GaAs/AlGaAs量子点阵的制备及其荧光特性

采用电子束曝光和反应离子刻蚀的工艺,将GaAs/AlGaAs量子阱外延材料制成量子点阵,其光荧光谱显示出蓝移,并且蓝移量随着量子点直径尺寸的减少而增大。     

V形GaAs/AlGaAs量子线结构的微区光致发光谱研究

在室温下用显微光致发光的方法对单根V形GaAs/AlGaAs量子线进行了沿垂直于量子线方向的 空间分辨扫描测试,观察到各种量子结构的光致发光谱随空间位置的变化.在量子线区域附 近观察到来自量子线(QWR)、颈部量子阱(NQWL)和垂直量子阱(VQWL)等各种结构的发光,而 在距离量子线约1μm以远的发光光谱表现出侧面量子阱(SQWL)的发光.对全部发光光谱用高 斯线形进行了拟合,发现QWR和SQWL的发光包含了两个荧光峰,将它们分别归诸为电子到轻 、重空穴的跃迁.拟合后发光强度的空间变化直接确定了与量子线关键词：V形GaAs/AlGaAs量子线显微光致发光空间分辨扫描     

AlyGa1—yAs／AlxGa1—xAs量子阱激光器材料的光致荧光谱

测量了ＡｌｙＧａ１－ｙＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘ量子阱激光材料的光致荧光谱，发现在室温连续激光器材料的光致荧光谱中有两上峰，而不能激射的材料中则只有一个很宽的峰，将高能峰归属于准费密能级电子的跃迁。     

GaAs/AlGaAs异质结的界面束缚二维激子效应

本文讨论了GaAs/AlGaAs异质结界面的H线发光及其性能。用双晶X射线衍射及皮秒光致发光证明了H线与界面质量密切相关,并且有相似于激子跃迁的寿命行为。用限制于异质结界面势阱的二维电子(或空穴)与分布于GaAs边的三维空穴(或电子)组成的二维激子效应,解释了H线的实验结果。并讨论了不同外延生长的异质结与界面有关的发光行为。     

InGaAs/GaAs单量子阱PL谱的温度变化特性

采用分子束外延方法制备了InGaAs/GaAs单量子阱,利用自组装的光致荧光探测系统,对其进行了光致荧光谱研究。考察了不同温度下荧光峰波长、峰形的影响。研究结果表明:高温时荧光主要是源于带—带间载流子跃迁,而在低温时则来源于束缚在量子阱中激子的跃迁。     

高功率AlGaAs/GaAs单量子阱远结激光器及其老化特性

为了提高器件的可靠性和使用寿命,设计并研制了一种将p-n结和有源层分开的高功率AlGaA/sGaAs单量子阱远异质结(SQW-RJH)激光器,发射波长为808nm,腔长900μm,条宽100μm,其外延结构与通常的808nmAlGaAs/GaAs单量子阱半导体激光器的结构不同,在p-n结和有源区间多了一层p型AlGaAs层,其厚度约为0.1μm。为减小衬底表面位错对外延层质量的影响,在n⁺-GaAs衬底和n-Al_0.5Ga_0.5As下包层间加一层n⁺-GaAs缓冲层。对器件进行了电导数测试及恒流电老化实验。与常规AlGaAs/GaAs大功率半导体激光器相比,远结大功率半导体激光器具有阈值电流I_th偏大、导通电压V_th偏高的直流特性。3000h的恒流电老化结果表明,器件在老化初期表现出阈值电流随老化时间缓慢下降,输出功率随老化时间缓慢上升的远结特性。     

掺铍GaAs量子阱的光致荧光

测量了掺铍的,阱宽约为10nm的GaAs量子阱在4.2K的光致荧光。掺杂浓度分别为1×10¹⁷和5×10¹⁸cm^-3。测量结果表明:对于无规掺杂,局域在阱中心的铍的状态密度与导带电子从n=1量子能级到阱中心中性铍的跃迁概率的乘积大于对应于介面铍的乘积。另外,实验结果也表明:当掺杂浓度升高时,由于带隙收缩的影响,阱中心铍的电离能减小。     

GaAs/AlGaAs超晶格的光致发光

在室温下测量了GaAs/A l0.3Ga0.7As超晶格的光致发光,发现在波长λ=761 nm处存在一较强的发光光峰,此发光峰目前尚未见报道。经理论分析表明,此峰是量子阱中的第一激发态电子与受主空穴复合发光。实验还观测到在λ=786 nm处,λ=798 nm处和λ=824 nm处分别存在一发光峰,分析表明λ=786 nm处的发光峰为量子阱阱中费米能级附近的电子与轻空穴复合发光;λ=798 nm处的发光峰为量子阱内的基态电子到轻空穴的复合发光;λ=824 nm处的发光峰为阱中激子复合复合发光。理论计算与实验结果符合的很好。     

反应磁控溅射ZnO/MgO多量子阱的光致荧光光谱分析

采用反应射频磁控溅射方法,在Si(001)基片上制备了具有高c轴择优取向的ZnO/MgO多量子阱.利用X射线反射、X射线衍射、电子探针,光致荧光光谱等表征技术,研究了ZnO/MgO多量子阱的结构、成份和光致荧光特性.研究结果表明,多量子阱的调制周期在1.85—22.3 nm之间,所制备的多量子阱具有量子限域效应,导致了室温光致荧光峰的蓝移,并观测到了量子隧穿效应引起的荧光效率下降.建立了基于多声子辅助激子复合跃迁理论的室温光致荧光光谱优化拟合方法,通过室温光致荧光光谱拟合发现,ZnO/MgO比ZnO/ZnMgO多量子阱具有更大的峰位蓝移,探讨了导致光致荧光光谱展宽的可能因素.关键词：ZnO/MgO多量子阱磁控溅射光致荧光量子限域效应     

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：     

自组织量子点光致荧光的温度依赖性

自组织量子点光致荧光的温度依赖性研究,对于实现室温下高效的量子点光电器件有着非常重要的意义。而量子点中的载流子动力学过程将决定其光致荧光的温度依赖性。采用稳态速率方程模型模拟了自组织量子点中载流子动力学过程,并且考虑了量子点材料带隙随温度的变化;模拟了不同温度下自组织量子点的光致荧光光谱,并获得了光谱的积分强度、峰值能量及半峰全宽随温度的变化曲线。研究表明:模拟结果与已报道的实验数据符合得很好。由此可知,所采用的模型能够很好地反映自组织量子点中的载流子动力学过程。     

图形衬底量子线生长制备与荧光特性研究

报道了在V型槽图形衬底上利用分子束外延技术外延生长的GaAs/AlGaAs量子线.外延截面在扫描电子显微镜下可以看到在V型槽底部形成了弯月型量子线结构,量子线尺寸约为底边60 nm高14 nm的近三角形.低温87 K下光致发光谱测试在793.7和799.5 nm处出现峰值,验证了量子线的存在.理论近似计算结果显示,相比等宽度量子阱有8 meV的蓝移正是由于横向量子限制引起的.关键词：V型槽图形衬底量子线GaAs     

PbSe量子点硅酸盐玻璃光纤的制备及光纤光致荧光光谱特性

对钠硼铝硅酸盐玻璃熔体进行拉丝,再经过退火热处理,制备得到光纤直径80~130μm的PbSe量子点玻璃裸光纤.透射电镜分析发现光纤中PbSe量子点的晶粒尺寸为4.2~5.5nm,掺杂体积比约1%.对量子点光纤的柔性进行了初步测试.以980nm泵浦激光作为激励源,用荧光光谱仪观测了量子点光纤的荧光发射谱.结果表明：合适的量子点光纤的退火条件跟块玻璃不同.当退火温度为500~600℃、热处理时间为5~10h时,观测到量子点光纤有强烈的荧光辐射,峰值波长位于1300~1450nm,半高全宽达200~330nm.光纤最佳退火温度为600℃、时间7.5h.本文得到的量子点玻璃光纤可进一步制备成玻璃基底的量子点光纤型增益器件光纤放大器、光纤激光器等.     

离子注入诱导量子阱界面混合效应的光致荧光谱研究

采用多元芯片方法获得了一系列不同离子注入剂量的GaAsAlGaAs非对称耦合量子阱单元,通过光致荧光谱测量,研究了单纯的离子注入导致的界面混合效应.荧光光谱行为与有效质量理论计算研究表明,Al原子在异质结界面的扩散在离子注入过程中已基本完成,而热退火作用主要是去除无辐射复合中心.关键词：量子阱离子注入光致荧光谱界面混合     

载流子热迁移对自组织量子点光致荧光的影响

自组织量子点光致荧光的温度依赖性研究对实现高效的量子点光电器件有着非常重要的意义,而量子点中载流子的动力学过程会对量子点光致荧光产生直接影响。采用稳态速率方程模型,在考虑了自组织量子点中载流子热迁移的情况下,模拟获得了不同温度下自组织量子点的光致荧光光谱,并着重研究了三组具有不同基态能量的量子点的光致荧光强度随温度的变化。研究表明,随着温度升高,基态能量较高的量子点光致荧光强度减弱,而基态能量较低的量子点光致荧光强度则增强,当温度达到一定值时,所有量子点的光致荧光都将发生热猝灭。     

低浓度掺杂CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱特性研究

制备了一种半导体量子点CdSe/ZnS低浓度掺杂的光纤,测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下光纤出射端的光致荧光光谱,分析了掺杂光纤长度和浓度对量子点光纤荧光光谱特性的影响.结果表明,与掺入光纤前相比,光纤中的量子点荧光发射峰值波长出现红移.在掺杂光纤长度为1~20 cm和掺杂浓度为(0.33~2.5)×10－2mg/mL的实验范围内,红移量随着掺杂光纤长度的增加和掺杂浓度的提高而增大.对给定的激励功率,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点光纤长度.对于给定的量子点光纤长度,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点掺杂浓度.     

较高掺杂浓度下CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱

制备了一种较高浓度掺杂的CdSe/ZnS量子点掺杂光纤.测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下的量子点光纤光致荧光光谱,得剑了荧光峰值增益最大时的量子点掺杂浓度和光纤长度.与低浓度掺杂光纤相比,较高掺杂浓度光纤中的荧光峰值光强明显提高.荧光峰值光强随光纤长度的变化在短距离内(L<1 cm)急剧上升,之后缓慢均匀下降.波长473 nm激励光强随光纤}乏度的变化呈指数形式衰减,消光系数为0.26～1.02 cm-1.在给定激励光强和激励波长的条件下,光纤中可达到最大荧光辐射的晕子点总数为一恒量.光纤中的荧光峰值波长存在红移,红移大小约8～15 nm,红移量与掺杂浓度以及光纤长度有关.这些实验结果可为今后量子点光纤放大器的研制提供参考.     

用MOCVD方法生长的GaAs/GaAsP量子线及其特性

本实验采用普通的光刻和湿法腐蚀技术,将GaAs基片刻蚀成具有W形沟槽样的非平面结构,基片表面为(100)面,沟槽的侧斜面为(111)B面.在此基片上用低压MOCVD设备外延生长了GaAs/GaAsP多层膜,通过扫描电镜和微区拉曼光谱,研究它们的生长特性,发现GaAs和GaAsP的生长速率与基片的晶向及基片上的生长位置有关.根据这一生长特性,选择合适的W形沟道形状,用常规的量子阱外延方式,在W形沟道中央顶部突起的线条状平面上形成宝塔形生长,从而在尖端长出量子线.低温荧光光谱中观察到相应的能量峰,从而证实量子线的存在.     

GaAs/GaAlAs异质NIPI超晶格的光荧光谱

异质NIPI超晶格结构的基本单元是由n型和p型的宽禁带材料薄层及插在它们中间的不掺杂窄禁带材料层组成,如nGaAlAs-不掺杂GaAs-pGaAlAs-不掺杂GaAs四层结构,其中Ⅰ代表不掺杂层.它是组分超晶格和掺杂超晶格结合,因而具有许多新的性质,例如空间电荷分离,载流子局域在未掺杂区内等.这个结构最早是由德国的Dõhler等所研究.