分数维近似方法研究：矩形量子阱线中浅施主杂质结合探讨

采用分数维近似方法并首次将系统推导法确定等维数α应用在量子阱线中来考察矩形横截面量子阱线中浅施主杂质的结合能，并对等横截面积矩形横截面量子阱线中杂质的等效维数和结合能受量子阱线形状的影响进行了详细的讨论。     

Ⅲ族氮化物量子点中类氢杂质态结合能

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场（BEF）效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN／Al,Ga1-xN,InxGa1-xN／CaN柱形量子点中类氢杂质态结合能随量子点的结构参数（量子点高度L和量子点半径尺）、Al或In含量和类氢杂质位置的变化规律,并计算了考虑量子点内外电子有效质量不同后对杂质态结合能的修正．结果表明：类氢杂质位于量子点中心时,杂质态结合能随量子点高度、半径的增加先增大后减小,存在最大值．对GaN／Al;Ga1-xN量子点,随着Al含量的增加,杂质态结合能增大;杂质从量子点下界面沿z轴上移至上界面过程中,结合能存在最大值．对InxGa1-xN／GaN量子点,随着In含量的增加,结合能先缓慢增大后缓慢减小,存在最大值;杂质从量子点下界面沿z轴移至上界面过程中,杂质态结合能增大．量子点内外电子有效质量的失配使杂质态结合能增大。     

量子线中形状独立的度规法则

把方形量子阱线的一维等效势模型推广到矩形量子阱线中，通过变分法计算了无限深方形和矩形量子阱线内激子的束缚能，进一步验证了量子线有一形状独立的度规法则存在。     

应变GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中杂质态的结合能

在有效质量近似下,利用变分原理研究了有限高应变GaN/AlxGa1-xN柱形量子点中杂质态的结合能,计算了结合能随量子点高度、半径和杂质位置的变化,讨论了应变对结合能的影响.数值计算表明,杂质态结合能随量子点半径的增大而减小,随量子点高度的增加将先增大到一极大值然后减小.当杂质位置在量子点中心时杂质态的结合能最大,且Al组分的增加使杂质态的结合能增大.研究还指出内建电场使得杂质态的结合能明显降低.     

三角形对称罗森-莫尔斯势GaAs量子点杂质态的研究（英文）

在有效质量近似的框架内,利用变分法求解三角形对称罗森-莫尔斯势中砷化镓量子点的薛定谔方程.就杂质结合能作为势阱参数d、V_0,压力P,温度T和杂质位置zi的函数进行了计算,结果表明,杂质结合能深受d、V_0、P、T和zi的影响,在低维半导体量子系统的实验研究中,压力P和温度T应该被考虑在内.     

电子有效质量随位置变化对半导体量子点杂质态结合能的影响

在连续介电模型和有效质量近似下,考虑电子有效质量随位置的变化,利用变分法从理论上研究了半导体有限高势垒球形量子点中杂质态的结合能.数值计算了AlxGa1-xAs/GaAs球形量子点杂质态基态结合能随量子点尺寸和垒材料Al组分的变化关系,讨论了有效质量随位置变化对基态结合能的影响,并与不考虑有效质量随位置变化做了比较.结果表明:当量子点半径较小时,电子有效质量随位置的变化增加了杂质态基态结合能,随量子点半径增大,杂质态基态结合能的增加幅度变小;量子点半径较大时,电子有效质量随位置变化降低了杂质态基态结合能.随着Al组分增大,杂质态基态结合能单调递增.     

压力下Al_xGa_(1-x)N/GaN量子点-量子阱中施主与受主杂质态的结合能

采用变分法从理论上对流体静压力下AlxGa1-xN/GaN量子点-量子阱结构中的施主与受主杂质态的结合能进行了研究,数值计算了该结构中杂质态结合能随核尺寸、壳尺寸、Al组分以及压强的变化情况,并对施主杂质和受主杂质的结合能进行了对比分析.结果表明:该结构中的核尺寸对杂质态的结合能影响要远大于壳尺寸对结合能的影响;受主杂质与施主杂质基态结合能随体系尺寸、Al组分以及压强的变化趋势类似,但受主杂质比施主杂质基态结合能要大.     

氮化物半导体量子点核-壳结构杂质态的结合能

在连续介电模型和有效质量近似下,采用变分法从理论上研究了GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点核-壳结构中杂质态结合能,计算了该结构中杂质态结合能随量子点核-壳结构核尺寸、壳尺寸、Al组分以及杂质位置的变化关系.结果表明:杂质态结合能随着量子点半径(核和壳尺寸)的增加单调减小;当杂质位置到量子点中心距离d增加时,杂质态结合能呈现先增大后减小的趋势,出现一极大值;杂质态结合能随Al组分的变化受杂质位置影响较大,呈现不同的变化趋势,且变化比较明显.     

GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中类氢杂质的结合能

利用有效质量方法和变分原理,考虑内建电场(BEF)效应和量子点的三维约束效应,研究了纤锌矿结构的GaN/A lxGa1-xN柱形量子点中类氢杂质的结合能随量子点高度、A l含量和杂质位置的变化规律。结果表明:类氢杂质位于量子点中心时,杂质结合能随量子点高度的增加先增大后减小,存在最大值;随着A l含量的增加,杂质结合能增大。而杂质从量子点下界面沿Z轴上移至上界面时,杂质结合能先增大后减小,存在最大值。     

半导体量子点中杂质结合能的理论研究

利用一维有限差分法,计算了一个圆柱形量子点中杂质基态的结合能,研究了电场、磁场和杂质位置对结合能的影响.当杂质位于量子点中心时,结合能随着电场和有效半径的增加而减小;当杂质位于过量子点中心且垂直于轴线的平面上时,结合能随杂质位置远离中心的变化呈对称变化;当杂质位于z轴上时,在电场的作用下这种对称性消失.     

对称耦合量子阱能级特性研究与量子阱结构优化

采用无限深势阱模型分析对称耦合量子阱中最低子能级的形成,并利用二能级体系理论给出对称耦合量子阱中各子能级随外电场的变化规律。根据理论分析,指出了对称耦合量子阱在量子阱光开关应用中的优势和不足,并提出了一种新的耦合量子阱结构——准对称耦合量子阱。     

nipi多量子阱中类氢杂质基态和激发态束缚能

本文利用类氢有效质量理论,讨论了nipi-si有限深非方量子阱模型下掺杂超晶格材料中的浅杂质问题。并进一步计算了受主束缚能与库仑力中心位置的关系。这些结论在定性上与前人对GaAs/Ga_xAl_(1-x)As中浅杂质态的研究是完全符合的。     

不同参数下大功率量子阱激光器的大信号调制特性

本文对大功率量子阱激光器的大信号调制特性进行了参数分析。首先对量子阱激光器的传输带宽进行了对比。在不同宽度的光限制层的条件下,光限制层越窄,传输带宽越宽。其次分析了随着调制深度的变化对激光功率的影响,调制深度越小时,激光峰值不断变小。当温度升高时,对应的光子密度降低。偏置信号减小时,光子密度减小。在同频率下比较了脉冲和正弦调制信号的输出波形,输出波形相似。最后分析了啁啾效应。多量子阱激光器比单量子阱激光器中的啁啾更小。     

单轴应力下应变量子阱结构的共振隧穿特性

研究了应变对量子阱结构的遂穿电流的影响，考虑应变对介电常数、有效质量，晶格常量等物理量的影响，由变分法计算了AIGaAs／GaAS应变量子阱的隧穿系数随外加应变变化．计算结果表明，应变对量子阱结构的隧穿系数有着极为重要的影响，根据这些变化，可以选取检测的敏感点．     

Strong quantum-confined Stark effect in germanium quantum-well structures on silicon

Silicon is the dominant semiconductor for electronics, but there is now a growing need to integrate such components with optoelectronics for telecommunications and computer interconnections. Silicon-based optical modulators have recently been successfully demonstrated; but because the light modulation mechanisms in silicon are relatively weak, long (for example, several millimetres) devices or sophisticated high-quality-factor resonators have been necessary. Thin quantum-well structures made from III-V semiconductors such as GaAs, InP and their alloys exhibit the much stronger quantum-confined Stark effect (QCSE) mechanism, which allows modulator structures with only micrometres of optical path length. Such III-V materials are unfortunately difficult to integrate with silicon electronic devices. Germanium is routinely integrated with silicon in electronics, but previous silicon-germanium structures have also not shown strong modulation effects. Here we report the discovery of the QCSE, at room temperature, in thin germanium quantum-well structures grown on silicon. The QCSE here has strengths comparable to that in III-V materials. Its clarity and strength are particularly surprising because germanium is an indirect gap semiconductor; such semiconductors often display much weaker optical effects than direct gap materials (such as the III-V materials typically used for optoelectronics). This discovery is very promising for small, high-speed, low-power optical output devices fully compatible with silicon electronics manufacture.     

基于CMOS晶体管的太赫兹探测器研究进展

随着太赫兹波的广泛应用,太赫兹探测技术成为研究的热点,探测器件主要以肖特基二极管,量子阱二极管,CMOS晶体管为主,CMOS晶体管探测器件具有响应度高,信噪比好,等效功率高等优点.首先介绍了太赫兹探测器的技术指标,接着从结构及材料两方面对近年来CMOS晶体管的改进方案进行了综述对比,最后介绍了太赫兹探测器的应用并对应用前景及未来发展方向进行了展望.     

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 .     

含双负介质一维光子晶体的量子阱结构研究

采用传输矩阵法研究一维光子晶体(AB)m(ACABACA)n(BA)m的透射谱,结果发现:无论C层为双正介质还是含双负介质,在归一化频率1.0ω/ω0处均构成对称分布的光子晶体量子阱结构,并在光量子阱透射谱的相应频率位置出现对称分布的共振透射峰,呈现明显的量子化效应.当C层为双正介质时,透射峰数目等于n+1且位置可调;当C层为双负介质时,出现数目与n的奇偶性相关的透射峰.     

High frequency modeling for quantum-well laser diodes

High frequency modeling of quantum-well （QW） laser diodes for optoelectronic integrated circuit （OEIC） design is discussed in this paper, Modeling of the intrinsic device and the extrinsic components is discussed by accounting for important physical effects at both dc and high frequency. The concepts of equivalent circuits representing both intrinsic and extrinsic components in a QW laser diode are analyzed to obtain a physics-based high frequency model, The model is based on the physical rate equations, and is versatile in that it permits both small- and large-signal simulations to be performed, Several procedures of the high frequency model parameter extraction are also discussed. Emphasis here is placed on validating the model via a comparison of simulated results with measured data of the small-signal modulation response, obtained over a wide range of optical output powers.     

A GaAs polariton light-emitting diode operating near room temperature

The increasing ability to control light-matter interactions at the nanometre scale has improved the performance of semiconductor lasers in the past decade. The ultimate optimization is realized in semiconductor microcavities, in which strong coupling between quantum-well excitons and cavity photons gives rise to hybrid half-light/half-matter polariton quasiparticles. The unique properties of polaritons-such as stimulated scattering, parametric amplification, lasing, condensation and superfluidity-are believed to provide the basis for a new generation of polariton emitters and semiconductor lasers. Until now, polariton lasing and nonlinearities have only been demonstrated in optical experiments, which have shown the potential to reduce lasing thresholds by two orders of magnitude compared to conventional semiconductor lasers. Here we report an experimental realization of an electrically pumped semiconductor polariton light-emitting device, which emits directly from polariton states at a temperature of 235 K. Polariton electroluminescence data reveal characteristic anticrossing between exciton and cavity modes, a clear signature of the strong coupling regime. These findings represent a substantial step towards the realization of ultra-efficient polaritonic devices with unprecedented characteristics.