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”.     

超晶格结构中电子的波动性

在温度T=77K,测量了GaAs/AlGaAs超晶格的光电流,观测到在ν=1589cm^-1有一个强电流峰,而在ν=1779,2129和2401cm^-1附近存在弱电流峰.分析认为,这些电流峰与电子的波动性有关.据电子波动理论计算出的光电流峰位置与实验测量结果相当一致 关键词： 超晶格 电子 波动性     

Znse—ZnS应变超晶格的吸收光谱及子能带的计算

我们首次观测到ZnSe—ZnS应变超晶格的n=1,n=2两个子能带的重、轻空穴激子的吸收光谱。根据LCAO理论、应变感应能带结构理论与Kronig-Penney模型,首次计算了ZnSe—ZnS应变超晶格势阱中重、轻空穴子能带。计算结果由实验所测量的吸收光谱所验证。文中指出,这一计算方法同样适用于其它半导体超晶格。     

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Ga1-xAlxAs-GaAs- Ga1-xAlxAs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。     

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。     

半导体超晶格量子阱研究

 自从1969年美国IBM公司的江畸(L.Esaki)和朱兆祥提出超晶格概念以来,半导体超晶格量子阱的研究巳成为半导体领域自40年代末单晶和晶体管问世以来所发生的最重大事件.这个研究领域之所以倍受重视,除了因为有明显的技术应用前景之外,还因为在物理上它提供了一个极好的、能在实验上观测量子尺寸效应的理想模型.     

静电场作用下双势阱分子隧道效应的猝灭及能级裂距的非线性特性研究

讨论了在静电场作用下，双势阱分子中波函数随外加静电场定域的动态过程，以及能级裂距与外加静电场的关系.证明了静电场作用后，能级裂距既受隧道效应的影响，又受外加静电场的影响.所加静电场较小时与外场强度呈非线性关系，当外加静电场较大时，Stark效应对能级裂距的影响占了主导地位，使能级裂距随外加静电场线性地增大. 关键词： 双势阱 静电场 隧道效应 能级裂距     

深光晶格势阱中凝聚体的扭结包络隙孤子

发展准离散多尺度法结合紧束缚近似,解析地研究了局陷于光晶格势阱中凝聚体的非线性动力学性质.结果发现,系统中出现稳定的对称包络孤子外,还可观察到一种新的非线性元激发:扭结包络隙孤子.有趣的是,该隙孤子并不传播且局域在初始位置,其幅度可通过光晶格势阱的晶格常数和势阱深度来调控.相应的实验方案是:通过改变形成光晶格势阱的两交叉耦合激光束之间的夹角和(或)激光光强来调控扭结包络隙孤子的幅度.     

室温下ZnCdSe-ZnSe组合超晶格的子带跃迁

通过在室温下对ZnCdSe-ZnSe组合超晶格结构的电调制反射谱的测量,观测到分别来自两组超晶格的激子跃迁,由曲线拟合出的跃迁能量与由包络函数近似计算得到的能量相符合。     

(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格间隔的La0.7Sr0.3MnO3三明治结构制备及表征

采用射频磁控溅射的方法在SrTiO3(001,基片上制备了(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格间隔的La0.7Sr0.3MnO3三明治结构.X射线衍射分析证明(La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n具有明显的超晶格结构.电流垂直于薄膜表面测得的电阻-温度关系表明.La0.7Sr0.3MnO3)m(BiFeO3)n超晶格薄膜在290 K有金属-绝缘体转变,略低于单层La0.7Sr0.3MnO3薄膜的转变温度.电流在0.01-10 mA范围内,观察到薄膜的峰值电阻随电流增大而减小,峰值变化率远大于单层La0.7Sr0.3MnO3薄膜,且随着超晶格周期厚度的增加而增大.低温下,电流-电压曲线表明其导电机制应主要为空间载子限制,且显示较大的电压偏置,表现出肖特基结的特性.     

GaAs/AlGaAs Fibonacci准周期超晶格带间跃迁的光谱研究

运用光致荧光,光调制反射和光电流谱等方法研究了11级的GaAs/AlGaASFibonacci准周期超晶格的带间跃迁,并用转移矩阵方法计算了Fibonacci准周期超晶格和相应的周期性超晶格的子能级和子能带.理论计算与实验结果符合得很好. 关键词：     

Schrdinger方程的一般解与超晶格多量子阱的电子跃迁

假设超晶格量子阱是一个形状任意的周期势阱,电子在超晶格中的运动问题可视为周期场中的运动问题.在量子力学的框架内,从Schr dinger方程和它的一般解出发,利用Bloch理论和传输矩阵方法导出了系统的色散方程;在抛物线近似下,讨论了超晶格量子阱的电子跃迁.结果表明,辐射能量位于红外、远红外或太赫兹波段.     

太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

微带超晶格在磁场和太赫兹场调控下表现出丰富而复杂的动力学行为, 研究微带电子在外场作用下的输运性质对于太赫兹器件设计与研制具有重要意义. 本文采用准经典的运动方程描述了超晶格微带电子在沿超晶格生长方向(z方向)的THz场和相对于z轴倾斜的磁场共同作用下的非线性动力学特性. 研究表明, 在太赫兹场和倾斜磁场共同作用下, 超晶格微带电子随时间的演化表现出周期和混沌等新奇的运动状态. 采用庞加莱分支图详细研究了微带电子在磁场和太赫兹场调控下的运动规律, 给出了电子运行于周期和混沌运动状态的参数区间. 在电场和磁场作用下, 微带电子将产生布洛赫振荡和回旋振荡, 形成复杂的协同耦合振荡. 太赫兹场与这些协同振荡模式之间的相互作用是导致电子表现出周期态、混沌态以及倍周期分叉等现象的主要原因.     

超晶格量子阱的沟道辐射及其谱分布

在经典物理框架内和偶极近似下, 导出了超晶格量子阱沟道辐射频率和辐射谱分布。指出了对于自发辐射谱分布, 存在一个普适的线型因子, 而粒子的最大辐射能量与相对论因子γ 有关, 且与γ3/2成正比。以正弦平方势为例进行了具体讨论。结果表明, 由于势阱深度和噪音的影响, 谐波数l只取少数几个值。超晶格量子阱沟道辐射只存在不多的几条谱线, 为进一步应用提供了可能。最后, 还给出了一种可能的实验方案, 讨论了如何利用弯晶把超晶格量子阱的沟道辐射改造为相干辐射。 In the frame of classical physics and the dipole approximation the radiation frequency and the spectral distribution are derived for the channeling radiation of a charged particle in a superlattice quantum well. It indicated that there is a line type factor f(ξ) suited to various cases in the spontaneous radiations spectrum. Results also show that the maximum radiation energy is proportional to γ3/2 , but the relativistic effects have double effects in the spontaneous radiation of a charged particle. The case for the sine squared potential is discussed specifically. The harmonic number can be defined as a few variable values by the effects of the potential well depth and noise. In general there is a few spectral lines in the channeling radiation spectrum for the superlattice quantum well, and possibilities are provided for further application. Finally, a possible experimental scheme is proposed, and it is discussed that how to transform the channeling radiation in the quantum well into the cohenent radiation by the bent crystal.     

室温下ZnS-ZnTe应变超晶格的带间跃迁

本文报导了ZnS-ZnTe应变超晶格中的载流子在室温下跃迁复合性质.通过测量室温下光致发光光谱,对载流子在超晶格带间跃迁的过程进行了研究.     

光晶格势阱中二元凝聚体的矢量孤子的振荡和分裂

考虑外部囚禁势阱为光晶格势阱,研究了二元玻色-爱因斯坦凝聚体中亮-亮孤子的动力学行为.结果表明,亮-亮孤子的运动方向和振荡行为可以分别通过调节光晶格势阱的晶格常数和势阱深度来控制.进一步地,亮-亮孤子还可以被局域在光晶格势阱中,并且随着势阱深度的增加,局域孤子会产生分裂行为.     

双色光晶格势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的Landau-Zener隧穿行为

考虑玻色-爱因斯坦凝聚体局限于周期性的双色光晶格势阱中,研究其中的Bloch能带结构、第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿行为.结果表明,随着双色光晶格势阱的主、次晶格相位差从0增加到π,Bloch能带中第一能隙宽度逐渐增加,而第二能隙宽度逐渐减小.同时发现,双色光晶格势阱的主、次晶格深度及其相位差对第一能隙和第二能隙的Landau-Zener隧穿性质有重要的影响.     

晶格匹配InAs/AlSb超晶格材料的分子束外延生长研究

InAs/GaSb超晶格是量子级联激光器(quantum cascade lase,QCL)和带间级联激光器(interband cascade lasers,ICL)结构中重要的组成,特别是作为ICL的上下超晶格波导层是由大量的超薄外延层(纳米量级)交替生长而成,细微的晶格失配便会直接导致材料晶体质量变差,而且每层的厚度和组分变化会强烈影响材料结构性能.论文研究验证了InAs/GaSb超晶格材料生长的最佳温度约在420℃.通过在衬底旋转的情况下生长40周期短周期GaSb/AlSb和InAs/GaSb超晶格,并采用XRD测量拟合获得了GaSb和AlSb层厚分别为5.448 nm和3.921 nm,以及InAs和GaSb层厚分别为8.998 nm和13.77 nm,误差在10%以内,获得了InAs/AlSb超晶格的生长最优条件.在GaSb衬底上生长晶格匹配的40周期的InAs/AlSb超晶格波导层,充分考虑飘逸As注入对InAs/AlSb超晶格平均晶格常数的影响,在固定SOAK时间为3 s的条件下,通过变化As压为1.7×10^-6 mbar来调整个超晶格的平均晶格常...     

一维石墨烯超晶格上的氢吸附

通过化学气相沉积法在一种典型的高指数面铜(410)-氧上制备出了一维石墨烯超晶格,并利用拉曼光谱(Raman)、低能电子衍射(LEED)、扫描隧道显微术(STM)等方法研究了氢原子在该超晶格上的吸附.实验结果揭示了由于超晶格的调制作用所引起的无缺陷石墨烯区域的选择性吸附,氢原子优先吸附在石墨烯超晶格一维周期中的相同部位.这一发现为进一步通过一维超晶格调控石墨烯的性质提供了更多可能.在石墨烯上的吸附氢原子除了单个或成对存在之外,实验还首次观察到一种新的三氢原子位型.