测试温度对nc-Si∶H膜光致发光特性的影响

利用常规等离子体化学气相沉积（ＰＥＣＶＤ）工艺制备了ｎｃ－Ｓｉ∶Ｈ膜，并对其光致发光（ＰＬ）特性从１０～２５０Ｋ温度范围内进行了变温测量．实验结果指出，随着测试温度升高，ＰＬ峰值能量发生了５４ｍｅＶ的红移，ＰＬ强度在Ｔ＞８０Ｋ后呈指数下降趋势．ＰＬ峰值能量的红移起因于带隙的收缩，而ＰＬ强度的减弱则是由于非辐射复合起了主导作用．     

表面键合对硅(111)量子面电子结构的影响

将纳米硅薄膜看成理想的一维限制的量子面结构,通过第一性原理计算研究了不同厚度的硅(111)量子面的能带结构及态密度。随着量子面厚度的变化,在Si—H键钝化较好的量子面结构上,其带隙宽度变化主要遵循量子限制效应规律。当在表面掺杂时,模拟计算表面含Si—N键的硅(111)量子面的结果表明:在一定厚度范围内,带隙宽度主要由量子限制效应决定;超过这个厚度,带隙宽度同时受量子限制效应和表面键合结构的影响。保持量子面厚度不变,表面掺杂浓度越大则带隙变窄效应越明显。同样,模拟计算含Si—Yb键的硅(111)量子面的结果也有同样的效应。几乎所有的模拟计算结果都显示:量子面的能带结构均呈现出准直接带隙特征。     

将21世纪诺奖实验引入大学物理实验教学——LED中的量子斯塔克效应

目前大学物理实验中所涉及的诺贝尔物理学奖实验多为20世纪的经典实验.百年经典诺奖的实用价值和教育意义已被实践验证.为了深入探索最新诺奖成果的教育价值,使大学生的实验教学与时俱进,与前沿研究接轨,本文将2014年的发光二极管(LED)诺奖实验引入大学物理实验.首先,使学生掌握可见光LED中的多量子阱结构及其发光机理.重点追踪中村修二获奖后对LED的更深入研究,通过对LED发光光谱随注入电流变化的研究,向学生直观展示LED中的量子限制斯塔克效应,并计算出量子阱中压电电场的强度.     

有源光子带隙高速全光开关的研究

研究了一种新颖的基于非共振光学斯塔克效应的有源光子带隙全光偏振开关的理论模型,模拟了在抽运光作用下全光开关有源光子带隙的反射谱的变化情况;反射式全光偏振开关的对比度随延迟时间和抽运功率密度的变化以及插入损耗随延迟时间的变化;周期无序和折射率测量误差对光子禁带的影响.由于超辐射模的快速辐射衰减,在非共振抽运脉冲通过后,材料光谱特性将迅速恢复,可形成太赫兹的开关;并且材料的光子禁带对激子共振频率的变化非常敏感,使得光开关控制光能量比普通多量子阱光开关的小很多.     

Quantum-Confined Stark Effect in Ensemble of Colloidal Semiconductor Quantum Dots

The presence of a strong, changing, randomly-oriented, local electric field, which is induced by the photo-ionization that occurs universally in colloidal semiconductor quantum dots （QDs）, makes it difficult to observe the quantum-confined Stark effect in ensemble of colloidal QDs. We propose a way to inhibit such a random electric field, and a clear quantum-confined Stark shift is observed directly in close-packed colloidal QDs. Besides the applications in optical switches and modulators, our experimental results indicate how the oscillator strengths of the optical transitions axe changed under external electric fields.     

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     

用荧光谱研究GaAs:C的辐射复合过程

本文用荧光时间衰减谱和荧光量子效率测量相结合的方法研究了重掺碳GaAs:C辐射复合特性.GaAs:C是由MOVPE在650℃下生长的,掺杂源采用CBr₄在重掺碳条件下,辐射复合寿命的实验结果比1/BP的预期值大.文章讨论了空穴一空穴、空穴-离化杂质原子相互作用对自发发射速率的影响,并对辐射复合常数B作出了修正.     

蓝光激光器结构中InGaN/GaN多量子阱界面效应的精细光致发光光谱研究

金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法制备InGaN/GaN多量子阱结构时,在GaN势垒层生长的N2载气中引入适量H2,能够有效改善阱/垒界面质量从而提升发光效率.本工作利用光致发光(PL)光谱技术,对蓝光激光器结构中的InGaN/GaN多量子阱的发光性能进行了精细的光谱学测量与表征,研究了通H2生长对量子阱界面的调控...     

硝酸铟诱导的电沉积氧化锌纳米柱光学性质裁剪

为在新型太阳能电池等光电器件中应用ZnO纳米结构,需要对ZnO纳米结构阵列的几何形貌及光电物理性质进行裁剪与操控。采用电化学沉积路线制备ZnO纳米柱阵列,In(NO₃)₃与NH₄NO₃两种盐类被溶入在传统Zn(NO₃)₂主电解液中。对ZnO纳米柱阵列进行扫描电子显微镜、透射反射光谱、光致发光光谱测试,分析其形貌与光电物理性质。随着引入的In(NO₃)₃浓度的增加,ZnO纳米柱阵列的平均直径随之由57 nm减小至30 nm。同时ZnO纳米柱的阵列密度也可降低,进而增大纳米柱间距至41 nm。由于新的盐类的引入,ZnO纳米柱的光学带隙由3.46 eV蓝移至3.55 eV。随着电解液中In(NO₃)₃的增加,ZnO纳米柱的斯托克斯位移由198 meV减小至154 meV,ZnO纳米柱中的非辐射复合可以得到一定程度的抑制。通过在主电解液中引入In(NO₃)...     

a-Si ∶H/SiO2多量子阱材料制备及其光学性能和微结构研究

利用等离子体增强化学气相沉积技术制备了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱结构材料.对a-Si ∶H/SiO₂多量子阱样品分别进行了3种不同的热处理,其中样品经1100 ℃高温退火可获得尺寸可控的nc-Si:H/SiO₂量子点超晶格结构,其尺寸与非晶硅子层厚度相当.比较了a-Si ∶H/SiO₂多量子阱材料与相同制备工艺条件下a-Si ∶H材料的吸收系数,在紫外/可见短波段前者的吸收系数明显增大,光学吸收边蓝移,说明该材料 关键词： 多量子阱 量子限制效应 光学吸收 能带结构     

局域共振复合单元声子晶体结构的低频带隙特性研究

本文提出了一种新型局域共振复合单元声子晶体结构, 并结合有限元方法对结构的带隙机理及低频共振带隙特性进行了分析和研究. 共振带隙产生的频率位置由所对应的局域共振模态的固有频率决定, 并且带隙宽度与局域共振模态的品质因子及其与基体之间的耦合作用强度有关. 采用局域共振复合单元结构可以实现声子晶体的多重共振, 在低频范围能打开多条共振带隙, 但受到共振单元排列方式的的影响. 由于纵向和横向局域共振模态的简并, 复合单元结构能在200 Hz以下的低频范围打开超过60%宽度的共振带隙, 最低带隙频率低至18 Hz. 这为声子晶体结构获得低频、超低频带隙提供了一种有效的方法. 关键词： 局域共振 低频带隙 复合单元 声子晶体     

直接荧光法和流动注射荧光法测定微量氨的研究

在碱性介质中 ,基于氨与邻苯二甲醛及 2 巯基乙醇反应生成强荧光性吲哚取代衍生物的体系建立测定水溶液中微量氨的直接荧光法和流动注射荧光法。曲通X 10 0 (TritonX 10 0 )对该体系具有良好的增稳作用。在λex=4 15nm ,λem=4 86nm下 ,用直接荧光法测定NH3含量在 0 2～ 1 0 μg·mL- 1 范围内 ,工作曲线的回归方程为ΔI =2 2 2 86 785 71cNH3(μg·mL- 1 ) (I即为Intensity) ,r=0 9995 ;NH3含量在 0 0 2～ 0 10 μg·mL- 1 范围内 ,工作曲线的回归方程为ΔI=- 2 7 4 2 9 2 371 4cNH3(μg·mL- 1 ) ,r=0 996 5。用流动注射法测定的工作曲线的回归方程为ΔI=1188cNH3(μg·mL- 1 ) ,r=0 9998,线性范围为 0～ 0 7μg·mL- 1 ,并对反应机理进行初步探讨。     

多孔硅的分形结构及其荧光特性

用扫描电子显微镜(SEM)对多孔硅的结构进行了分析.结果显示多孔硅具有分形特性,同计算机模拟结果一致;用荧光光谱仪,研究了多孔硅的荧光特性与激发波长的依赖关系.激发光谱测量结果发现,当激发波长从650 nm变到340 nm时,荧光谱峰位从红端780 nm连续蓝移到500 nm.综合分析说明：正是由于多孔硅的分形微结构以及量子限制效应,导致了多孔硅的荧光特性随激发波长改变的物理现象.     

用Ξ形四能级模型研究非对称耦合量子阱非定域激子复合发光

基于Ξ形四能级模型运用密度矩阵方程研究了非对称量子阱中非定域激子复合发光特性.理论结果表明：非定域激子复合发光具有双峰特征，两峰相对于中心跃迁频率的红移和蓝移量与电子和空穴的振荡频率密切相关.与单量子阱相比，这种频率移动对外加电场相当敏感，即当外加反向电场作小的变化时，两峰有较大的移动，表现强量子限域斯塔克效应.这意味着利用非对称量子阱在新一代高速调制器和光开关中具有潜在的应用价值. 关键词： 非对称耦合量子阱 共振隧穿 非定域激子 量子限域斯塔克效应     

二硫化钼量子点的一步水热法制备与光学性能研究

二硫化钼量子点(MoS₂ QDs)因具有尺寸可控、量子限域效应强等优异的物化特性,故在传感、荧光检测和光催化等领域中具有潜在的应用价值。以钼酸铵为钼源,以谷胱甘肽为硫源,采用一步水热法合成水溶性好、尺寸均一的MoS₂QDs(MoS₂ QDs-1)。为探究不同硫源对MoS₂ QDs尺寸和光学性能的影响,又以钼酸铵和L-半胱氨酸分别为钼源和硫源,通过相同方法制备MoS₂ QDs(MoS₂ QDs-2)。研究了MoS₂ QDs-1和MoS₂ QDs-2样品的结构和光致发光性能。结果表明,与MoS₂ QDs-2样品相比,MoS₂ QDs-1样品的平均晶粒尺寸更小(3.88 nm)、平均晶粒高度更低(4.75 nm)、光学带隙更小(3.65 eV)和荧光量子产率更高(10.8%)。     

近红外PbS量子点掺杂光子晶体光纤的光传输特性

制备了导光波带位于近红外1400～1650nm的硫化铅(PbS)量子点掺杂光子晶体光纤(QD-PCF)。测量了QD-PCF对980nm抽运光和1550nm信号光的吸收。在980nm激光激励下,测量了QD-PCF的光致荧光(PL)光谱,确定了1550nm中心波长处PL光强最强时的量子点掺杂浓度(质量分数)和光纤长度,发现其PL光强远大于普通单纤芯掺杂的量子点光纤(QDF)。实验发现QD-PCF的PL光强会出现间隔距离较短的多光强峰值,该多光强峰值现象与掺杂浓度有关。对比测量了QD-PCF和未掺杂PCF的带隙,表明量子点掺杂没有改变PCF的带隙分布。测量了QD-PCF的抽运激励阈值和抽运饱和功率,其抽运阈值功率与QDF接近,抽运饱和功率大于QDF,这与QD-PCF有较大的光纤截面以及较高的量子点掺杂浓度有关。     

空芯光子带隙光纤成栅机理及特性研究EI北大核心CSCD

利用有限元法和局域耦合模理论对空芯光子带隙光纤成栅机理进行了分析。建立了空芯光子带隙光纤包层空气孔塌缩模型,分析计算了纤芯基模(LP01)和一阶包层模(LP11)在塌缩区域内有效折射率分布和耦合系数分布,得到了LP01和LP11耦合的传输谱。在此基础上研究了光纤结构参数(空气孔直径和孔间距)、光栅参数(光栅周期和周期个数)、塌缩程度和塌缩方式对谐振波长的影响。研究结果表明,随着空气孔直径的增大、孔间距的减小、光栅周期的增大和塌缩程度的减小,其谐振波长向短波方向发生漂移;随着周期个数的增大,其谐振波长未发生明显漂移;此外,与圆对称塌缩相比,非对称塌缩谐振波长向短波方向移动。     

非晶态Si/SiN_x超晶格材料的发光与非线性光学特性

采用射频磁控反应溅射技术制备了a-Si/SiN_x超晶格材料,并采用热退火技术对材料进行处理。利用吸收光谱和X射线衍射谱对材料进行表征,结果表明Si层呈现非晶态。为研究材料的三阶非线性光学特性,对材料进行Z扫描研究,测量数据表明,材料的非线性吸收为反饱和吸收,材料非线性折射率呈现为负值,该材料的χ(3)的实部为4.57×10~(-17)C(1.39×10~(-7)esu),虚部为1.49×10~(-17)C(4.48×10~(-8)esu),该极化率数值比体硅材料的χ(3)值大5个数量级。对该材料非线性光学产生的机理进行了研究,认为材料体现出的较强的量子限制效应是非线性极化率增强的主要来源。     

铁磁、肖特基金属和半导体纳米自旋过滤器中的量子尺寸效应

采用转移矩阵法,研究了结构尺度对自旋过滤器中电子自旋极化特性的影响.该自旋过滤器可以通过在半导体异质结上沉积纳米足度的铁磁条带和肖特基金属条带来实现.计算结果表明,电子的自旋极化特性强烈依赖于铁磁条带和肖特基金属条带的结构尺度和位置,即该器件中存在量子足寸效应.此外,我们的计算结果还表明,电子的自旋极化特性还与施加在肖特基金属条上的电压所诱发的电垒高度密切相关.因此,我们可以通过改变施加在肖特基金属条上的电压来调控该器件中电子的自旋极化特性,制造一个电压可调的电子自旋过滤器.