GaAs/AlGaAs超晶格的光致发光

在温度T=77K,测量了GaAs/Al0.3Ga0.7As超晶格的光致发光,发现在波数ν=13156cm-1和ν=12289cm-1处分别存在一个强发光峰和一个弱峰.理论分析表明,强峰是量子阱中基态电子与重空穴复合发光;而弱峰与底层GaAs重掺Si有关.由强发光峰的半高宽可以确定量子阱中的掺杂浓度.理论计算值与实验结果符合得很好.     

氢等离子体处理对GaAs/AlGaAs超晶格材料性能的影响

在利用MOCVD方法制备的调制掺杂GaAs/AlGaAs多量子阱超晶格材料中，由于深能级杂质形成的非辐射复杂合中心的存在，使样品具有较大的暗电流并削弱了该材料的光致发光强度，样品经过氢等离子体处理后，其光电性质明显改善。     

GaAs/AlxGa1-xAs超晶格束缚态电子能级结构的理论研究

我们运用Kronig-Penney模型,研究了GaAs/AlxGa1-xAs超晶格的束缚态电子能级结构、带宽,跃迁矩随超晶格的结构参量(阱宽、垒宽和Al组分)变化关系,以及子带能量色散关系.计算结果表明:影响光跃迁频率的最大因素是阱宽,随着阱宽的增加,光跃迁频率逐渐减小;影响带宽的较大因素是垒宽,随垒宽的增大,带宽逐渐减小;超晶格结构参量对跃迁矩的影响很小;随着Al组分的增加,光跃迁频率逐渐增大;第一子能带随波矢的变化不是很明显,第二子能带随波矢变化比较明显.这些将对实验测量和器件应用有一定的参考价值和指导意义.     

复杂周期磁超晶格的电导共振劈裂

利用转移矩阵方法,研究了在非均匀垂直磁场作用下的二维电子气中弹道电导的共振劈裂.这一非均匀磁场可以通过在异质结上沉积铁磁条来实现.结果显示:对于n个周期且每个周期含有m个构筑块的复杂的磁超晶格结构,弹道电导的共振区将劈裂为m个子能窗,并且在每个子能窗中,弹道电导具有n-1重的劈裂峰.本质上,弹道电导的劈裂规则仍然是隧穿几率劈裂的反应.     

超晶格结构与特性

本文简要论述了半导体超晶格的分类、结构特性、能带结构与光电特性，以及它们的发展与应用。     

GaAs/AlxGa1-xAs超晶格在周期性磁场中电子的能带结构

在有效质量理论近似下,采用磁Kronig-Penny势场,精确求解了GaAs/AlxGa1-xAs超晶格中的电子在周期性磁场中形成的能带结构.考虑不同方向上的周期性磁调制以及电调制的作用下三维电子的运动行为,发现电子不仅在z方向形成能带,而且在y方向也可以形成一些可允许的能带.同时详细讨论了电子能带结构的特点及其形成机制.     

增强GaAs/AlGaAs量子点太阳能电池的设计

随着石油等能源带来的环境污染问题越来越严重,人们对开发清洁、可再生的太阳能的需求也越来越迫切。针对这种现状,设计了一个表面等离激元量子点太阳能电池,它是通过在常规4周期GaAs/AlGaAs量子点太阳能电池的顶端和底端分别引入金属光栅、反射层构成。结果表明,该电池能通过顶端的金属光栅来激发表面等离激元增强透射光,并结合底端的反射作用实现了吸收率的大幅度提升,最大吸收率高达91.44%,同时其量子效率在波长566.9 nm处显示出最大值35.7%。     

GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器的设计

随着探测领域的不断扩大和深入,人们对高性能量子阱红外探测器的需求也越来越迫切。为了解决这一问题,从量子阱红外探测器性能对探测器材料、结构的依赖作用入手,利用电磁仿真方法设计了5个周期的GaAs/AlGaAs量子阱红外探测器。该探测器采用纵向层状三明治结构,顶部和底部由n型掺杂的GaAs接触层构成,中间是5个周期的GaAs/AlGaAs量子阱复合层。结果表明,该量子阱探测器的最优探测波段为978 nm,而且在近红外波段该红外探测器的反射峰值随着量子阱阱宽的增大向低频方向移动,其最优阱宽为5 nm,为获得高性能量子阱红外探测器提供理论支持。     

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测材料的结构厚度获取方法

通过常规的透射光谱测量,提供一种获取GaAs/AlGaAs多量子阱材料中上电极层、多量子阱区域实际生长厚度的简便、无损伤的方法,这两个厚度参数在器件制备工艺、材料生长参数修正中起关键作用.     

GaAs掺杂超晶格的PR谱研究

本文报道了 GaAs 掺杂超晶格的室温 PR 谱研究结果.在1.43eV～1.52eV 能区观测到了与量子化电子或空穴态有关的一系列 PR 谱结构,并分析了这些结构的跃迁机理.实验结果与理论计算符合很好.同时,在2.80eV～3.30eV 间测得的(?)_1和(?)_1+△_1,也显示了明显的量子尺寸效应(quantum size effect).     

InAs／GaAs应变异质界面能带排列的极端应变效应

建议用一种基于超晶格自洽超原胞计算的形变势方法来确定ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ应变异质界面的能带排列情况。该方法全面考虑了界面电荷、弹性应变以及自旋－轨道耦合等因素对能带排列的影响。结果表明，ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ异质界面的能带排列具有极端显著的应变效应，通过人工控制其平面内晶格常数（可由选择不同的衬底来实现），可使其成为Ⅰ型，Ⅱ型超晶格或金属。此应变效应主要来源于单轴应力及其与自旋－轨道分裂的耦合，而流体静压和界面电荷的作用则相对很小．本文对以ＧａＡｓ为衬底情况下的计算结果与Ｘ射线光发射实验数据相一致。     

GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs量子阱的Type-II特性

研究了分子束外延生长的不同含量的GaAs1-xSbx/GaAs量子阱的光荧光特性和时间分辨光谱特性.分析表明,利用电子空穴分离导致了能带弯曲和能带填充效应,实验结果说明了GaAs1-xSbx/GaAs异质结至少在Sb原子数目百分比为16%￣26%时是Type-II结构.     

AlGaAs／GaAs HBT基区电流的研究

在ALGaAs/GaAs HBT E-M模型直流参数的研究基础上,对HBT的基区电流进行了研究,特别是针对BE结空间电荷区的复合电流和基区表面复合电流,因为在HBT的小偏置情况下,HBT的BE结空间电荷区的复合电流和基区表面复合电流在整个基区电流中占有主导地位。当BE结间外加电压为0.5-1.2V时,ALGaAs HBT的基区电流的计算机模拟值和测试值比较接近,这一研究结果有助于进一步了解HBT的直流特性和1/?噪声特性。     

GaAs1-xSbx/GaAs量子阱的Type-Ⅱ特性

研究了分子束外延生长的不同舍量的GaAs1-xSbx／GaAs量子阱的光荧光特性和时间分辨光谱特性．分析表明，利用电子空穴分离导致了能带弯曲和能带填充效应，实验结果说明了GaAs1-xSbx／GaAs异质结至少在Sb原子数目百分比为16％～26％时是Type-Ⅱ结构．     

粒子束辐照在AlGaAs/GaAs量子阱材料中引入的深能级缺陷

作者对AlGaAs/GaAs结构调制掺杂材料及多量子阱材料,分别使用电子束或质子束辐照.电子束辐照能量为0.4～1.8MeV,辐照注量为1×1013cm-2～1×1016cm-2,质子束辐照能量为20～130keV,辐照注量为1×1011cm-2～1×1014cm-2.辐照前后的样品均经过深能级瞬态谱(DLTS)的测试.测试结果表明,电子束辐照引入了新缺陷,其能级位置为E3=Ec-0.65eV,而质子辐照引入的深缺陷能级为E1=Ec-0.22eV,电子和质子束辐照同时对与掺Si有关的原生缺陷Dx中心E2=Ec-0.40eV也有影响,即浓度发生改变,峰形亦不对称,说明其中包含有其他邻近缺陷的贡献.DLTS测试给出了这些深中心的浓度及俘获截面等参数.     

GaAs/AlAs异型异质结导带研究

利用泊松方程分析了异质结导带形状，通过数值模拟研究了GaAs/AlAs异型异质结在不同掺杂浓度下的导带图，确定了导带尖峰出现的位置和耗尽区宽度。     

光生电压谱方法对ZnSe／GaAs异质结导带偏移的研究

实验采用光生电压谱方法对ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ异质结界面的光跃迁进行了观察，在光子能量略低于ＧａＡｓ带边的地方，光生电压谱出现了一个峰，通过分析电子与空穴的分离在界面上形成电偶极层对光生电压谱造成的影响，指出该谱峰对应着界面处电子从ＧａＡｓ价带顶跃迁至ＺｎＳｅ导带底的过程，表明ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ异质结的能带排列属于错开型，并得出在温度小于７０Ｋ的低温下ＺｎＳｅ／ＧａＡｓ异质结导带偏移值为１５０ｍｅＶ±