半导体微结构物理效应及其应用讲座第三讲半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用

人们对半导体中的电子空穴对在库仑互作用下形成的激子态及其有关的物理性质进行了深入研究.激子效应对半导体中的光吸收、发光、激射和光学非线性作用等物理过程具有重要影响,并在半导体光电子器件的研究和开发中得到了重要的应用.与半导体体材料相比,在量子化的低维电子结构中,激子的束缚能要大得多,激子效应增强,而且在较高温度或在电场作用下更稳定.这对制作利用激子效应的光电子器件非常有利.近年来量子阱、量子点等低维结构研究获得飞速的进展,已大大促进了激子效应在新型半导体光源和半导体非线性光电子器件领域的应用.     

第三讲 半导体的激子效应及其在光电子器件中的应用

人们对半导体中的电子空穴对在库仑互作用下形成的激子态及其有关的物理性质进行了深入研究．激子效应对半导体中的光吸收、发光、激射和光学非线性作用等物理过程具有重要影响，并在半导体光电子器件的研究和开发中得到了重要的应用．与半导体体材料相比，在量子化的低维电子结构中，激子的束缚能要大得多，激子效应增强，而且在较高温度或在电场作用下更稳定．这对制作利用激子效应的光电子器件非常有利．近年来量子阱、量子点等低维结构研究获得飞速的进展，已大大促进了激子效应在新型半导体光源和半导体非线性光电子器件领域的应用．     

ZnSe－ZnS量子阱的光学非线性

半导体量子阱及超晶格材料具有室温激子效应以及强的光学非线性从而得到人们广泛的重视。利用半导体量子阱和超晶格可以制备出高速度、低闭值、小尺寸及室温工作的半导体激光器、光双稳器件等一系列光电子器件.     

ZnSe－ZnS量子阱的光学非线性

ＺｎＳｅ－ＺｎＳ量子阱的光学非线性张希清，范希武，申德振，杨爱华，陈连春，吕有明，陈一民（中国科学院长春物理研究所，长春１３００２１）半导体量子阱及超晶格材料具有室温激子效应以及强的光学非线性从而得到人们广泛的重视．利用半导体量子阱和超晶格可以制备出...     

用Z-扫描技术研究ZnCdse－ZnSe多量子阶中的光学非线性

由于非常大的激子束缚能使得宽禁带Ⅱ-Ⅳ族半导体多量子阱在室温下表现出明显的激子效应,进而产生巨大的激子光学非线性川。以往的非线性测量方法有的灵敏度不 高,有的实验做起来非常复杂或是数据处理很困难,Z一扫描技术正是克服了这两个缺点,并能同时给出非线性折射率系数的大小和符号。本文利用Z一扫描技术在室温下研究了ZnCdSe-ZnSe/GaAs多量子阱中的三阶非线性。     

《发光学报》征稿内容

本刊征集关于无机、有机和生物体系的发光、激光、非线性光学现象及相关的光物理和光化学过程方面的研究论文。具体内容包括:1.溶液、体材料、薄膜、异质结、量子阱、超晶格、超微粒。2.发光中心、缺陷、深能级、表面、界面。3.激发态及其运动:激子、相干现象、非线性、输运、上转换、发光动力学、集体现象、过热发光、无辐射过程及不平衡声子效应、分形、能量传递。4.显示、显像、电致发光、发光二极管、低压荧光器件、X光存储器件、光谱烧孔、半导体激光、传感器、太阳能电池。5.有关的极端技术:高温、低温、超短脉冲(ps,fs)。6.有关的新…     

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本刊征集关于无机、有机和生物体系的发光、激光、非线性光学现象及相关的光物理和光化学过程方面的研究论文。具体内容包括:1.溶液、体材料、薄膜、异质结、量子阱、超晶格、超微粒。2.发光中心、缺陷、深能级、表面、界面。3.激发态及其运动:激子、相干现象、非线性、输运、上转换、发光动力学、集体现象、过热发光、无辐射过程及不平衡声子效应、分形、能量传递。4.显示、显像、电致发光、发光二极管、低压荧光器件、X光存储器件、光谱烧孔、半导体激光、传感器、太阳能电池。5.有关的极端技术:高温、低温、超短脉冲(ps,fs)。6.有关的新…     

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本刊征集关于无机、有机和生物体系的发光、激光、非线性光学现象及相关的光物理和光化学过程方面的研究论文。具体內容包括：1.溶液、体材料、薄膜、异质结、量子阱、超晶格、超微粒。2.发光中心、缺陷、深能级、表面、界面。3.激发态及其运动：激子、相干现象、非线性、输运、上转换、发光动力学、集体现象、过热发光、无辐射过程及不平衡声子效应、分形、能量传递。4。显示、显像、电致发光、发光二极管、低压荧光器件、X光存储器件、光谱烧孔、半导体激光、传感器、太阳能电池。5.有关的极端技术；高温、低温、超短脉冲(ps，fs)。6.有…     

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本刊征集关于无机、有机和生物体系的发光、激光、非线性光学现象及相关的光物理和光化学过程方面的研究论文。具体内容包括 :1.溶液、体材料、薄膜、异质结、量子阱、超晶格、超微粒。2 .发光中心、缺陷、深能级、表面、界面。3.激发态及其运动 :激子、相干现象、非线性、输运、上转换、发光动力学、集体现象、过热发光、无辐射过程及不平衡声子效应、分形、能量传递。4.显示、显像、电致发光、发光二极管、低压荧光器件、Ｘ光存储器件、光谱烧孔、半导体激光、传感器、太阳能电池。5.有关的极端技术 :高温、低温、超短脉冲 (ｐｓ,ｆｓ)。6…     

新型非线性光学材料──有机分子晶体与共轭聚合物晶体

许多光学现象如低强光下的电光效应、光弹效应,高强光下的光混频以及一些光散射效应,都在非线性光学之列.其中二阶非线性光学过程在非线性光学器件、远距离通讯和光混频中有着广泛的应用,因而研究十分活跃.但是,迄今多数研究限于无机绝缘体和半导体,因为人们对无机电介质的介电、压电、铁电性质,以及半导体中的输运现象的研究比较深入,对这些材料的性能比较熟悉. 七十年代以来,有机分子晶体和共轭聚合物晶体的非线性光学性质引起人们极大的兴趣.因为有机材料的二阶非线性光学系数极高(在许多情况下,比最好的无机晶体如KDP和LiNbO3高一个…     

计及激子-双激子相干下半导体单量子点中的空间光孤子对

考虑激子-双激子的相干效应, 解析地研究了半导体单量子点中探测光和信号光的吸收特性和非线性传播特性.结果发现, 在线性条件下, 单量子点中出现电磁感应透明现象; 进一步分析可得, 电磁感应透明所呈现的是单窗口或双窗口或光学增益均可通过调节控制光强加以控制.在非线性条件下, 弱信号光诱导弱探测光产生两个分量, 这两个分量在系统中所激发的自克尔和交叉克尔 非线性效应与系统的衍射效应相平衡从而形成稳定的亮-亮, 亮-暗, 暗-暗等空间光孤子对. 关键词： 半导体量子点 电磁感应透明 空间光孤子对     

掺半导体微晶玻璃的量子限域特性

制备了小于激子玻尔半径的CdSxSe1-x微品玻璃.对线性吸收光谱和饱和吸收的研究表明该材料具有明显的量子限域特性和大的三阶非线性光学效应。     

激子效应对双曲型量子线中非线性光学吸收率的影响

本文研究了双曲型量子线的三阶非线性光学吸收率,着重研究了激子对其影响,并且利用密度矩阵算符理论导出了三阶非线性光学吸收率的解析表达式。最后,以A1GaAs/GaAs双曲型量子线为例作了数值计算。数值结果表明,当线宽增加时,激子效应对三阶非线性光学吸收率的影响越来越弱,特别是,当线宽接近于扩散长度时,激子效应将显着减弱。     

高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格的荧光谱研究

报道用分子束外延(MBE)技术生长的x=0.4,0.8的高组分稀磁半导体Cd1-xMnxTe/CdTe超晶格低温和室温荧光谱研究结果.基态激子跃迁能级荧光谱实验结果显示高组分超晶格中具有高量子效率和高质量光发射.对激子能级随温度的变化进行了详细研究,给出激子跃迁能量的温度系数.激子能级线型的展宽随温度变化关系可用激子-纵向光学声子耦合模型解释.与光调制反射谱实验结果进行了比较.     

半导体量子阱中激子波函数及其 Fourier系数的计算和应用

利用准玻色子方法发展的激子动力学方程是研究半导体纳米结构中激子超快动力学的有效理论手段. 为了将这种方法应用于半导体量子阱, 需要知道量子阱中的激子波函数及其在动量空间的表示, 从而得到激子动力学方程中所必须的系数. 详细讨论了理想和实际量子阱中的激子波函数, 特别是其在动量空间的表示, 并进一步讨论了激子动力学方程中所必须系数的计算方法. 通过求解这些系数, 对量子阱中因激子密度变化而引起的太赫兹脉冲作用下激子能级间跃迁过程中的非线性效应进行了理论预测, 得到了与实验符合很好的结果.     

《发光学报》征稿内容

本刊征集关于无机、有机和生物体系的发光、激光、非线性光学现象及相关的光物理和光化学过程方面的研究论文。具体内容包括:1 溶液、体材料、薄膜、异质结、量子阱、超晶格、超微粒。2 发光中心、缺陷、深能级、表面、界面。3 激发态及其运动: 激子、相干现象、非线性、输运、上转换、发光动力学、集体现象、过热发光、无辐射过程及不平衡声子效应、分形、能量传递。4 显示、显像、电致发光、发光二极管、低压荧光器件、X光存储器件、光谱烧孔、半导体激光、传感器、太阳能电池。5 有关的极端技术: 高温、低温、超短脉冲(ps,fs)。6 有关的…     

《发光学报》征稿内容

本刊征集关于无机、有机和生物体系的发光、激光、非线性光学现象及相关的光物理和光化学过程方面的研究论文。具体内容包括：1．溶液、体材料、薄膜、异质结、量子阱、超晶格、超微粒。2．发光中心、缺陷、深能级、表面、界面。3．激发态及其运动：激子、相干现象、非线性、输运、上转换、发光动力学、集体现象、过热发光、无辐射过程及不平衡声子效应、分形、能量传递。4．显示、显像、电致发光、发光二极管、低压荧光器件、X光存储器件、光谱烧孔、半导体激光、传感器、太阳能电池。5．有关的极端技术：高温、低温、超短脉冲(ps，fs)。     

PbS纳米颗粒复合的溶胶凝胶薄膜的飞秒非线性光学特性

通过光Kerr效应研究了PbS半导体纳米颗粒的三阶光学非线性响应。在较低的激发强度下,单激子态的饱和吸收和双激子效应的激发态吸收对非线性的贡献同时存在;而在高激发强度下,双激子效应是主要的。计算了高激发强度下(4mJ/cm²)PbS半导体纳米颗粒的三阶非线性光学极化率为5.1×10^-10esu。     

ZnSe／ZnS多量子阱激子光学双稳性

用MOCVD在CaF_2衬底上生长的ZnSe/ZnS多量子阱材料,在77K下用N_2激光泵浦染料获得的宽带光脉冲进行了非线性光学测量,首次观察到ZnSe/ZnS多量子阱的激子光学双稳性,据分析这是由激子的能带增宽效应引起的增强吸收光学双稳性.     

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