纳秒激光加工生成网孔硅的发光

我们分别在氧气、氮气或空气等不同氛围中用纳秒脉冲激光在硅基上加工生成网孔结构,发现这些样品有增强的PL发光,且各样品的PL峰很相似。通过第一性原理计算,发现各种网孔结构表面的成键类型与密度是形成PL发光增强的关键,并由此提出相应的物理模型。     

Role of nitrogen and oxygen in emission of Si quantum dots formed by pulse laser

Silicon quantum dots fabricated by nanosecond pulsed laser in nitrogen, oxygen or air atmosphere have enhanced photoluminescence (PL) emission with the stimulated emission observed at about 700 nm. It is difficult to distinguish between the photoluminescence peaks emitted from samples prepared in different atmospheres. The reason for the appearance of similar peaks may be the similar distribution of the localised states in the gap for different samples when silicon dangling bonds of quantum dots are passivated by nitrogen or oxygen. It is revealed that both the kind and the density of passivated bonds on quantum dot surface prepared in oxygen or nitrogen have a strong influence on the enhancement of PL emission.     

拉曼-纳斯声光衍射性质研究

本文研究激光通过超声光栅形成的拉曼-纳斯声光衍射,发现衍射级次的出现随超声波频率的改变而呈现周期性的变化,然后从理论上分析这种周期性变化的形成机理。实验结果给出:拉曼-纳斯声光衍射的一级衍射角是一固定值。当超声波频率的改变范围不大时,一级衍射角不随超声波频率的改变而改变。这与理论预期有偏差,理论上给出衍射角与超声波频率有关。这一发现对声光效应在光束偏转等方面的应用有重要的意义。     

纳秒激光加工生成硅量子点的发光性质研究

该文报道氧气、氮气或空气等不同氛围中用纳秒脉冲激光在硅基上加工生成量子点结构,发现这些样品在700 nm波长附近均有增强的光致发光(Photoluminescence,PL),且各样品的PL峰很相似;经适当退火处理后,在某些样品上观察到随机受激发光.通过第一性原理计算,发现各种量子点结构表面的成键类型与密度是形成PL发光增强的关键,并由此提出相应的物理模型.     

氧气中加工生成硅量子点的受激发光

用纳秒脉冲激光辐照加工生成硅量子点结构,经过适当退火后,在605 nm和693 nm处检测到受激发光峰并能观察到有明显的光增益现象和阈值行为。通过在硅量子点表面建立Si-O-Si桥键和Si=O双键键,用第一性原理对氧气中用激光加工的硅基量子点的电子态密度进行模拟计算,结果表明两种键在量子点中都形成局域态,但局域态位置不同。结合理论和实验,得出产生受激发光峰增强效应和阈值行为的主要原因,并提出硅量子点纳米激光这一新思想,量子受限效应决定激光的抽运能级,局域态在导带和价带之间为粒子数反转提供必要条件。