GaP_(1-x)N_x混晶(x=0.24%～3.1%)发光复合机制的研究

利用变温光致发光(PL)谱研究了一系列GaP1-xNx混晶的发光复合机制.GaP1-xNx混晶的PL谱从低组分的NN对束缚激子及其声子伴线到高组分杂质带发光的特征,表现出明显的带隙降低的趋势.测量结果显示,在组分x≥0.24%的样品的发光谱中NN1能量之下已经开始出现几个新的束缚态,在低组分的混晶中,只存在一种激活能,仍然保持有束缚激子的特征;而在高组分样品(x≥0.81%)中存在两种激活能.高组分样品一方面仍保留有束缚激子的特征,另一方面也表现出新的发光机制.     

GaP1-χNχ混晶（χ-0．24％～3．1％）发光复合机制的研究

利用变温光致发光(PL)谱研究了一系列GaP1-χNχ混晶的发光复合机制．GaP1-χNχ混晶的PL谱从低组分的NN对束缚激子及其声子伴线到高组分杂质带发光的特征，表现出明显的带隙降低的趋势．测量结果显示，在组分χ≥0．24％的样品的发光谱中NN1能量之下已经开始出现几个新的束缚态，在低组分的混晶中，只存在一种激活能，仍然保持有束缚激子的特征；而在高组分样品(χ≥0．81％)中存在两种激活能．高组分样品一方面仍保留有束缚激子的特征．另一方面也表现出新的发光机制．     

GaP:N束缚激子发光动力学的研究

本文在带一带激发条件下,用发光动力学的方法,研究了15k—150k温区内GaP:N中束缚激子发光的能量转移过程,以及同束缚机制相关的发光热猝灭过程。分析结果表明,无辐射复合在转移和热猝灭过程中起重要作用。由于无辐射复合几率随温度升高而增大,发光热猝灭的表现激活能比发光中心本身热离化的激活能偏大,而且,能量转移越显著,所得的表观激活能越大。对于NN_1和NN_3中心,发光热猝灭规律的具体分析结果完全符合HTL模型。     

混晶GaAs1—xPx：N中等电子杂质束缚激子的发光

在７７Ｋ流体静压和低激发功率密度两种不同实验条件下，对组分ｘ＝０．８８混晶材料ＧａＡｓ１－ｘＰｘ：Ｎ的光致发光进行了研究，在发光谱中分别明显地出现ＮＮｉ（ｉ＝１，３）对束缚激子的发光峰。观察到压力下Ｎｘ带发光猝灭及谱带窄化。低温下，降低激发功率密度，Ｎｘ谱带移向低能量位置并且半宽变窄。实验结果表明发生Ｎｘ束缚激子从孤立Ｎｘ中心到ＮＮｉ中心的热激活转移，分析结果说明，在加压和低激发密度下，发生这种转     

混晶GaAs_（1－x）P_x：N中等电子杂质束缚激子的发光

在７７Ｋ流体静压和低激发功率密度两种不同实验条件下，对组分ｘ＝０．８８混晶材料ＧａＡｓ＿（１－ｘ）Ｐ＿ｘ：Ｎ的光致发光进行了研究。在发光谱中分别明显地出现ＮＮ＿ｉ（ｉ＝１，３）对束缚激子的发光峰。观察到压力下Ｎ＿ｘ带发光猝灭及谱带窄化。低温下，降低激发功率密度，Ｎ＿ｘ谱带移向低能量位置并且半宽变窄。实验结果表明发生Ｎ＿ｘ束缚激子从孤立Ｎ＿ｘ中心到ＮＮ＿ｉ中心的热激活转移。分析结果说明，在加压和低激发密度下，发生这种转移现象的主导机制分别是多重陷入和变程跳跃．     

混晶半导体材料GaAs_（1－x）P_x：N（x＝0．4）光致发光谱研究

采用变激发功率密度下的光致发光，变温下的光致发光等手段，研究了混晶ＧａＡｓ１－ｘＰｘ：Ｎ（ｘ＝０．４）样品中各发光带的发光特性，比较了不同激发条件下Ｎｒ与Ｎｘ发光带的不同行为，求得在不同的温度区间内，Ｎг及Ｎｘ不同的激活能，结果表明Ｎг与Ｎｘ分属不同的杂质发光中心，有着不同的束缚激子的机制．     

混晶半导体材料GaAs1—xPx：N（x=0.4）光致发光谱研究

采用变激发功率密度下的光致发光，变温下的光致发光等手段，研究了混晶ＧａＡｓ１－ｘＰｘ：Ｎ（ｘ＝０．４）样品中各发光带的发光特性，比较了不同激发条件下Ｎｒ与Ｎｘ发光带的不同行为，求得在出不同的温度区间内，Ｎｒ及Ｎｘ不同的激活能，结果表明Ｎｒ与Ｎｘ分属不同的杂质发光中心有着不同的束缚激子的机制。     

静压下GaAs_(1-x)P_x:N(x≤0.88)中N等电子陷阱的束缚激子发光

通过研究77 K温度下不同组份的GxAs_(1-x)P_x:N(x≤0.88)的静压光致发光,在x=0.88的样品中首次观察到NH_3 的发光,压力使N_x谱带窄化及其LO声子伴线的黄昆因子变小等现象。结果表明,压力使得混晶无序效应减弱,加强了激子从N_x?NN_i的能量转移过程。     

三元混晶中的Wannier激子的有效哈密顿量和束缚能

本文研究了三元混晶A_xB_(1-x)C中的Wannier激子与LO-声子的作用,导出了有效哈密顿量,在x=0,x=1的极限下它能完全蜕化成相应的二元晶体的有效哈密顿量,在大半径的情况下,对弱束缚的Wannier激子的基态能,束缚能,激子半径等参量以Al_xGa_(1-x)As为例进行了计算.     

GaAs_(1-x)N_x混晶的喇曼散射研究

室温下采用背散射几何配置,在近共振条件下测量GaAs1-xNx混晶的喇曼散射谱.由于N原子的引入,导致类GaAs的LO1、TO1声子和类GaN的LO2声子线宽变大,禁戒的TO1声子变为喇曼活性;随着N组分的增加,TO1声子强度增大、LO1声子有红移的趋势、LO2声子有蓝移的趋势,根据它们随N组分x移动的速度推断出样品不存在应变效应.另外还讨论了布里渊区边界声子LA(L)与LO(L)、二级喇曼散射谱声子LO2、LO1 LA1(L)以及2LO1随N组分x增大的变化趋势.     

一维CdS纳米结构的光致发光和微腔性能研究

运用低温变温宏观光致发光和共焦空间分辨光致发光光谱技术,研究了由催化剂辅助化学气相沉积方法生长的一维CdS纳米结构(纳米带和纳米棒)的发光机制及单个纳米结构光学微腔的性质。在10-290 K之间,光谱对温度的依赖关系清楚地显示了CdS纳米结构的室温近带边发光主要由自由激子发光及其声子伴线组成。纳米结构的端面和侧壁均可对近带边发光表现出较强的束缚作用,形成法布里-珀罗(FP)和回音壁(WG)两种谐振腔,并表现出较明显的非线性特征。深能级的缺陷发光在WG微腔中形成较强的等间距腔模式,而在FP微腔中其在轴向上的传播则损耗较大。上述结果有助于理解两种纳米结构光学微腔的机制,并支持了与激子相关的微腔模式的激子极化激元模型。     

GaAs1-xNx混晶的喇曼散射研究

室温下采用背散射几何配置，在近共振条件下测量GaAs1-xNx混晶的喇曼散射谱．由于N原子的引入，导致类GaAs的LO1、TO1声子和类GaN的LO2声子线宽变大．禁戒的TO1声子变为喇曼活性；随着N组分的增加,TO1声子强度增大、LO1声子有红移的趋势、LO2声子有蓝移的趋势．根据它们随N组分x移动的速度推断出样品不存在应变效应．另外还讨论了布里渊区边界声子LA(L)与LO(L)、二级喇曼散射谱声子LO2、LO1 LA1(L)以及2LO1随N组分x增大的变化趋势．     

发光二极管及其亮度

发光二极管因其体积小、耗电省,可靠性高(寿命达10~4——10~6小时),响应速度快(10~(-9)——10~(-7)秒)、工作电压低、能与集成电路匹配,近年来在袖珍计算机、钟表、各种小型数字化仪表等装置中得到广泛的应用。发光二极管目前大多由Ⅲ—Ⅴ族化合物半导体及它们的混晶材料制成。我们所制作的发光二极管就是用有一定混晶比x的磷化镓(GaP)和砷化镓(GaAs)的混晶材料磷砷化镓(GaA_(s1-x)P_x)这种三元化合物,依其混晶比之不同,禁带宽度可以在一个很宽的范围内变化。发光二极管是结型场致发光器件。它的主要结构是一个在外加正向电压下能发光的P—N结。图1(a)表示热平衡状态下P—N结的能带图.当给P—N结加上一定的正向     

AlGaAs混晶中的Sn施主深能级

用DLTS(深能级瞬态谱)及光照DLTS方法研究了不同组分(x=0.26、0.40、0.53)的 Al_xGa_(1-x)As:Sn材料。所有实验样品的DLTS谱都出现两个多子谱峰A和B。在光照下,低温处的A峰更为明显。实验分别测量了A、B能级的发射及俘获的瞬态过程,用混晶无序引起能级展宽模型拟合了实验数据,得到它们的发射激活能,俘获势垒及其组分关系。分析表明,A 及B能级同属于Sn替位施主杂质,并证明DX中心深能级的复杂性。     

四元(AlxGa1-x)0.51In0.49P(x=0.29)合金的PLE及极化PL谱

对与 Ga As晶格匹配的四元合金 (Alx Ga1-x) 0 .51In0 .4 9P(x=0 .2 9)作了 PL E及极化 PL谱的测量 .进一步探讨有序结构 Al Ga In P中在 55～ 84 K出现的峰值蓝移的温度反常现象的来源 .PL E谱的测量表明子能带的存在 ,其能级的差异正好处在高温区激活能内 ,是引起温度反常现象的原因 .通过从 17K到 112 K的极化 PL谱测量并未发现价带中 Г4 和 Г5,6子带的分裂 .推测在 Al Ga In P中 ,由晶格有序的超晶格效应引起晶体导带从 L点到布里渊区的Г点的折叠效应 .在温度大于 55K时 ,导带的载流子获得足够的能量从Г带跃迁到 L带 ,而导致了 PL谱的温度反常行为 .     

类氢杂质对InxGa1-xN/GaN和GaN/AlxGa1-xN量子点中束缚激子态的影响

在考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,运用变分方法研究了类氢施主杂质的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子态的影响.结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心,InxGa1-xN/GaN量子点的高度和In含量大于临界值时,约束在QD中激子的基态能降低,激子态的稳定性增强,在较高的温度下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰,发光波长增大.而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/AlxGa1-xN量子点中激子的基态能降低,杂质可能使在更高温度下观察到GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子,发光波长增大.研究发现类氢施主杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子基态能增加,激子的解离温度下降,发光波长减小.     

类氢杂质对In_xGa_（1-x）N/GaN和GaN/Al_xGa_（1-x）N量子点中束缚激子态的影响

在考虑内建电场效应和量子点（QD）的三维约束效应的情况下,运用变分方法研究了类氢施主杂质的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子态的影响.结果表明：当类氢施主杂质位于量子点中心,InxGa1-xN/GaN量子点的高度和In含量大于临界值时,约束在QD中激子的基态能降低,激子态的稳定性增强,在较高的温度下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰,发光波长增大.而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/AlxGa1-xN量子点中激子的基态能降低,杂质可能使在更高温度下观察到GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子,发光波长增大.研究发现类氢施主杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子基态能增加,激子的解离温度下降,发光波长减小.     

有机源制备的氢化非晶碳膜的新颖发光行为

利用有机碳源 (二甲苯 ) ,采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)系统制备了一系列氢化非晶碳 (a C :H)薄膜样品 .与利用甲烷 (CH4)制备的a C :H不同 ,该样品的光致发光峰位于蓝绿光范围并且呈现多峰结构 ,而不是表现为一个较宽的单峰 .同时样品发光峰的特征随着制备过程中功率不同而变化 .认为 :a C :H薄膜中的芳香环结构的引入产生了新的发光中心 ,导致PL谱中新峰位的出现     

纤锌矿结构混晶AlxGa1-xN中的光学声子和极化子

由于声子和极化子对纤锌矿结构混晶和由其组成的量子阱的物理性质存在重要影响,采用赝原胞模型法计算纤锌矿结构混晶中Γ点的光学声子频率与组分x的关系,运用微扰的方法计算纤锌矿结构混晶中极化子有效质量mi*和能量迁移Ei随组分x的变化关系.计算结果表明:纤锌矿结构混晶AlxGa1-xN中的LO声子和TO声子均表现为单模行为,极化子的有效质量mi*和能量迁移Ei随x的变化呈线性变化.     

铟组分不同的InGaN材料的光致发光特性

利用光致发光谱研究了不同组分铟镓氮材料的光学特性.发现随着温度升高,2个样品的主峰表现出一种行为:半高宽度(FWHM)增加时,主峰位置红移;半高宽度减少时,主峰位置蓝移.对所得数据进行Arrhenius拟合,比较激活能得出结论:样品B中的非辐射复合中心比样品A中的易被激活;样品B中的载流子逃逸效应比样品A中更为明显.从而解释了2个样品发光效率不同的原因,为样品的改良提供了理论依据.