GaN直纳米线的光学性能

对 Ga N直纳米线的拉曼光谱及光致发光光谱进行了研究。拉曼光谱表明 ,与计算值相比 ,E2 ( high)声子频率在 560 cm- 1有 -9cm- 1的移动 ,这种声子频率显示出向低能带频移及带变宽的特征 ,是由于纳米尺寸效应所引起的结果。体系的光致发光光谱在 3 44 .8nm附近的近带隙发光 ,与文献报道的 Ga N体材料的数值3 65nm相比有一蓝移 ,这是由于量子限制效应造成的     

Si掺杂对GaAs纳米线发光特性的影响

采用分子束外延技术(MBE)在Si(111)衬底上生长了非掺杂和Si掺杂砷化镓(GaAs)纳米线(NWs).通过扫描电子显微镜(SEM)证实了生长样品的一维性;通过X射线衍射(XRD)测试和拉曼光谱(Raman)证实了掺杂GaAs纳米线中Si的存在;通过光致发光(PL)研究了非掺杂和Si掺杂GaAs纳米线的发光来源,掺...     

氧化锡纳米线的拉曼光谱和光致发光光谱研究

用表面限制剂对水热法生成的前驱物加以限制生长的方法成功制备了氧化锡纳米线结构,TEM和HRTEM的结果表明该纳米线由沿[001]方向生长的氧化锡单晶组成,纳米线直径在5-10纳米、长度100-500纳米。利用拉曼光谱和发光光谱对其生长过程和发光现象进行了详细的研究,结果表明,细长的氧化锡纳米线出现356、515、691 cm-1新的拉曼振动模以及600 nm较强的光致发光。     

金辅助催化方法制备GaAs和GaAs/InGaAs纳米线结构的形貌表征及生长机理研究

利用金（Au）辅助催化的方法,通过金属有机化学气相沉积技术制备了GaAs纳米线及GaAs/InGaAs纳米线异质结构.通过对扫描电子显微镜（SEM）测试结果分析,发现温度会改变纳米线的生长机理,进而影响形貌特征.在GaAs纳米线的基础上制备了高质量的纳米线轴、径向异质结构,并对生长机理进行分析.SEM测试显示,GaAs/InGaAs异质结构呈现明显的“柱状”形貌与衬底垂直,InGaAs与GaAs段之间的界面清晰可见.通过X射线能谱对异质结样品进行了线分析,结果表明在GaAs/InGaAs轴向纳米线异质结构样品中,未发现明显的径向生长.从生长机理出发分析了在GaAs/InGaAs径向纳米线结构制备过程中伴随有少许轴向生长的现象.     

Si掺杂对GaAs纳米线发光特性的影响EI北大核心CSCD

采用分子束外延技术(MBE)在Si(111)衬底上生长了非掺杂和Si掺杂砷化镓(GaAs)纳米线(NWs)。通过扫描电子显微镜(SEM)证实了生长样品的一维性;通过X射线衍射(XRD)测试和拉曼光谱(Raman)证实了掺杂GaAs纳米线中Si的存在;通过光致发光(PL)研究了非掺杂和Si掺杂GaAs纳米线的发光来源,掺杂改变了GaAs纳米线的辐射复合机制。掺杂导致非掺杂纳米线中自由激子发光峰和纤锌矿/闪锌矿(WZ/ZB)混相结构引起的缺陷发光峰消失。     

氧化钨纳米线结构相变的拉曼光谱研究

本文利用拉曼光谱技术对氧化钨纳米线结构随激光功率改变而变化的情况进行了研究。研究结果表明氧化钨纳米线在一定功率的激光照射下被氧化成了三氧化钨纳米线;随着激光功率的进一步增大,纳米线温度进一步升高,三氧化钨纳米线由开始的单斜相向正交相结构过渡。实验证实三氧化钨纳米线的相变过程是可逆的,而之前的氧化过程是不可逆的。     

表面钝化效应对GaAs纳米线电子结构性质影响的第一性原理研究

纳米线表面存在大量的表面态,它们能够引起电子分布在纳米线表面,使得纳米线的电学性质对表面条件变得更加敏感,严重地制约器件的性能.表面钝化能够有效地移除纳米线的表面态,进而能够有效地优化器件的性能.采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了表面钝化效应对GaAs纳米线电子结构性质的影响.考虑了不同的钝化材料,包括氢元素、氟元素、氯元素和溴元素.研究结果表明:具有小尺寸的GaAs裸纳米线的能带结构呈间接带隙特征,表面经过完全钝化后,转变为直接带隙特征;GaAs纳米线表面经过氢元素不同位置和不同比例钝化后,展示出不同的电学性质;表面钝化的物理机理是钝化原子与纳米线表面原子通过电荷补偿移除纳米线表面的电子态;与氢元素钝化相比,GaAs纳米线表面经过氟元素、氯元素和溴元素钝化后,带隙宽度较小,原因是氟元素、氯元素和溴元素在钝化过程中具有较小的电荷补偿能力,不能完全移除表面态.     

单根砷掺杂氧化锌纳米线场效应晶体管的电学及光学特性

采用化学气相沉积（CVD）的方法在砷化镓基底上合成直径为20 nm左右、长约数十微米的氧化锌纳米线,然后采用热扩散的方法,将生长于砷化镓基底之上的氧化锌纳米线通过600 ℃,30 min的有氧退火处理后,获得了砷掺杂的氧化锌纳米线.将获得的掺杂后的氧化锌纳米线采用电子束曝光以及真空溅射镀膜的方法将钛/金合金作为接触电极引出,从而构建成场效应晶体管.文中研究了单根氧化锌纳米线砷掺杂前后的电学特性,证实了通过砷掺杂来获得p型的氧化锌纳米线的可行性.构建的p型砷掺杂氧化锌场效应晶体管的跨导为35 nA/V,载流 关键词： p型ZnO纳米线 砷掺杂 场效应晶体管 光致发光     

入射激光功率对硅纳米线拉曼光谱及荧光光谱的影响

一维纳米材料硅纳米线是目前重要的光电材料之一,采用化学气相沉积法制备了硅纳米线,实验研究了不同功率532 nm激光激发下的拉曼光谱和荧光光谱,随着入射激光功率的增加,一阶拉曼光谱出现红移和非对称加宽,而且红移同入射激光功率成正比,光致荧光光谱出现蓝移和双峰结构。使用声子限域效应、应变效应和激光非均匀加热效应对实验结果进行了分析,并采用matlab模拟了入射激光功率同拉曼频移的理论关系曲线,结果表明激光非均匀加热效应是引起拉曼光谱和光致荧光光谱变化的主要原因。     

GaAs纳米线及GaAs/In_xGa_(1-x)As/GaAs纳米线径向异质结构的无催化选区生长的实验研究

利用无催化选区金属有机化学气相沉积(SA-MOCVD)法在GaAs(111)B衬底上分别制备了GaAs纳米线和GaAs/InxGa1-xAs/GaAs纳米线径向异质结构.系统地研究了生长条件对GaAs纳米线生长的影响.实验结果显示,GaAs纳米线的形貌和长度依赖于生长温度、AsH3的分压以及SiO2掩膜表面的圆孔直径.因此可以通过调节以上因素来得到高质量的GaAs纳米线.并且发现扩散是影响无催化选区生长GaAs纳米线的主要机理.微区光致发光谱(μ-PL)表明,GaAs/InxGa1-xAs/GaAs纳米线径向异质结构被成功合成,室温(300 K)下它的发光波长为913 nm.这些结果对于GaAs纳米线及其异质结构制备的进一步研究及其在光电子器件中的应用具有很好的参考价值.     

Piezoelectric effect in GaAs nanowires: experiment and theory

The anomalous piezoelectric effect in GaAs nanowires was detected (the piezoelectric strain coefficient up to d₃₃ ≈ 26 pC/N) that is 12 times larger than the theoretically estimated value. This result is explained by the dominant content of the phase with the wurtzite‐type crystal structure in GaAs nanowires and an increased pressing force by the contact layer on the nanowire. (© 2016 WILEY‐VCH Verlag GmbH &Co. KGaA, Weinheim)     

不同晶向SrTiO3上外延GaAs薄膜的光谱研究

利用MBE生长技术,成功地在不同晶向SrTiO3(100)(111)(110)衬底上生长了GaAs薄膜,利用显微Raman和荧光光谱（PL）对此进行了研究。实验结果表明,在不同晶向SrTiO3上生长的GaAs薄膜有不同的晶向和应力状态。荧光光谱（PL）研究表明在SrTiO3(100)(111)晶面上生长的GaAs薄膜的PL峰发生明显的蓝移。研究表明在SrTiO3(110)面上生长的GaAs薄膜和体单晶基本上一致,有更好的光学质量。     

掺AlZnO纳米线阵列的光致发光特性研究

采用化学气相沉积方法，以金做催化剂，在Si (100)衬底上制备了掺AlZnO纳米线阵列.扫描电子显微镜(SEM)表征发现ZnO纳米线的直径在30nm左右.X射线衍射(XRD)图谱上只存在ZnO的(002)衍射峰，说明ZnO纳米线沿c轴择优取向.掺AlZnO纳米线阵列的室温光致发光(PL)谱中出现了3个带边激子发射峰：373nm，375nm，389nm.运用激子理论推算出掺AlZnO纳米线的禁带宽度为3.343eV ，束缚激子结合能为0.156eV；纯ZnO纳米线阵列PL谱中3个带边激子发射 关键词： 光致发光 化学气相沉积(CVD) 激子 ZnO纳米线阵列     

Surface dangling bonds dependent magnetic properties in Mn-doped GaAs nanowires

(Ga, Mn)As dilute magnetic semiconductor (DMS) is very promising for future spintronic devices, however, the lower Curie temperature ($T_c$) limits the applications. Here, using first-principles calculation based on density functional theory, we investigate the effect of the surface dangling bonds (SDBs) on the magnetic properties of Mn-doped GaAs nanowires (NWs). The results show that As (Ga)-SDBs are equivalent to holes (electrons) doping, giving rise to the magnetic moments on the surfaces of GaAs NWs. Further in the Mn-doped GaAs NWs, the SDBs can effectively regulate the total magnetic moments, due to charge transfers between the Mn-3d orbitals and the residual SDBs, which is analyzed by a carrier modulation model. Most importantly, the As-SDBs can stabilize the ferromagnetic (FM) states and enhance the $T_c$ in Mn-doped GaAs NWs because of their shallow acceptor level with lower energy compared with Mn-3d level.     

GaAs1-xSbx/GaAs单量子阱的光学特性研究

用选择激发光荧光研究了分子束外延生长的GaAsSb/GaAs单量子阱的光学性质,第一次同时观察到空间直接(Ⅰ类)和间接(Ⅱ类)跃迁.它们表现出不同的特性:Ⅰ类跃迁具有局域化特性,其发光能量不随激发光能量而变;Ⅱ类发光的能量位置随激发功率的增大而蓝移,也随激发光能量的增加而蓝移,复合发光发生在位于异质结GaAs一侧的电子和GaAsSb中的空穴之间,实验结果可以很好地用电荷分离造成的能带弯曲模型来解释,这也是空间间接跃迁的典型特性.还用光荧光的激发强度关系和时间分辨光谱进一步论证了GaAsSb/GaAs能带排列的Ⅱ类特性,并通过简单计算得到了应变和非应变状态下GaAsSb/GaAs异质结的带阶系数.     

Mn离子注入InAs/GaAs量子点结构材料的光电性质研究

用高能离子注入(160keV)的方法对InAs/GaAs量子点结构进行掺杂，研究了不同退火工艺处理后量子点的光致发光和电学性能.相对于长时间退火，快速退火处理后的量子点发光通常较强.在相同的退火条件下，量子点发光峰位随着Mn注入剂量的增加，先是往高能量端快速移动，而后发光峰又往低能方向移动.后者可能是由于Mn原子进入InAs量子点，释放了InAs量子点中的应变所致.对于高注入剂量样品和长时间退火样品，变温电阻曲线在40 K附近会出现反常行为. 关键词： 离子注入 InAs/GaAs量子点 光致发光 团簇     

Structural evolution of self‐assisted GaAs nanowires grown on Si(111)

GaAs nanowires are grown on Si(111) by self‐assisted molecular beam epitaxy, and the ratio between wurtzite and zinc‐blende phases is determined as function of nanowire length using asymmetric X‐ray diffraction. We show that under the applied growth conditions, nanowires grow in both phases during the initial stage of growth, whereas the zinc‐blende content increases with growth time and dominates in long nanowires. Compared to the zinc‐blende units, the vertical lattice parameter of the wurtzite segments is 0.7% larger, as measured by the positions of respective diffraction peaks. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Size-dependent chemical transformation,structural phase change,and optical properties of nanowires

Nanowires offer a unique approach for the bottom-up assembly of electronic and photonic devices with the potential of integrating photonics with existing technologies. The anisotropic geometry and mesoscopic length scales of nanowires also make them very interesting systems to study a variety of size-dependent phenomenon where finite-size effects become important. We will discuss the intriguing size-dependent properties of nanowire systems with diameters in the 5–300?nm range, where finite-size and interfacial phenomena become more important than quantum mechanical effects. The ability to synthesize and manipulate nanostructures by chemical methods allows tremendous versatility in creating new systems with well-controlled geometries, dimensions, and functionality, which can then be used for understanding novel processes in finite-sized systems and devices.     

Eu掺杂Si纳米线的光致发光特性

利用Si(111)衬底, 以Au-Al为金属催化剂, 基于固-液-固生长机理, 在温度为1100℃, N₂气流量为1.5 L/min、生长时间为30–90 min等工艺条件下, 制备了直径约为100 nm、长度为数微米的高密度、均匀分布、大面积的Si纳米线(～10¹⁰ cm^-2). 对Si纳米线进行了Eu掺杂, 实验研究了不同长度的Si纳米线以及不同掺杂温度、掺杂时间等工艺参数对Eu离子红光发射的影响, 利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对Si纳米线表面形貌和Eu掺杂后Si纳米线的结晶取向进行了测量和表征; 室温下利用Hitachi F-4600型荧光分光光度计对样品的激发光谱和发射光谱进行了测试和分析. 结果表明: 在Si纳米线生长时间为30 min、掺杂温度为1000℃、 最佳激发波长为395 nm时, 样品最强荧光波长为619 nm (⁵D₀→⁷F₂); 同时, 还出现了576 nm (⁵D₀→⁷F₀), 596 nm (⁵D₀→⁷F₁), 658 nm (⁵D₀→⁷F₃)和708 nm (⁵D₀→⁷F₄)四条谱带.     

Exploration the p-type doping mechanism of GaAs nanowires from first-principles study

Using first-principle calculations, we present a systematic investigation upon the influence of p-type doping on the structural and electronic properties of H-passivated GaAs nanowires with wurtzite structure. The GaAs nanowire models of different doping types, different doping elements, different doping positions and different doping concentrations are established. The calculated formation energies show that Zn element becomes more competitive or even slightly favored in realizing p-type doping compared to Be element. For an individual Zn incorporation model, Zn atom tends to substitute the subsurface Ga atom. As increasing Zn doping concentration, the p-type doping process becomes more and more difficult. Besides, both interstitial and substitutional doping lead to the distortion of atomic structure near impurity atoms and cause the ionicity of GaAs nanowires enhanced. The p-type doped GaAs nanowires models are all direct band gap semiconductors. After substitutional doping, the total density of state curves shift toward higher energy sides and the Fermi level entering valence bands. Our calculations provide a significant reference for the preparation of p-type doping GaAs nanowire, which has a promising potential application in the field of photocathodes.