用于短波段发光二极管的二维光子晶体禁带研究

运用平面波展开法(PWE),针对光子晶体在短波长段发光二极管(LED)领域上的应用,主要选择高频禁带模式,研究了4种具有较大应用潜力的二维光子晶体结构,包括正方空气柱结构、三角空气柱结构、正方介质柱结构和三角介质柱结构。在不同晶格常数、占空比(AFF)、柱半径和晶格常数比下,分析了TE模式和TM模式光子禁带的变化。数据分析表明,光子禁带中心波长随AFF增加而变小。相比于其他结构,正方介质柱结构更适于短波段光子晶体LED来提高其出光效率,三角介质柱结构和三角空气柱结构适合用于构造短波段偏振光LED。     

INVESTIGATION OF DEFECTS IN Ge-DOPED GaAs CRYSTAL GROWN IN A MAGNETIC FIELD

Ge-doped GaAs single crystals have been grown by liquid-encapsulated Czochralski method in absence and presence of a magnetic field of 4000Gauss. By means of high op-tical efficiency photoluminescence, spectra of the grown crystals at room temperature were obtained, which consist of two emission bands A and B at 1.39-1.42eV and 0.97-1.05eV, respectively. Comparing the photoluminescence mappings with microphotographs of etched wafers, Hall effect results and electron probe microanalyses of the n- and p-type crystals with different Ge concentrations, we considered that the emission bands A and B originate from Ge-related acceptor and donor complexes, respectively. The complexes were formed during crystal growth, mainly due to temperature fluctuations in molten Ge-doped GaAs. The concentrations and homogeneities of the defects can be improved by the application of a magnetic field during crystal growth to suppress the temperature fluctuation.     

GaN外延层中的缺陷对光学性质的影响

用金属有机化合物气相外延（ＭＯＶＥＰ）方法生长具有不同表面形貌的非掺杂ＧａＮ，并对部分样品的外延层表面进行镜面加工．用阴极射线发光、光散射和拉曼散射方法观察ＧａＮ中深能级发光、缺陷散射光分布和拉曼散射光频移．结果表明，缺陷不但影响ＧａＮ的发光和光散射，而且影响拉曼频移     

超细SnO2纳米晶粒带边光吸收的线度效应

采用超细过滤方法,分别制备含有平均线度小于2nm的超细SnO₂纳米晶粒的酸性和碱性溶胶溶液.通过动态光散射、X射线衍射和晶粒透射电子显微镜像测量,确定了SnO₂晶粒的线度.对其光吸收谱测量发现,超细过滤后酸性和碱性溶胶溶液中晶粒的带边光吸收能量均有明显蓝移.分析结果表明,SnO₂晶粒的线度减小是同类晶粒带边光吸收蓝移的主要原因. 关键词： 超细纳米晶粒 透射电子显微镜 带边光吸收 表面化学修饰     

掺碲InSb单晶的垂直温度梯度凝固生长法研究

本工作成功地建立一套垂直温度梯度凝固晶体生长设备，并在无氢气的气氛下生长了掺碲ＩｎＳｂ体单晶。通过霍尔效应、原子吸收谱和腐蚀等方法对掺碲ＩｎＳｂ晶体中的缺陷在宏观、微尺度上的分布进行分析。研究结果表明，在宏观尺度上碲杂质沿生长方向的分布与准静态生长的溶质分布接近，在微尺度上分布均匀，无观察到生长条纹。     

ZnO中Li相关缺陷结构性质

采用第一性原理量子力学分子动力学方法,基于32个原子的超原胞模型,计算了ZnO中各种Li相关缺陷的有关几何和电子结构。通过不同模型的计算分析表明,ZnO中Li杂质在间隙位上的总能比替位Zn格位的能量更低,但却形成施主能级。进一步通过构造Li替Zn位Li_Zn与不同本征缺陷所构成的复合体结构,并对模拟计算的结果进行分析比较得出,O反位O_Zn可与Li_Zn形成比Li间隙位更稳定的复合体,可高溶解度地稳定存在于ZnO中,并在禁带中产生受主能级,是较好的p型导电性候选缺陷。     

硅酸锌的电子结构

采用局域密度泛函理论和第一性原理的方法,计算四方结构和六角结构硅酸锌的平衡晶格常数、电子态密度和能带结构。计算结果表明,四方结构硅酸锌的平衡晶格常数为0.71048nm,六角结构为1.40877nm,两者与实验值的误差均在1%左右。态密度图显示,主要电子态分布在-7.18～0.00eV和2.79～10.50eV两个能量区域;同时,不同元素电子对导带和价带有不同贡献,其中氧的p态电子对价带顶贡献最大,锌的s态电子对导带底贡献最大。能带计算表明,四方与六角结构硅酸锌均为直接带隙半导体,禁带宽度分别为2.66,2.89eV。     

AlGaN量子结构及其紫外光源应用

AlGaN量子结构是实现高光效、高稳定紫外固态光源的核心.近年来,AlGaN半导体材料及其紫外光源应用研究取得了较大的进展.然而,AlGaN材料的生长制备只能在非平衡条件下完成,涉及的生长动力学问题十分复杂,制约了量子阱等结构品质的提高;材料带隙宽,p型掺杂难度大,激活效率低,限制了载流子注入;光学各向异性显著,不利于光从器件正面出射.因此,AlGaN基紫外、特别是深紫外波段器件性能还有待提高.本文梳理了AlGaN量子结构与紫外光源效率之间的关系,详细阐述和总结了有源区量子结构、p型掺杂量子结构以及光学各向异性调控等方面所面临的挑战及近年来的重要研究进展.