Ⅰ类超晶格势阱中能级分布及电子跃迁规律研究

在研究大量实验曲线的基础上,指出势阱所有能级均有一定的宽度,电子或空穴在各能级中出现的概率符合正态分布,从理论上分析了I类超晶格和双势垒单势阱的发光光谱与吸收光谱.解释了GaAs/Ga1－xAlxAs多量子阱和超晶格吸收光谱吸收边及量子阱变窄时各吸收峰的“蓝移现象”及GaAs/Ga1－xAlxAs双势垒单量子阱样品的电流—电压特性曲线及电导—电压特性曲线的特征和出现的“负阻效应”.     

AlGaAs/GaAs多量子阱结构中受激载流子的飞秒弛豫特性

本文介绍采用飞秒饱和吸收测量技术研究Al_xGa_(1-x)As/GaAs多量子阱结构中受激载流子的超快弛豫特性.当激发光子能量大于样品势垒层能带隙时,受激产生于势垒层和势阱层连续态中的载流子分别在130和30fs时间内离开受激态,弛豫至准平衡态.势垒中的载流子被捕至势阱束缚态的情况主要发生于热载流子的冷却和复合过程的皮秒级时间内.     

弱耦合GaAs/AlGaAs/InGaAs双势阱隧穿结构的磁隧穿特性研究

研究了低温(15 K)条件下弱耦合GaAs/AlGaAs/InGaAs双势阱结构的纵向磁隧穿特性. 研究表明,器件在零偏压下处于共振状态. 通过分析不同偏压下的磁电导振荡曲线,可以得到双量子阱中的基态束缚能级随偏压的变化规律,从而可以确定隧穿电流峰对应的隧穿机制. 所得结果可为弱耦合双量子点器件的制备提供基础. 关键词： 双量子阱 隧穿结构 磁电导振荡     

MBE[(GaAs)l(Ga1-λAlxAs)m]n/GaAS(001)一维超晶格的X射线双晶衍射测量

本文着重介绍了MBE[(GaAs)l(Ga1-xAlxAs)m]n/GaAs(001)一维超晶格的X射线双晶衍射测量方法。根据卫星峰的出现,证明超晶格的存在。基于超晶格的台阶模型和X射线衍射的运动学理论,推导出超晶格多结构参数的计算方法。并对X射线双晶给出的其他信息做了必要的讨论。     

ZnSe/ZnS抛物量子阱中激子的极化子效应(英文)

采用推广的LLP方法研究了ZnSe/ZnS抛物量子阱中激子的极化子效应。考虑电子和空穴与LO声子的相互作用,得到了激子基态能量和结合能随阱宽的变化关系。结果表明,阱宽较小时,能量随着阱宽的增大而急剧减小;阱宽较大时,能量减小的比较缓慢。和我们以前的工作对比,我们发现ZnSe/ZnS抛物量子阱对激子的束缚强于GaAs/Ga1-xAlxAs抛物量子阱。     

GaAs/AlGaAs多量子阱光生电压谱研究

在18—300K温度范围内,研究了用半绝缘体GaAs作为衬底的GaAs/AlGaAs多量子阱的光生电压谱.共观测到11H,11L,22H,22L,33H,33L,13H和31H等多种允许和禁戒的激子吸收峰.低温下的光生电压谱清晰地反映了多量子阱台阶式的状态密度分布.认为光生电压谱也可以作为一种判断多量子阱和超晶格外延生长质量的方法.还讨论了光生电压随温度的变化和光生电压效应的机理. 关键词：     

混合金属卤化物的超晶格与量子线特征

从紧束缚模型出发,发现周期性排列的两种金属卤化物材料可以形成超晶格和多量子阱(线)结构,并进一步研究了这种新型结构的性质随单体材料势垒和势阱宽度的变化规律,发现由金属卤化物形成的周期性结构表现出明显的量子阱(线)特征,对掺杂电荷的约束作用也非常强,从而证明了可以研制和开发基于金属卤化物的多量子阱(线)材料与器件. 关键词： 超晶格 量子阱 金属卤化物     

“W”型势阱能级的对比研究

通过有限差分法及Matlab矩阵运算,计算了阱区分别呈抛物形(WⅠ型)和三角形(WⅡ型)的两种"W"型一维势阱的能级.计算结果表明,在中间势垒(Vb)值固定情况下,两型势阱中各能级值随着边势垒(V0)的增大而增大,能级分裂先从较高能级开始,然后逐渐演变到较低能级,同能级比较,WⅡ型出现分裂较WⅠ型早.相反的变化趋势出现在V0固定、而Vb逐渐增大和V0、Vb同步增大的情况下.WⅠ型势阱最小的两能级随V0/Vb的变化表现稳定;在势垒相同情况下,WⅡ型各能级值较WⅠ型大,说明WⅠ型两阱具有比WⅡ型更强的耦合作用.本文的研究可为双量子阱器件的能带设计提供理论参考.     

能级填充对量子阱光学性质的影响

在特殊设计的三势垒双势阱结构中，利用来自发射极的电子注入和电子向收集极的共振隧穿 逃逸调控量子阱不同子能级上的填充状态，发现激发态上的电子占据起抑制量子限制Stark 效应的作用.在极低偏压下，量子阱中少量过剩电子诱发了用简单带—带跃迁无法解释的光致发光光谱行为. 关键词： 共振隧穿 光致发光 量子限制Stark效应 过剩电子     

引入反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱的电子跃迁

 鉴于“方形”势阱过于简单和理想，引入了反比相关双曲余弦平方势描述超晶格量子阱中的电子运动行为。在量子力学框架内，把电子的Schrodinger方程化为了超几何方程, 并以Ga^1-xAl^xAs-GaAs- Ga^1-xAl^xAs量子阱为例计算了电子的带内跃迁和带间跃迁。结果表明，能级数目和跃迁能量与阱深、阱宽等系统参数有关，只需适当调节这些参数就可望实现对超晶格量子阱光电特征的调节与控制。     

半导体超晶格子带间跃迁光吸收理论研究

从理论上研究了半导体超晶格子带间跃迁的光吸收性质,以GaAs/AlxGa1－xAs超晶格为例进行数值计算,分析了该材料的吸收系数随入射光光子能量、光场强度和超晶格结构参量（阱宽,垒宽,势垒高）的变化关系计算表明：随着入射光光子能量的变化,出现非对称的吸收峰;光强只改变吸收系数大小;超晶格结构参量会改变吸收谱的谱宽和吸收峰所对应的入射光频率随着超晶格阱宽（垒宽）的增大,吸收谱由宽变窄,吸收峰红移;随着超晶格Al组分变大,吸收谱变窄.     

二维光子晶体量子阱的光谱特性研究

研究了二维光子晶体量子阱的光谱特性,该量子阱结构由二维正方晶格圆柱晶胞光子晶体通过移去中间位置的介质圆柱层形成。由于光子晶体中的光子禁带充当了光子运动的势垒,类似于半导体量子阱中电子的行为,在光子晶体量子阱结构中会出现量子化的光子能态。文章利用平面波展开法计算了所用光子晶体的能带结构,利用传输矩阵方法计算了量子阱结构的透射光谱。计算结果表明,在光子禁带中出现了离散的透射峰,透射峰的强度随着势垒宽度的增加而减弱,个数随着势阱宽度的增加而增加,通过计算得到了其定量关系,并且讨论了透射峰频率与势阱宽度的关系。     

量子限制受主远红外电致发光器件的制备与测量

采用分子束外延技术生长GaAs/AlAs三量子阱,并在中间的GaAs阱中δ-掺杂浅受主杂质Be原子,制作出量子限制受主远红外Teraherz原型电致发光器件.实验上测量得到4.5 K时器件的电致发光谱（EL）和电传输特性（I-V曲线）.在EL发射谱中清楚地观察到222 cm^-1处宽的尖峰,这来源于Be受主奇宇称激发态到其基态的辐射跃迁,而非辐射弛豫过程则使发射谱的信号很弱.另外在I-V曲线中072和186 V的位置出现两个共振隧道贯穿现象,分别对应于中间δ-掺杂量子阱受主能级1s_3/2(Γ₆+Γ₇)到左边非掺GaAs量子阱中HH带,及右边非掺杂GaAs量子阱中HH重空穴带到中间掺杂GaAs量子阱中Be受主杂质原子奇宇称激发态2p_5/2(Γ₆+Γ₇)能级的共振隧穿. 关键词： 量子限制效应 电致发光 共振隧穿效应 δ-掺杂GaAs/AlAs三量子阱     

正切平方势单量子阱的本征值和本征函数

鉴于“方形”势阱描述量子阱中的电子运动行为过于简单、过于理想,引入了正切平方势来代替,使结果得到了改善。在量子力学框架内,利用正切平方势把电子的Schrdinger方程化为超几何方程,利用系统参数和超几何函数严格地求解了电子的本征值和本征函数,并以Ga_1-xAl_xAs-GaAs-Ga_1-xAl_xAs量子阱为例计算了电子的能级和能级之间的跃迁。结果表明,电子在量子阱中的能量是量子化的,而相邻能级之间的跃迁给出与实验进一步符合的结果。     

对称GaAs/Al0.3Ga0.7As双量子阱中激子的束缚能

在有效质量近似下采用简单的尝试波函数变分地计算了对称GaAs/Al0.3Ga0.7As双量子阱中激子体系束缚能,研究了体系束缚能随阱宽和垒宽的变化情况.发现双量子阱中激子体系束缚能随阱宽变化同单量子阱情况类似,但束缚能的峰值出现在阱宽为10(A)左右,峰值位置小于单阱的情况;束缚能随垒宽的增加有一极小值,这与波函数向垒中的渗透有关.     

势垒硅掺杂对GaN基LED极化电场及其光电性能的影响

势垒硅掺杂对InGaN量子阱中的电场及LED器件的光电性能有着重要的影响。采用6×6 K·P方法计算了不同势垒硅掺杂浓度对量子阱中电场的变化,研究表明当势垒硅掺杂浓度>1e¹⁸ cm^-3时,阱垒界面处的电场强度会变大,这主要是由于硅掺杂浓度过高导致量子阱中界面电荷的聚集。进一步发现随着势垒掺杂浓度的升高,总非辐射复合随之增加,其中俄歇复合增加,而肖克莱-霍尔-里德复合随之减少,这是由于点陷阱的增大形成了缺陷能级。电流电压曲线表明势垒掺杂可有效改善GaN基LED的工作电压,这归于掺杂浓度的提高改善了载流子的传输特性。当掺杂浓度为1e¹⁸ cm^-3时,获得了较高的内量子效率,这主要是由于适当的势垒掺杂降低了量子阱中界面电荷的损耗。     

声表面波对GaAs(110)量子阱发光特性的调制

结合声表面波和光致发光谱在低温(15K)下对非故意掺杂的GaAs(110)量子阱结构的发光特性进行了研究.实验结果表明，由于声表面波的作用GaAs(110)量子阱的发光强度减弱,并且其对应的重空穴能级出现了分裂的现象，当施加的声波强度P_rf达到20dBm时，能级分裂ΔE达到了10meV.进一步讨论了声表面波对GaAs(110)量子阱圆偏振光自旋注入的影响. 关键词： 发光 GaAs量子阱 声表面波 自旋极化     

δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱的空穴共振隧穿（英文）

三个具有不同量子阱宽度的GaAs/AlAs多量子阱结构样品通过分子束外延生长设备生长在半绝缘的(100)p-型GaAs衬底上,并且在量子阱层结构的生长过程中,在GaAs阱层中央进行了Be受主的δ-掺杂。基于这3个结构样品,通过光刻技术和半导体加工工艺制备了相应的两端器件。在4～200 K的温度范围内,我们分别测量了器件的电流-电压特征曲线,清楚地观察到了重、轻空穴通过δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱结构的共振隧穿现象。发现随着GaAs量子阱层宽的逐渐减小,轻空穴的共振隧穿峰向着高电压方向移动,这个结果和通过AlAs/GaAs/AlAs双势垒结构模型计算的结果是一致的。然而,随着测量温度的进一步升高,两个轻空穴共振峰都朝着低电压的方向移动,并且在150 K温度下,其中一个共振遂穿峰表现为一种振动模式。     

MgZnO薄膜及其量子阱和超晶格的发光特性

MgO和ZnO形成合金Mg_xZn_1-xO的带隙可以在3.3～7.9eV之间变化,在制备紫外波段光电器件方面有着广阔的应用前景.由ZnO和MgZnO交替沉积而成的ZnO/Mg_xZn_1-xO量子阱和超晶格在激光器、光探测器和其他光电器件方面也有潜在的应用价值.回顾最近几年对MgZnO薄膜材料发光特性的研究进展,介绍在不同衬底上用不同方法制备MgZnO合金薄膜的制备技术、发光特性以及发光特性与薄膜中Mg含量的关系;综述近年来在ZnO/Mg_xZn_1-xO超晶格、量子阱研究上的成果,特别介绍了ZnO/Mg_xZn_1-xO对超晶格、量子阱的发光特性、发光机理以及发光特性与势垒层镁含量、器件温度的关系.     

温度对量子阱红外探测器峰值波长的影响

量子阱红外探测器(QWIP)是一种对红外辐射信息进行高灵敏度感应的光电转换器件,温度是影响其性能的一个参数.文章以超晶格量子阱发射与干涉电子态理论和吸收波长公式为依据,通过计算温度对势阱、势垒宽度和势垒高度的影响,得出量子阱红外探测器峰值波长与温度的变化关系.发现:当温度升高时,探测峰值发生改变,其中有两处峰值发生红移,一处发生蓝移.这对精确分析红外辐射携带信息和制作非制冷量子阱红外探测器提供了理论指导.