1.3微米发光自组织InAs/GaAs量子点的电致发光研究

用优化的MBE参数生长了1.3μm发光的InAs/GaAs量子点材料,并制成发光二极管,对不同温度和有源区长度下样品的电致发光谱进行了细致的研究.观察到两个明显的电致发光峰,分别对应于量子点基态和激发态的辐射复合发光.实验表明,由于能态填充效应的影响,适当增大量子点发光器件有源区长度,更有利于获得基态的光发射.这个结果提供了一种控制和调节InAs/GaAs量子点发光二极管和激光器的工作波长的方法.     

生长温度对InAs/GaAs量子点太阳电池的影响研究

InAs/GaAs量子点的生长形貌和特性受不同生长环境和生长条件影响.本文借助光致发光光谱(PL)特性表征方法,通过实验生长,对比研究不同生长温度下获得的量子点性能,结合当前三结叠层GaInP/GaAs/C-e(2-terminal)电池存在的问题,以及该电池的设计、制作要求,分析了InAs量子点的不同生长温度对于具有量子点结构的中电池吸收的影响.     

1.55μm波长发光的自组织InAs量子点生长

通过引入较长停顿时间,采用分子束外延循环生长方法在350℃低温获得了一种横向聚合的InAs自组织量子点,在荧光光谱中观察到1.55μm波长的发光峰. 通过AFM和PL谱的联合研究,表明此低温循环生长方法有利于在长波长发光的量子点的形成.     

δ掺杂Si对InAs/GaAs量子点太阳电池的影响

在InAs/GaAs量子点的自组装生长阶段,采用δ掺杂技术对量子点进行不同浓度的Si掺杂,可以使得量子点的室温光致发光峰强度大幅提高,其原因是掺杂的Si原子释放电子钝化了周围的非辐射复合中心.这种掺杂也应用到了量子点太阳电池中,结果表明电池开路电压从0.72 V提高到了0.86 V,填充因子从60.4;提高到73.2;,短路电流从26.9 mA/cm2增加到27.4 mA/cm2.优化的Si掺杂可将量子点太阳的电池效率从11.7;提升到17.26;.     

半导体单量子点的分子束外延生长及调控

Ⅲ-Ⅴ化合物半导体外延单量子点具有类原子的分立能级结构,能够按需产生单光子和纠缠多光子态,而且可以直接与成熟的集成光子技术结合,因此被认为是制备高品质固态量子光源、构建可扩展性量子网络最有潜力的固态量子体系之一。本综述的重点是介绍高品质单量子点的分子束外延生长及精确调控的方法。首先介绍了晶圆级均匀单量子点的分子束外延生长,并探讨了调控浸润层态和量子点对称性的生长方法;接下来概述了利用应变层调控量子点发射波长的方法,总结了几种常见的电调控单个量子点器件的设计原理;最后讨论了最近为实现优异量子点光源而开发的液滴外延生长技术。     

有序纳米半导体量子点的自组织生长

纳米半导体量子点以其所具有的新颖光电性质与输运特性,正在各类量子功能器件中获得成功应用.作为纳米量子点的一种主要制备工艺,自组织生长技术正在受到人们的普遍重视.而如何实现具有尺寸与密度可控纳米量子点的自组织生长,更为材料物理学家们所广泛关注.因为这是由自组织方法形成的量子点最终能否器件实用化的关键.本文简要介绍了有序纳米量子点的自组织生长及其新近研究进展.     

InGaAs应变减少层对InAs量子点发光波长红移的影响

用有限元法对InAs/GaAs量子点材料的应变分布进行了研究,特别强调了三元化合物In0.2Ga0.8As应变减少层对各个应变分量的影响。在应变减少层作用下沿着平行生长方向和垂直于生长方向的应变分量增强;对电子结构有重要影响的静水应变和双轴应变分量也得到了增强。采用八带k.p理论,研究了在有应变减少层的条件下,应变对带边的影响,计算结果表明,与没有应变减少层相比,应变导致带隙变窄,定性解释了实验观察到的发光波长红移现象。通过调整相关参数,可以采用应变减少层技术实现光纤通信系统用的长波长发射激光器。     

高发光效率CdTe@SiO2量子点的制备

SiO2包覆CdTe量子点过程中通常导致荧光效率大幅降低,严重影响后续分析应用的灵敏度.为制备高发光效率的CdTe@SiO2量子点,基于吐温80/环已烷/1-已醇/CdTe量子点反相微乳液体系,考察了TEOS和氨水的用量、反应时间及助表面活性剂种类对制备CdTe@SiO2的影响.利用透射电子显微镜、分子荧光光谱仪以及紫外可见分光光谱仪对制备的CdTe@SiO2形貌和性能进行了表征.结果 表明,CdTe@SiO2的最佳制备条件是TEOS和氨水的用量均为120 μL,反应时间为24 h,助表面活性剂为1-己醇.CdTe@SiO2量子产率为27.9;,相对包覆前,量子产率保持率为84.5;.     

CdTe量子点生长速率的参数研究

以NaTeO3为碲源,还原型谷胱甘肽(GSH)为稳定剂,一步合成CdTe量子点.研究了参与反应回流的镉与碲摩尔比和Cd2+浓度对CdTe量子点生长速率的影响,并用荧光光谱、X射线衍射光谱及透射电子显微镜对其性能进行表征.结果表明:GSH稳定的CdTe量子点具有闪锌矿结构、球形形貌;在pH =8.5,n(Cd2+)∶ n(GSH)=1∶1.2,C(Cd2)=0.67 mmol/L,n(Cd)∶ n(Te)=6∶1时,CdTe量子点荧光量子效率最高可达51.53;,并且量子点生长的速率在初期的1h内达到最高点,并随着时间的延长呈下降趋势.     

引入Si掺杂层调控InGaAs/GaAs表面量子点的光学特性

在InGaAs/GaAs表面量子点(SQDs)的GaAs势垒层中引入Si掺杂层,以研究Si掺杂对InGaAs/GaAs SQDs光学特性的影响。荧光发光谱(PL)测量结果显示,InGaAs/GaAs SQDs的发光强烈依赖于Si掺杂浓度。随着掺杂浓度的增加, SQDs的PL峰值位置先红移后蓝移; PL峰值能量与激光激发强度的立方根依赖关系由线性向非线性转变;通过组态交互作用方法发现SQDs的PL峰位蓝移减弱;时间分辨荧光光谱显示了从非线性衰减到线性衰减的转变。以上结果说明Si掺杂能够填充InGaAs SQDs的表面态,并且改变表面费米能级钉扎效应和SQDs的荧光辐射特性。本研究为深入理解与InGaAs SQDs的表面敏感特性关联的物理机制和载流子动力学过程,以及扩大InGaAs/GaAs SQDs传感器的应用提供了实验依据。     

固态源分子束外延法生长InGaP/GaAs异质结构的热力学分析

本文建立了采用分子束外延法制备InGaP/GaAs异质结构的热力学模型,其中考虑了两个重要的因素,由晶格失配引起的内在应力和InP的脱附.所得到的模型与现有实验结果匹配较好.该模型的实验结果表明在InGaP的生长过程中,生长温度,In/Ga束流比及合金组分之间的相互关系,同时也与实验数据相吻合.该模型对于其他气相沉积生长方式也具有一定的适用性.     

PbS量子点/MoO3纳米带复合材料的低温气敏性能研究

采用液相法制备PbS量子点修饰MoO3纳米带复合材料.利用XRD、FESEM、TEM、EDS等表征手段分析样品组成、结构与形貌,分别将MoO3纳米带、PbS量子点、PbS量子点/MoO3纳米带组装成陶瓷管气敏元件并测试其对NH3的气敏性能.结果表明,在低温(20~100 ℃)下PbS量子点/MoO3纳米带复合材料对NH3具有良好检测能力,最低测试限为10 ppm.由于PbS量子点均匀分布在MoO3纳米带表面可形成异质结界面,这可有助于电子、空穴的分离,从而显著改善电子传输性能和气敏特性.     

p/i界面掺碳缓冲层沉积时间对非晶硅太阳电池性能的影响

本文研究了pin型非晶硅(a-Si)太阳电池p/i界面掺碳缓冲层(C-buffer layer)沉积时间对电池效率和稳定性的影响.研究发现,随着掺碳缓冲层沉积时间的增加,太阳电池的初始效率有所增加,当沉积时间增加到约60s时,电池的初始效率达最大值,而后随着沉积时间的继续增加,电池效率下降.而在太阳电池的稳定性方面,当缓冲层沉积时间小于50s时,随着沉积时间的增加,电池衰退率增大;大于50s后,电池的衰退率又随沉积时间的增大而减小.