InP基InAs量子线异常的变温光致发光谱研究北大核心CSCD

制备了InAs/InAlGaAs/InP(001)量子线结构,利用变温光致发光谱(PL)研究了InAs量子线的光学特性.随温度增加InAs量子线PL谱的发光峰位呈异常的S型变化,即:在15K^35K时峰位红移;在35K^55K温度范围内峰位发生了蓝移;随后随温度进一步增加,峰位再次发生红移.分析认为这种S型峰位的变化可能是由于不同温度下载流子的不同复合机制所引起的.     

光致发光谱研究自组织InAs双模量子点态填充

采用固态源分子束外延技术在GaAs(100)衬底上,制备了InAs量子点,对样品进行原子力显微镜测试,统计结果表明量子点尺寸呈双模分布。光致发光谱研究表明,在室温和77 K下,小量子点的发光峰均占主导地位,原因可能是：(1)大量子点的态密度小于小量子点;(2)捕获载流子速率,大量子点小于小量子点;(3)大量子点与盖层存在较大的应变势垒和可能出现的位错和缺陷,导致温度变化引起载流子从小尺寸量子点转移到大尺寸的量子点中概率很小。     

重离子辐照SiO_2/Si结构变温光致发光谱研究

本文研究了重离子辐照前后SiO_2/Si结构光学性质的变化。实验选择初始能量为414 MeV,不同辐照总剂量的Sn离子,在室温下辐照氧化层厚度为36nm和90nm的SiO_2/Si结构。并在不同测试温度下获得了辐照前后SiO_2/Si结构的光致发光谱(PL)谱。在相同的测试温度下,随着辐照总剂量的改变,峰位发生了移动,峰的强度也发生了改变;在相同的辐照总剂量下,随着测试温度的改变,峰位发生移动。由于受束缚激子发光的影响,在测试温度为80K时出现了一个新的光致发光峰。     

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     

InGaAsN量子阱的光致发光谱研究(英文)

我们测量了低N组分的InGaAsN/InGaAs/GaAs量子阱材料的光致发光(PL)谱,测量温度范围从13K到300K。实验结果显示,InGaAsN的PL谱的主峰值的能量位置随温度的变化呈现出反常的S型温度依赖关系。用Varshni经验公式对实验数据进行拟合之后,发现在低温下InGaAsN量子阱中的载流子是处于局域态的。此外,我们还测量了样品在不同的温度、不同的能量位置的瞬态谱,结果进一步证实了:在低温下,InGaAsN的PL谱谱峰主要是局域态激子的复合发光占据主导地位,而且InGaAsN中的载流子局域态主要是由N等电子缺陷造成的涨落势引起的。     

InP基近红外波段量子线激光器的温度特性研究

制备了InP基近红外波段量子线激光器,在激光器温度特性分析中,观察到了反常的特征温度分布曲线.随着热沉温度增加,在120—180 K时,激光器阈值电流随温度升高出现下降趋势,即出现了负的特征温度.分析认为负特征温度的出现是由于随温度变化载流子再分布引起的.     

InAs 单量子点精细结构光谱

在5 K下,采用光致发光光谱和时间分辨光谱研究了不同单量子点的精细结构和对应发光光谱的偏振性、单激子/双激子发光光谱和相应发光动力学。给出InAs单量子点发光光谱所对应能级的精细结构及激子本征态的偏振特性。当精细结构能级劈裂为零时, 激子的本征态为简并的圆偏振态。而当精细结构能级劈裂大于零时,一般在几十到几百μeV,激子的本征态为非简并的线偏振态。相对于单激子发光寿命,激子-激子间的散射使单激子的复合发光寿命减小。     

InAs/InP柱型量子线中隧穿时间和逃逸问题的研究

在有效质量近似和绝热近似下,利用转移矩阵法研究了电子通过In As/In P/In As/In P/In As柱形量子线共振隧穿二极管的输运问题,分析和讨论了电子居留时间以及电子的逃逸过程.详细研究了外加电场、结构尺寸效应对居留时间和电子逃逸的影响.居留时间随电子纵向能量的演化呈现出共振现象;同时,结构的非对称性对电子居留时间有很大的影响,随着结构非对称性的增加,居留时间表现出不同的变化.利用有限差分方法研究了非对称耦合量子盘中电子的相干隧穿逃逸过程.     

InAs／InP量子点的喇曼散射谱

对LP－MOCVD生长InAs量子点进行了背散射几何配置下的拉曼散射分析和比较，发现InAs量子点的LO模和TO模与体材料相比发生了较大程度的蓝移。考虑应变和限制效应的理论计算结果与实验吻合较好。加入GaAs薄张应变层的InAs量子点的LO模和TO模发生了更大程度的蓝移，同时无InP盖层的样品观察到应变的部分释放。     

易解石族矿物的Raman光谱和光致发光谱研究

测定并讨论了中国白云鄂博矿区变生及退火晶态易解石族矿物Ｒａｍａｎ光谱和光致发光谱,与退火晶质矿物相比,变生态易解石的Ｒａｍａｎ光谱和光致发光谱的强度降低,谱线宽化弥散,说明在变生过程中,矿物的结构发生畸变,元素分布趋于无序。分析表明,易解石族矿物在５１４．５ｎｍ激光激发下的所有光致发光谱峰均出自Ｎｄ＾３＋的辐射跃迁。     

In0.53Ga0.47As/InP量子阱与体材料的1 MeV电子束辐照光致发光谱研究

为获得对In_0.53Ga_0.47As/InP材料在电子束辐照下的光致发光谱变化规律, 开展了1 MeV电子束辐照试验, 注量为 5×10¹²-9×10¹⁴ cm^-2. 样品选取量子阱材料和体材料, 在辐照前后, 进行了光致发光谱测试, 得到了不同结构In_0.53Ga_0.47As/InP材料在1 MeV电子束辐照下的不同变化规律; 对比分析了参数退化的物理机理. 结果显示: 试验样品的光致发光峰强度随着辐照剂量增大而显著退化. 体材料最先出现快速退化, 而五层量子阱在注量达到6×10¹⁴ cm^-2时, 就已经退化至辐照前的9%. 经分析认为原因有: 1)电子束进入样品后, 与材料晶格发生能量传递, 破坏晶格完整性, 致使产生的激子数量减少, 光致发光强度降低; 电子束辐照在材料中引入缺陷, 增加了非辐射复合中心密度, 导致载流子迁移率降低. 2)量子阱的二维限制作用使载流子运动受限, 从而能够降低载流子与非辐射复合中心的复合概率; 敏感区域截面积相同条件下, 体材料比量子阱材料辐射损伤更为严重. 3)量子阱的层数越多, 则异质结界面数越多, 相应的产生的界面缺陷数量也随之增多, 辐射损伤越严重.     

多孔硅镍钝化处理的光致发光谱研究

报道了对多孔硅在NiCl2中电解钝化处理的一种新方法,观测了经不同时间处理后多孔硅的光致发光谱,其光谱表明,恰当的处理条件,可使峰值强度增大约2．5倍,峰值波长蓝移33nm,分析了现象发生的原因是由于多孔硅表面的SiHx中的H被Ni替换成SiNix的结果。     

氮团簇离子注入单晶硅的光致发光谱研究

氮团簇离子N⁺₁₀注入单晶硅直接诱发其表层转化为纳米晶结构, 导致光学性质发生显著变化. 在250—320nm波段的紫外光激励下,在330—500nm光区出现明显的光发射带,并在360nm附近产生强度极高、单色性良好的发射峰,其强度达到N⁺注入试样或基底的5倍,是N⁺₂注入试样的1.5倍. 在可见光区的730nm附近和近红外区的830nm附近也出现发光带. 所有上述发光都非常稳定,可长时间保持其发 关键词： 光致发光 团簇离子注入 硅单晶 纳米晶结构     

电场调谐InAs单量子点的发光光谱

采用稳态和时间分辨发光光谱,研究了生长在p-i-n二极管结构内的InAs单量子点发光光谱的电场调谐特性.随着电场强度的增加,观察到量子点中激子发光的Stark 效应.通过选择不同波长的激光线激发量子点样品,发现随着电场强度的增加导致量子点发光强度的减弱,这是由于量子点俘获载流子概率的减小所致,而激子寿命的增加源于电场导致激子的Stark效应. 关键词： InAs单量子点 Stark效应 电子-空穴分离     

InAs/GaAs量子点的静压光谱压力系数研究

采用有效质量模型和非线性弹性理论计算了不同尺寸InAs/GaAs量子点的静压光谱发光峰的 压力系数(PC).量子点峰位随压力的变化主要来自禁带宽度和电子束缚能随压力变化两方面 的贡献.由于InAs/GaAs量子点是一个应变体系，体系的晶格常数，失配应变和弹性系数均随 外加压力变化，使得加压后量子点的禁带宽度相对于非应变体系略有减小，同时势垒高度增 加，电子束缚程度增加.两者共同作用引起的InAs应变层的禁带宽度压力系数减小是导致量 子点的压力系数小于InAs体材料的主要原因.同时计算结果表明，电子束缚能随压力变化对 不同尺寸量子点的压力系数的影响不同，量子点尺寸越小，受其影响越大，压力系数也越大 . 关键词： 量子点 压力系数 应变     

InAs/GaAs表面量子点的压电调制反射光谱研究

运用压电调制反射光谱(PzR)方法测量了在以GaAs(311)B为衬底的In_0.35Ga_0.65As模板上生长的InAs表面量子点结构的反射谱.在77K温度下，观察到了来自样品各个组成结构(包括表面量子点本身、被覆盖层覆盖的量子点、In_0.35Ga_0.65As模板以及GaAs衬底等)的调制信号.来自表面量子点本身的调制信号是多个清晰的调制峰.用一阶和三阶微分洛伦兹线形对PzR谱中对应结构的实验数据进行了拟合，精确确定了与样品的各个组成结构相对应的调制峰的能量位置.对不同样品PzR谱的差异进行了定性的说明. 关键词： 压电调制光谱 InAs/GaAs 表面量子点 洛伦兹线形拟合     

激光诱导多孔硅晶格畸变的Raman光谱和光致发光谱研究

研究了掺钛水热法制备多孔硅的Raman光谱和光致发光谱.实验发现,当激光功率较低时,多孔硅的Raman光谱在略低于520cm^-1附近表现为一锐的单峰,和晶体硅的Raman光谱类似.随激光功率增大,该单峰向低波数移动,Raman和光致发光峰的强度与激光强度的一次方成正比.当激光功率增大到一定值时,该单峰分裂成两个Raman峰,光致发光谱的强度突然增大,与激光强度之间不再满足一次方的关系,位于低波数一侧的Raman峰随激光功率增大进一步向低波数移动.多孔硅Raman光谱随激光功率的变化是 关键词： 多孔硅 Raman光谱 光致发光     

稀土氟碳酸盐矿物的光致发光谱和吸收谱研究

测定并讨论了产自四川冕宁矿区的氟碳铈矿和产自内蒙白云鄂博稀土矿区的黄河矿、氟碳钙铈矿、氟碳铈钡矿的光致发光谱。结果表明,稀土氟碳酸盐矿物在488.0nm和514.5nm激光激发下的光致发光中心是Nd3+,发光谱中的所有谱带均出自Nd3+的辐射跃迁。在488.0nm激光激发下,稀土氟碳酸盐矿物在495nm到733nm谱区的发光谱带强而尖锐,但在514.5nm激光激发下,这个谱区的谱带明显变弱或消失,转而出现783nm到907nm谱区的强发光谱带。可见光吸收谱表明稀土氟碳酸盐矿物对可见光的吸收也与矿物中的Nd3+有关。     

InP基高功率短波长量子级联激光器设计

阐述了InP基高功率短波长量子级联激光器(QCL)的设计原理和设计方案。从有源区设计模型出发,介绍了器件的理想和实际载流子传输路径,进而指出有源区设计的发展趋势和方法。根据器件的发展进程,综述了双声子共振设计,非共振抽取式设计,超强耦合设计,深阱设计,浅阱设计,短注入区设计等先进设计方案,这些设计方案使得QCL在低温下的电光转换效率在50%以上,最大室温连续输出功率超过3 W,而器件的特征温度T₀和T₁的最大值分别达到383 K和645 K。针对量子级联激光器的短波长高功率提供的先进设计方案扩大了QCL在民用与军用领域的应用前景,该设计方案亦可为其它波段量子级联激光器实现室温高功率的设计提供借鉴。