应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中子带光吸收及其压力效应

在有效质量近似下,研究了应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中基态与第一激发态波函数、能级和导带内的子带光吸收及其压力效应,数值计算了光吸收系数随量子点尺寸、组分和光照强度的变化,讨论了流体静压力对光吸收的影响.结果表明:随着量子点尺寸的减小和组分的增加子带跃迁吸收峰升高且发生蓝移;GaN/AlxGa1-xN量子点子带跃迁产生的吸收峰值会随流体静压力的减小而增加且发生红移.     

纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中电子的带间跃迁光吸收

考虑纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中内建电场的作用,运用有限差分法自洽求解导带(价带)薛定谔方程和泊松方程,得到系统中电子(空穴)的能级和波函数,进一步采用黄金费米法则求得电子带间跃迁的线性和非线性光吸收系数及折射率变化.结果显示,由于ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO双量子阱中MV/cm量级的强内建电场,系统对尺寸和组分的调节作用较为敏感.当左阱宽度较小和中间垒达到一定宽度时,双阱的耦合作用增强;在给定阱垒宽度时,势垒的内建电场均随Mg组分的增加而增加,导致导带电子和价带空穴能级差变大且电子与空穴的空间分离,吸收峰及折射率变化峰值发生蓝移且相应峰值减小;随着中间垒宽度增加,相应峰值减小且发生红移;随着右阱宽度的增大,相应峰值先增后减且发生红移.此外,入射光强度可调节光吸收系数及折射率变化,随着光强的增加,光吸收系数及折射率变化峰值减小.     

闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中激子态及带间光跃迁

基于有效质量近似,运用变分方法研究闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中的激子态及带间光跃迁随闪锌矿GaN/AlGaN量子阱结构参数的变化关系,考虑电子与空穴在其量子阱中的有限势效应.数值计算结果显示出当量子阱的尺寸增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能降低,而当闪锌矿GaN/AlGaN量子阱中垒层材料AlGaN中Al含量增加时,基态激子结合能和带间光跃迁能增加.     

电子隧穿耦合双量子阱的结构设计及光学特性控制

结合实际半导体工艺设计一个导带中有3个子带能级的非对称双量子阱结构, 并利用束缚电子的有效质量薛定鄂方程计算了各子带能级的能量位置. 其中, 两个紧邻的激发态子带能级由于电子隧穿效应而相互关联. 当一个中红外波段探测光将基态能级同时耦合到两个激发态能级时, 可观测到一个中间夹很窄透明窗口的双峰结构吸收谱线. 在该量子阱结构上施加直流电场可改变两个探测跃迁上的电偶极矩比值, 进而有效控制两个吸收峰的相对高度和透明窗口内的色散曲线.      

抛物量子阱中的极化子能量

研究了抛物量子阱中电子－声子相互作用对极化子能量的影响,用改进的变分法计算系统中极化子基态和激发态能量以及基态到第一激发态的跃迁能量,并给出抛物量子阱ＧａＡｓ／Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ中的数值结果,研究发现,在较宽的量子阱中,电子－声子相互作用对极子能量的影响很明显。因此,讨论了极化子能量时不能忽略电子－声子相互作用。     

InGaAs/InGaAsP量子阱激光器材料带隙蓝移研究

为了在光开关器件的制作中实现低传输损耗的光波导 ,对InGaAs/InGaAsP分别限制异质结多量子阱 (SCH MQW )激光器结构进行了一系列带隙蓝移实验 .将能量 12MeV、注量 15×10 13cm- 2 的P+注入到实验样品后 ,在 70 0℃下快速热退火 90s.发现光致发光谱的峰值位置发生蓝移 989nm .蓝移量随着注入能量和注量的增大而增大 ,并且能量比注量对蓝移的影响更大 .     

InGaAs/InP量子阱材料生长后置无序技术的研究

研究了氖离子注入诱导 In Ga As/In P量子阱材料带隙变化的规律 .研究结果表明 ,由氖离子注入引起量子阱带隙蓝移 .蓝移的大小与量子阱的宽度 ,阱距表面深度 ,注入离子剂量 ,能量 ,及退火条件有关 .研究所得的参数对设计量子阱集成光器件有重要参考价值     

InGaAs／InP量子阱材料生长后置无序技术的研究

研究了氖离子注入诱导ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ量子阱材料带隙变化的规律，研究结果表明，由氖离子注入引起量子阱带隙蓝移。蓝移的大小与量子阱的宽度，阱距表面深度，注入离子剂量，能量，及退火条件有关，研究所得的参数对设计量子阱集成光器件有重要参考价值。     

氮化物无限抛物量子阱中极化子能量

采用LLP变分法研究氮化物抛物量子阱（GaN／Al0.3Ga0.7N）材料中自由极化子的能级,给出基态能量和基态到第一激发态跃迁能量随抛物量子阱宽度变化的函数关系．研究结果表明,自由极化子基态能量和跃迁能量随着阱宽的增大首先急剧减小,然后缓慢下降,最后接近GaN体材料中的三维值．这些结果在定性上与GaAs／ALGa1-x,As抛物量子阱中的值相似,但在定量上有所不同．GaN／Al0.3Ga0.7N抛物量子阱中电子一声子相互作用对极化子能量的贡献明显大于GaAs／Al0.3Ga0.7N抛物量子阱中的相应值,因此,讨论氮化物抛物量子阱中的电子态问题时应考虑电子一声子相互作用．     

纤锌矿GaN/AlN量子阱中的极化子

采用Lee-Low-Pines(LLP)变分法,讨论了纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN无限深量子阱材料中电子-定域长波光学声子相互作用,给出纤锌矿量子阱中自由极化子的基态能量、第一激发态能量和跃迁能量随阱宽的变化关系.数值计算中考虑了纤锌矿材料的各向异性,结果表明,极化子能量随阱宽的增大而减小,当阱宽较宽时,趋近于体材料的三维值.纤锌矿(闪锌矿)GaN/AlN量子阱材料中,电子-定域长波光学声子相互作用对极化子能量的贡献比闪锌矿GaAs/AlAs量子阱材料中的相应值大得多.因此,讨论GaN/AlN量子阱材料中电子态问题时应考虑电子-定域声子相互作用.     

三元混晶矩形量子阱线的表面和界面光学声子模

运用改进的无规元素等位移模型和玻恩-黄近似,结合介电连续模型,研究了含三元混晶的矩形量子阱线的表面和界面光学声子模。以GaAs/Al_xGa_(1-x)As和Zn_xCd_(1-x)Se/ZnSe为例,获得了表面和界面光学声子模的色散关系以及表面和界面光学声子模的频率随混晶组分和量子阱线结构的变化关系。结果表明:与二元晶体量子阱线和三元混晶单量子线不同,在GaAs/Al_xGa_(1-x)As和Zn_xCd_(1-x)Se/ZnSe量子阱线中分别存在十支和八支表面和界面光学声子模,这些表面和界面光学声子模的频率曲线分别位于二元晶体和三元混晶的体纵、横光学声子之间的频率区间内,且其能量随混晶组分和量子阱线结构的变化呈非线性变化,三元混晶的"单模"和"双模"性也在色散曲线中体现了出来。     

掺杂浓度和温度对δ掺杂的Al_xGa_(1-x)As/GaAs双量子阱系统电子态结构和子带间光学吸收系数的影响

在有效质量近似下,通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了在温度不为零时δ掺杂的AlxGa1-x As/Ga As双量子阱系统的电子态结构.研究了温度和掺杂浓度对双量子阱系统子带能级、费米能量、及子带间线性光学吸收系数的影响.研究发现,系统的本征能量随温度升高或随掺杂浓度的增大而增加;费米能量随温度升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加;子带间总的吸收系数随温度的升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加.除子带间跃迁3-6,4-5随温度升高线性光学吸收系数增加外,其他各主要子带间跃迁随温度升高线性光学吸收系数而减小;各子带间线性光学吸收系数随掺杂浓度的增大而增加.     

GaN LED量子阱光发射模型

在分析GaN LED量子阱结构对载流子限制和俘获的基础上,考虑量子限制Stark效应和Franz-Kddysh效应,提出了一种基于InGaN有源区的载流子复合及光发射模型.模拟结果表明LED的光发射效率和波长依赖于有源区In组分变化引起的势能涨落和阱尺寸,并得到LED发光波长红移的原因为：非故意掺杂引入新的施主能级和受主能级,新能级之间以小于带隙的能量跃迁;Franz-Keldysh效应随阱厚的增加而加强;压电极化和自发极化形成的内电场在空间上将电子和空穴隔开,但电子和空穴波函数的交叠允许它们在较低的能级上辐射复合;以及带边吸收的影响.     

Zn1-xCdxSe/ZnSe多量子阱光伏效应研究

测量以GaAs为衬底的Zn1-xCdxSe／ZnSe应变层多量子阱在不同温度下（18～300K）的光伏谱,研究Zn1-xCdxSe／ZnSe多量子阱的光伏效应和带间激子跃迁,实验结果表明,Zn1-xCdxSe／ZnSe量子阱具有显著的量子限制效应,从18K直至室温,都能观测到清晰的激子跃迁峰,说明Zn1-xCdxSe／ZnSe是制作室温下工作的蓝绿激光器等发光器件的合适材料。     

量子点量子阱结构中极化子效应对斯塔克能移的影响(英文)

采用变分法研究了量子点量子阱结构中极化子效应对斯塔克能移的影响.计算中考虑了电子与体纵光学声子和表面光学声子的相互作用.以CdS/HgS量子点量子阱结构为例进行数值计算,发现极化子基态能量随量子点半径的增加而单调增加,随电场强度的增加而单调减少.电子-声子相互作用增强了斯塔克能移.极化子自陷能随量子点半径及电场强度的增加而增加.量子点量子阱结构的尺寸对极化子斯塔克能移有显著影响.     

外电场作用下球形量子点的光学性质

在有效质量近似下,运用变分法研究了外电场作用下球形量子点GaN/Al_xGa_(1-x)N的光吸收系数,数值计算了基态和第一激发态的波函数和能级,获得了吸收系数随电场、组分、量子点尺寸以及光强的变化关系.结果表明,随电场强度和量子点尺寸的增加,总吸收系数曲线峰值的位置向长波方向移动,总吸收系数曲线峰值降低;随着Al组分的增加吸收峰发生蓝移,总吸收系数峰值升高;总吸收系数随着光强的增加吸收峰值降低.     

准一维多嵌段共聚物有机量子阱和超晶格特征

在紧束缚模型的基础上, 研究了由聚乙炔(PA)和聚对苯撑(PPP)组成的准一维多嵌段共聚物系列材料的电子特性, 发现它们具有量子阱或超晶格特征. 各单体的尺度、单体间界面耦合以及电子-声子相互作用的强弱对共聚物的电子性质都有显著的影响, 与传统半导体量子阱和超晶格相似, 沿链方向外加电场的作用, 可导致量子隧穿的发生以及Franz-Keldysh效应和量子约束效应的出现.     

GaAlN/GaN量子阱中电子的激发态极化

考虑了纤锌矿结构材料的各向异性造成的内建电场的作用，计算了GaN／GaAlN量子阱内电子的激发态极化．结果表明．电子偶极矩改变随Al浓度的增加非线性减小．一般情况下激发态极化产生的电场强度远小于内建电场．可忽略不记，但当n取较大值(10^19／cm^3以上)时，即材料被重掺杂时，激发态极化产生的电场强度对内建电场的影响不能忽略．     

量子点量子阱结构中激子的极化效应(英文)

考虑激子与体纵光学声子的相互作用,采用变分法研究了量子点量子阱结构中澈子的极化效应.以CdS/HgS量子点量子阱结构为例进行数值计算,得到了激子的基态能量和束缚能.研究结果表明,声子对澈子束缚能的贡献随着阱宽的增加而增加,极化子效应不能忽略.激子的基态能量和束缚能明显依赖于量子点量子阱结构的核半径和壳层厚度,量子点量子阱结构的尺寸对激子-声子相互作用有重要的影响.     

量子阱中弱耦合极化子的内部激发态能量

采用线性组合算符和变分相结合的方法,研究了电子与体纵光学声子弱耦合情况下量子阱中极化子的内部激发态能量．导出了无限深量子阱中弱耦合极化子的第一内部激发态能量与阱宽和电子一体纵光学声子耦合强度的函数关系．通过数值计算,结果表明：弱耦合极化子的第一内部激发态能量随阱宽L的增大而减小,随电子一体纵光学声子耦合强度a的增大呈线性减小．