复合量子阱 激子 隧穿 抽运-探测     

ZnCdSe/ZnSe多量子阱的生长和激子光学性质的研究

用分子束外延在GaAs衬底上生长了ZnCdSe/ZnSe多量子阱结构.利用X射线衍射(XRD)、变温度PL光谱和ps发光衰减等研究了ZnCdSe/ZnSe多量子阱结构和激子复合特性.由变温PL光谱讨论了随温度升高辐射线宽展宽和辐射复合效率降低的机理.