蓝紫光InGaN多量子阱激光器

在（0001）蓝宝石衬底上外延生长了InGaN长周期多量子阱激光器结构．三轴晶X射线衍射测量显示该多量子阱结构质量优良．用该外延片制作了脊形波导GaN激光器，激光器的腔面为GaN的自然解理面，室温，电脉冲注入，激光器可实现激射．阈值电流密度为3．3kA／cm^2，特征温度为145K．     

高性能高应变InGaAs量子阱脊型波导半导体激光器

介绍了利用分子束外延系统生长高应变InGaAs量子阱半导体激光器材料, 采用脉冲阳极氧化技术制作脊型波导半导体激光器. 4 μm条宽脊型波导半导体激光器在室温下单面连续输出功率达到50 mW. 腔长600 μm时, 器件阈值电流密度为300 A/cm2. 在100 mA电流下, 激光器的峰值波长为1.19 μm, 激光器的最大斜率效率为0.45 W/A. 在20℃至100℃温度下, 激光器的特征温度为129 K.     

硅基GaN蓝光LED外延材料转移前后性能

利用外延片焊接技术, 把Si(111)衬底上生长的GaN 蓝光LED外延材料压焊到新的Si衬底上. 在去除原Si衬底和外延材料中缓冲层后, 制备了垂直结构GaN 蓝光LED. 与外延材料未转移的同侧结构相比, 转移后的垂直结构GaN 蓝光LED的电学性能、发光性能和结构性能明显改善, 光输出功率显著提高. 垂直结构LED的GaN层受到的张应力比同侧结构LED小.     

应用偏振非均匀性实现多波长振荡的掺铒光纤激光器

利用掺铒光纤激光器腔内的偏振非均匀性 ,实现了多波长的同时激射 .实验表明 ,改变多量子阱光波导上的偏置电流和腔内光的偏振态 ,可增强偏振烧孔效应 .室温下产生了间隔为 0 .9nm的 1 0个波长     

立方相GaN/GaAs(001)外延层中六角相的分布特征

采用X射线多功能四圆衍射仪测绘出GaN/GaAs(001)外延层中六角相的{0002}和{100}极图，结果表明外延层中六角相与立方相之间的取向关系为：{0001}∥{111},〈100〉∥〈112〉. 构建了相应的结构模型，并对{0002}和{100}极图进行了模拟. 六角相以该取向关系存在于立方相GaN外延层中时,两相界面处具有相应于六角相和立方相的层错结构. 分析立方相GaN外延层中形成六角相所导致的晶格畸变和能量变化可知，造成六角相分布特征的主要因素是平行于〈0001〉方向的两相界面处原子成键紊乱. 六角相按照该取向关系，从低温缓冲层内部或缓冲层与外延层界面处萌生，并以片状贯穿至外延层表面的分布特征所引起的外延层能量增加值最小.     

硅基光电子学研究进展与趋势

近年来硅基光电子材料和器件受到高度的重视.利用外延生长和键合技术成功研制出硅基应变赝衬底、GexSi1-x/Si量子阱、高密度锗量子点、硅基InGaAsP/Si异质结,这些进展为硅基光电子器件提供了坚实的材料基础.同CMOS工艺相结合,实现了硅量子点1.17 μm的受激发射,研制出硅基Raman激光器、1.55 μm混合型激光器、高灵敏度的Si/Ge探测器、谐振腔增强型的SiGe光电二极管、调制频率30 GHz的SOI CMOS光学调制器和16×16的SOI光开关阵列等.硅光电子学将在光通信、光计算等领域获得重要应用.本文综述了国内外硅基光电子材料和器件的进展、我们的研究结果和硅基光电子学的发展趋势.     

应用偏振非均匀性实现多波长振荡的掺饵光纤激光器

利用掺铒光纤激光器腔内的偏振非均匀性,实现了多波长的同时激射,实验表明,改变多量子阱光波导上的偏置电流和腔内光的偏振态,可增强偏振烧孔效应,室温下产生了间隔为０．９ｎｍ的１０个波长。     

利用有机磁效应研究热活化延迟荧光量子阱器件中的微观机制

采用具有反向系间窜越(reverse intersystem crossing,RISC)特性的热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence,TADF)材料制备了量子阱有机发光二极管,测量了器件的磁电导(magneto-conductance,MC)和磁电致发光(magneto-electroluminescence,MEL),由此还可得到器件效率的磁效应(Mη),并利用这些磁效应特征曲线来研究器件中的微观过程.实验发现:室温下,尽管无量子阱参考器件的MC表现出RISC特性和载流子对三重态激子的解离机制,但量子阱器件的MC则只表现出三重态激子对载流子的散射机制;而且,无量子阱参考器件的MEL和Mη都表现出了系间窜越(ISC)和三重态激子对的湮灭(TTA)的过程,但量子阱器件的MEL则表现出ISC和三重态激子对载流子的散射机制,且其Mη只表现出了ISC属性.随着温度从室温降至20 K,量子阱器件和参考器件的ISC都增强,但量子阱器件在20 K还出现了TTA过程,而参考器件的TTA则在100 K后消失.我们提出根据量子阱器件和无量子阱器件的结构特性以及温度对F?rster能量转移和三重态激子的浓度与寿命的影响可以较好地解释这些实验现象.显然,研究量子阱器件的磁效应,不仅为发光器件提供设计思路,同时还可加深对有机磁效应的认识.     

缓冲层生长压力对MOCVD GaN性能的影响

利用自制的在位监测系统, 研究了用金属有机物化学气相外延法(MOCVD)在蓝宝石衬底上生长GaN时, GaN低温缓冲层的生长压力对高温生长GaN外延层性能的影响规律. 在位监测曲线及扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明, 缓冲层生长压力越大, GaN缓冲层退火后成核中心体积越小, 表面粗糙度越大, 高温生长GaN岛间合并延迟. X射线衍射(XRD)和光致发光谱(PL)测量结果表明, GaN缓冲层生长压力增大时外延的GaN结晶质量得到改善.     

GaAs衬底生长的立方GaN晶片键合技术

利用晶片键合技术通过多层金属膜成功地把立方相GaN LED结构键合到新衬底Si上, 并且利用湿法腐蚀技术去掉了原GaAs衬底. SEM和PL观察表明, 利用键合技术可以完整地把立方相GaN外延薄膜转移到新的衬底上而不改变外延层的物理和光学性质. XRD(S射线衍射)结果分析显示, 键合后的样品中出现了新的合金和化合物: AuGa₂, Ni₄N, 意味着用来作为黏附层和形成Ohm接触的Ni/Au膜与p-GaN形成了紧密的结合, 保证了金属膜与GaN层的牢固度和界面的小接触电阻, 成功地完成了键合, 为下一步以GaAs吸收衬底生长的GaN基器件的研制打下了基础.     

实用化光纤量子加密电话网络和高速数据传输系统——现场应用与安全管理

本文以如何应用量子通信技术满足现场应用和安全管理需求为出发点,以国内最近完成的一个在现场光纤网络上搭建的多节点量子加密电话网络和高速数据传输系统为实例,具体分析了为满足现场应用和安全管理的需求,实用化光纤量子通信系统所采用设计方案,并简单介绍了该系统实施和长期运行情况.该系统满足了重要事务对于不同应用形式及高安全等级通信的需求,并验证了实际应用环境下的可靠性和易用性,具有很好的代表性.本文也对量子通信系统应用于公共管理提出了建议.     

量子遥感的中远红外实验研究

首先介绍了量子遥感的概念和量子遥感与遥感的区别.然后概要阐述了中远红外在遥感和量子遥感中的应用、量子遥感中远红外实验过程及其结果,并对其进行详细的分析,最后得出三条实验结论.该实验为量子遥感基础研究提供了重要依据.     

硅量子点双势垒存储结构及其编程机制的研究

采用等离子体化学气相沉积(PECVD)及热退火方法制备了含硅量子点的Si Cx薄膜.透射电子显微镜(TEM)观测表明Si Cx薄膜中生长了大量硅量子点.制备了含Si Cx薄膜包裹硅量子点的双势垒存储器结构.TEM观测表明,采用上述工艺成功制备了Si3N4/Si Cx薄膜/Si-QDs/Si Cx薄膜/Si O2双势垒结构的存储器结构.利用硅量子点的库伦阻塞效应及量子限域效应,从理论上分析了双势垒硅量子点存储器的编程机制,建立了双势垒存储结构阈值电压漂移模型,模拟仿真表明双势垒存储器的阈值电压漂移要大于单势垒存储器,编程速度更快.存储结构C-V特性测试表明,样品在扫描栅压为±12 V时有10 V左右的存储窗口,证明双势垒存储结构具有良好载流子存储效应.     

量子遥感的光谱结构研究

光谱的精细结构是量子遥感研究的核心.首先概述了国内外光谱遥感现状,然后讨论了在没有外场的情况下,量子光谱的电子自旋对类氢原子的能级和谱线的影响;开展了量子遥感的光谱精细结构研究,给出了量子遥感的光谱精细结构表达式.为深刻研究和认识遥感光谱结构的机理提供理论依据.     

量子遥感的光谱结构研究

光谱的精细结构是量子遥感研究的核心.首先概述了国内外光谱遥感现状,然后讨论了在没有外场的情况下,量子光谱的电子自旋对类氢原子的能级和谱线的影响;开展了量子遥感的光谱精细结构研究,给出了量子遥感的光谱精细结构表达式.为深刻研究和认识遥感光谱结构的机理提供理论依据.     

精密测量中的量子极限

给定一个物理装置,对于一个物理可观察量能够得到的测量精度是什么?为了回答这一问题,本文以最近量子精密测量的发展为主线,量子参数估值方法为核心,介绍单粒子(线性耦合)体系和多粒子(非线性耦合)体系物理量测量精度的量子限制.作为例子,对光学量子精密测量中如何突破标准量子极限,甚至海森堡极限做了简明阐述.特别总结了非线性精密测量在突破海森堡极限方面的最新进展.最后,探讨了量子精密测量未来发展的可能趋势.     

量子点能带宽调控研究新进展

能带宽决定着量子点的光电性能,由于量子限域效应,量子点的能带宽可以随粒子大小的改变而改变.然而,通过改变粒子大小来调控量子点的能带宽仍然存在一系列问题,如极小尺寸量子点的不稳定性、大尺寸结构对量子点-生物分子结合体功能的影响等.因此,近年来开发新技术用于量子点的能带宽调控具有重要的实际意义.本文综述了量子点能带宽调控相关领域的最新研究进展,包括合金量子点、核壳量子点以及掺杂量子点等,并对其研究趋向及应用进行了展望.     

量子安全线路评估

鉴于经典安全线路评估存在的问题, 提出了一个量子解决方案. 在该方案中, 冗余纠缠态粒子插入法和量子签名协议被用来保证协议的安全性. 理论分析证明, 该协议对于经典攻击和量子攻击均具有很高的安全性.     

高温层的横向生长对异质外延GaN结构性质的影响

通过改变MOCVD生长GaN反应的V／III比来改变横／纵向生长速度比，以此来研究两步法中高温GaN层的横向生长对材料结构性质的影响．透射电子显微镜（TEM）和x射线衍射（XRD）实验的研究表明，高温GaN层的横向生长速度越快，位错的传播方向更易于偏离c轴，弯向晶粒内部，且弯曲的位置越靠近缓冲层，但位错密度并不随横向生长的加速而单调变化．提出了一个关于GaN生长动力学过程和位错弯曲机制的模型以解释横向生长与GaN结构的对应关系．     

面向近期量子处理器的量子神经网络研究进展

近年来,人工神经网络在各领域得到了广泛的应用,展现出强大的计算智能.与此同时,量子计算硬件也得到了飞速发展,近期量子处理器已具备较稳定的计算能力和抑制退相干能力,多家商用云量子计算机公司已能够为世界各地的学者们提供在线量子计算实验平台.在诸多技术领域的迅猛进展下,量子神经网络这一交叉领域也重获科学界的关注,涌现出了大量新的研究思路并取得了重要的实验进展.本文首先对早期量子神经网络的研究思路作简要阐述,然后对基于近期量子处理器的量子神经网络的数据编码、算法流程和量子电路设计等进行综述分析,最后总结量子神经网络领域的数个关键科学问题,对未来研究方向做出展望.