h-BN型超晶格等离子体光子晶体能带特性研究

六方氮化硼(h-BN)晶格结构是一种类六方对称复式超晶格结构。具有h-BN晶格构型的光子晶体以其宽光子带隙特点受到国内外学者的广泛关注。本文利用不同尺度低压气体放电管与Al₂O₃介质棒周期性排列,构建了新型h-BN型超晶格等离子体光子晶体,实现其空间结构和等离子体参数的动态调控。利用微波透射谱对比研究了h-BN型超晶格与简单三角晶格等离子体光子晶体禁带位置、宽度和数目。分析了放电电流、介质棒阵列数对不同频段光子带隙的影响,以及电磁波入射角度对电磁传输特性的影响。结果表明：等离子体的引入不仅能够形成新的光子带隙,而且可以选择性地使部分禁带位置发生移动;相对于简单三角晶格,h-BN型超晶格等离子体光子晶体呈现出更多光子带隙;Al₂O₃介质棒阵列数对等离子体光子晶体禁带位置、宽度和数目均具有重要影响。电磁波入射角度变化越大,电磁传输特性差别越显著,透射谱相关性越差。本文所设计的新型h-BN型超晶格等离子体光子晶体为制作可调谐光子晶体提供了新的思路,在微波和太赫兹波控制领域具有潜在应用价值。     

320×256二类超晶格探测器驱动电路的设计

为了验证二类超晶格红外探测器的性能,设计了探测器的驱动电路。因红外探测器的灵敏度高,设计了低噪声电源偏置电路,优化了电路板的布局。结合320×256长波红外焦平面组件特点设计的驱动电路为探测器组件提供电源与偏置电压、时序与控制信号。实验结果表明,该驱动电路能基本满足二类超晶格红外成像系统低噪声、高精度的要求。     

从纳米晶到三维超晶格结构

纳米晶的有序组装对未来纳米材料的应用拓展具有重要意义. 本综述介绍了纳米晶三维超晶格的研究价值以及制备方法,着重对“胶体溶液蒸发”、“不良溶剂扩散”、“胶束引导集聚”、“氢键连接”、“静电聚集”、“DNA导向”、“外场辅助”和“水－油界面辅助”的组装机制进行了总结与评述,同时也探讨了这一新兴领域中仍然存在的挑战.     

研究开发适应于国际标准的SPM针尖特性表征结构

标准化是当前扫描探针显微镜领域(SPM)的一项重要工作.国际标准化组织ISO自2004年起已经将SPM标准化列入其工作框架之内,并建立了相关的分委员会、技术委员会和工作小组.本文介绍了国际上当前有关SPM标准化方面努力和主要趋势:SPM术语的标准化被认为是SPM标准化工作范围内首先需要考虑的问题,其相关标准即将发表;SPM数据管理及处理的标准化则是另一项正在进行的有利于数据访问、处理和共享的重要工作.可溯源计量型原子力显微镜(AFM)的发展解决了纳米尺度的度量问题,能够通过对标准物质进行定量分析与定标实现量值的传递.当前发展能够被计量型AFM鉴定的参考物质以及标准化仪器校正过程是实现SPM标准化之前的当务之急.为了促进SPM领域ISO标准的实现,一种新的针尖特性表征结构(tip characterizer)已经被开发出来.这种tip characterizer由超晶格组装技术实现,能够描述针尖的形状并且同时进行侧向尺度的校正.本文探讨了这种新型tip characterizer的性能.这种tip characterizer不易损坏针尖,具有很好的重复性,并能帮助实验观察分析针尖形状和结构几何特性之间的关系.     

非晶态Si/SiN_x超晶格材料的发光与非线性光学特性

采用射频磁控反应溅射技术制备了a-Si/SiN_x超晶格材料,并采用热退火技术对材料进行处理。利用吸收光谱和X射线衍射谱对材料进行表征,结果表明Si层呈现非晶态。为研究材料的三阶非线性光学特性,对材料进行Z扫描研究,测量数据表明,材料的非线性吸收为反饱和吸收,材料非线性折射率呈现为负值,该材料的χ(3)的实部为4.57×10~(-17)C(1.39×10~(-7)esu),虚部为1.49×10~(-17)C(4.48×10~(-8)esu),该极化率数值比体硅材料的χ(3)值大5个数量级。对该材料非线性光学产生的机理进行了研究,认为材料体现出的较强的量子限制效应是非线性极化率增强的主要来源。     

Correlations between electronic energy bands spin splitting and magnetic profile symmetry of magnetic superlattice

We have theoretically investigated the energy band structures of two typical magnetic superlattices formed by perpendicular or parallel magnetization ferromagnetic stripes periodically deposited on a two-dimensional electron gas (2DEG), where the magnetic profile in the perpendicular magnetization is of inversion anti-symmetry, but of inversion symmetry in parallel magnetization, respectively. We have shown that the energy bands of perpendicular magnetization display the spin-splitting and transverse wave-vector symmetry, while the energy bands of the parallel magnetization exhibit spin degeneration and transverse wave-vector asymmetry. These distinguishing spin-dependent and transverse wave-vector asymmetry features are essential for future spintronics devices applications.     

用X双晶衍射法研究InGaAs/GaAs量子阱结构

用X射线双晶衍射方法对MBE方法生长的InGaAs/GaAs量子阱结构材料进行了测试分析.结果表明,在材料生长过程中,深能级的引入严重影响了材料的光学特性及界面完整性.通过改变衬底温度、V/Ⅲ速流比等实验条件,得到了质量较好的材料.同时对实验样品的双晶衍射回摆曲线中干涉条纹及峰的劈裂现象进行了理论分析.     

Microwave oscillator based on Bloch oscillations of electrons in a semiconductor superlattice

We report on a microwave oscillator based on Bloch oscillations of electrons in a semiconductor superlattice. Our GaAs/AlAs superlattice, at room temperature, was coupled electromagnetically by an antenna to a rectangular cavity resonator, and was operated at a current-voltage state of negative differential conductance. We observed generation of microwave radiation at frequencies, depending on the resonator length, between 7 and 30 GHz. Electronic tuning by several percent was possible; the ratio of linewidth to frequency was of the order of 10^?4. A radiation power up to 1 μW (at 10 GHz) was obtained, corresponding to a generator efficiency of the order of 10^?3 for the conversion of electrical power to microwave radiation.     

阻尼Bloch振荡和负微分电导现象的简单理论分析

用能带理论分析一维超晶格电子在直流外场作用下的阻尼运动，对Ｂｌｏｃｈ振荡和负微分电导现象给出清楚的物理图象，并通过数值解得到有阻尼时振荡频率随外场增加而趋近于Ｂｌｏｃｈ频率的一般规律。     

Ⅱ－Ⅵ族应变层超晶格的X射线衍射分析

本文报导了用计算机控制的衍射仪（ＣｕＫα辐射）测量的金属有机化学汽相沉淀（ＭＯＣＶＤ）方法生长的Ⅱ－Ⅵ族应变层超晶格的Ｘ射线衍射曲线，观察到了超晶格结构的多级卫星峰，且卫星峰的强度随角度呈周期性变化．对这种卫星峰形成包络的衍射曲线，用Ｘ射线运动学衍射理论进行了分析和讨论，这种讨论有助于理解Ｘ射线衍射曲线中卫星峰的形成．同时用光致发光和包络峰宽度的方法估算了样品的结构参数．