半导体CdSSe量子点10K光致发光谱和光吸收谱研究

在10K温度下,通过光致发光和光吸收谱实验研究半导体CdSSe量子点,并进行了变温测量.分析了半导体量子点的量子尺寸效应、量子点电子能级的温度效应、量子约束效应和声子对光致发光谱的影响.     

阶梯量子阱中极化子效应的增强

电离杂质在低温半导体的输运过程中起了一个重要的角色 .因此最近几年对极性半导体 (例如异质结、量子点、量子线和量子阱 )内的极化子效应讨论很多 .一些通常的量子阱往往由极性化合物组成 ,我们需要对其中的电子和光学声子之间的相互作用进行详细研究 ,因为极化子效应能强烈影响异质结构的光学和输运特征 .因而在这样的结构中 ,电子态是通过势阱来描述的 .在低维量子系统 ,由于电子的束缚产生的基态杂质束缚能比体材料相比要大得多 .这个如 Greene和 Bajij[1] 所说的那样 ,量子阱中浅施主杂质的详细研究对杂质能级的性质以及量子阱本身性…     

金属量子结构中的半导体输运性质及其调控

随着后摩尔时代的推进,以硅为基础的半导体器件正接近其性能极限.除了不断引入新的器件结构外,设计具有半导体特性的金属量子结构为微电子器件的性能提升提供了全新的解决方案;而打开金属带隙,使其具有栅极可调半导体输运,是实现其应用的关键.以此为目的,自20世纪末以来,多种金属量子结构便逐步被设计与开发,其输运特性的有效调控也被学术界广泛研究.本文回顾了零维量子点、一维纳米线/纳米管、二维材料/人工二维晶格/超导薄膜等不同维度金属量子结构的研究进展;针对这些结构体系,介绍了其各自的能隙调控思想,总结分析了可控输运特性的实现方法与内在机制,对比展示了材料结构的电学性能及应用前景.基于目前报道的研究结果,提出了未来预期的研究方向:开发金属量子结构中输运与自旋关联特性,设计同时传输电荷与自旋信息,且具有栅极可调输运带隙的全金属沟道材料、结构与器件.     

正交电场作用型自旋场效应管的自旋极化控制（英文）

研究了电场调控型自旋场效应管的量子输运过程。该场效应管主要由双正交电场和Rashba自旋轨道耦合共同调制。运用散射矩阵方法并结合介观体系的相关输运理论,揭示了自旋场效应管在各参数调控下的自旋量子输运过程,其自旋输运规律可由相关理论给予解释。数值计算表明,与平行电场相比,对于自旋轨道耦合型自旋场效应管的量子输运,垂直电场的调制能够导致更加明显的自旋翻转。     

正交电场作用型自旋场效应管的自旋极化控制

研究了电场调控型自旋场效应管的量子输运过程.该场效应管主要由双正交电场和Rashba自旋轨道耦合共同调制.运用散射矩阵方法并结合介观体系的相关输运理论,揭示了自旋场效应管在各参数调控下的自旋量子输运过程,其自旋输运规律可由相关理论给予解释.数值计算表明,与平行电场相比,对于自旋轨道耦合型自旋场效应管的量子输运,垂直电场的调制能够导致更加明显的自旋翻转.     

玻璃中CdSSe量子点生长实验研究

介绍了玻璃中半导体量子点的生长过程，在620度用不同的生长时间在玻璃中生长了一系列不同尺寸的CdSSe量子点，基于扩散控制的生长过程理论用光吸收谱对该系列量了点的生长特性进行了分析讨论。     

半导体量子点电调制吸收谱一次微分性质的理论分析

分析在电场作用下半导体量子点的介电响应函数,在弱场近似下得到半导体量子点的电调制吸收谱的一次微分性质。由于量子点的量子约束效应,半导体中的电子能带不复存在,成为一系列离散的能级;通常体材料中的电场调制机制不存在了,在电场作用下,量子点中的量子能级会随电场而改变;激子吸收峰红移,因此电场直接影响到介电函数中的激子能级,使激子能级产生与电场强度有关而与时间无关的移动。这样半导体量子点电调制吸收谱成为一     

InAs/GaAs量子点激光器增益特性

由于载流子在3个维度受到量子限制,半导体量子点具有类似于原子的分立能级,并展现出许多独特的光学和电学性能.实验研制了InAs/GaAs量子点半导体激光器,分别采用傅里叶级数展开方法和Hakki-Paoli方法准确地测量和表征量子点激光器的模式增益,分析了其增益与损耗.实验结果表明HakkiPaoli方法受测量系统分辨率影响大,在增益谱峰值附近由其得到的增益明显偏低.采用傅里叶级数展开方法并由测试系统响应函数进行修正,可以获得更准确的增益谱.     

半导体量子点的制备、性质和应用

量子点,又称“人造原子”,它是纳米科技研究的重要组成部分。由于载流子在半导体量子点中受到三维限制而具有的独特性能,构成了量子器件和电路的基础,在未来的纳米电子学、光电子学,光子、量子计算和生命科学等方面有着重要的应用前景,受到人们广泛重视。文章介绍了半导体量子点结构的制备和性质以及量子点器件的可能应用。     

半导体发光Ag_2S量子点合成及应用

近年来窄带隙溶胶半导体纳米晶引起人们极大关注,该类纳米晶在光学、电学、生物医疗、材料科学等其他领域有着非常重要的应用.大量研究证实了Ag_2S量子点具有许多优异性能,比如:近红外荧光发射、低毒性、荧光量子效率高、稳定性好、成本低和合成设备简单.与传统的量子点(含有重金属Cd,Hg,Pb元素)相比,近红外发光的Ag_2S量子点避免了重金属离子本身固有的毒性,并且因其具有低毒性被用在生物医疗中.在本文中详细讨论了半导体发光Ag_2S量子点的性质、晶体结构和合成方法,并对Ag_2S量子点的生物相容性评价方法以及在生命科学领域的应用进行了阐述.     

基于半导体量子点的量子通信

光子源和纠缠光子对的制备是量子信息产生和传输过程的源头,是实现量子通信的重要前提条件.半导体量子点固体系统具有可集成性和可扩展性的优点,并且与现有的半导体光电子学技术密切相关,近年来在单光子源和纠缠光子对制备方面取得了重要的进展,是未来全固态量子通信的重要元器件.从量子通信的基本原理出发,阐述了制备单光子源和纠缠光子对的重要性,介绍如何解析推导出圆形常规半导体量子点中的电子结构,描述了圆形拓扑绝缘体量子点中边缘态具有双重简并的电子结构,能级间隔与量子点的具体形状无关,并且具有自旋轨道锁定的特性,总结了实验和理论上在利用这一独特的电子结构制备单光子源和纠缠光子对方面取得的重要进展.     

油酸石蜡体系中红光CdSe量子点的合成及其高显色指数白光LED制备

半导体量子点具有量子尺寸效应,其半导体带隙随着量子点尺寸的减小而增大.在油酸石蜡绿色合成体系中通过引入表面活性剂油胺来调控Cd Se量子点尺寸.加入油胺可得到大粒径的Cd Se量子点,其发光光谱范围可以扩展到红光区域,得到发射波长为630 nm的量子点.对红光量子点进行二氧化硅包覆得到稳定的光转换材料,并与蓝光LED芯片以及黄光荧光粉进行封装得到显色指数Ra为90的高显色指数白光LED器件.     

半导体T-stub波导中电子的磁输运

用格点格林函数理论研究与两个引线连接的T-stub量子波导中电子输运性质。通过调节施加在波导一端上的栅压,可以在其上面定义一个侧臂。侧臂的存在使得电子在运动过程中发生量子干涉效应,从而对透射概率或电流、电导有明显的作用。外加垂直磁场能够改变不同自旋方向电子的能量和干涉效应,能够进一步调控上述物理量。本文研究的系统可以用作量子调制三极管,在半导体器件设计中有实际的应用价值。     

四个量子点热电输运性质的研究

采用非平衡格林函数的方法来求解量子输运问题。考虑一个由四个单能级量子点和AB环组成的系统,研究该系统的热电特性。在这样的一个量子点系统中,通过调节量子点之间的能量间距、量子点间的耦合系数和系统的温度来研究该系统的热电特性。     

对称量子点花样体系电容谱

利用从头计算方法, 即基于Gauss基函数的非限制Hartree-Fock-Roothaan (UHFR)方程, 计算对称多量子点花样体系的基态能, 进而研究它们的电子电容谱. 量子点花样中的每一个量子点, 采用球形有限深限制势阱. 结果表明, 计算方法和理论模型不仅能够很好地给出类单量子点的s-壳层和p-壳层的电容峰, 并且给出了对称量子点花样体系电容谱一些新的精细结构. 它将成为研究对称量子点花样体系少电子问题的一种有效可行的方法.     

量子点中的非弹性输运

采用非平衡格林函数的方法来对耦合在两电极间的量子点在外场作用下的输运性质进行研究.在考虑量子点内局域振动的情况下,适当的应用正则变换和绝热近似得到了谱函数和电流的表达式.结合数值方法分析得出电声子作用在外场下使谱函数和电流呈周期性变化而且变化频率为场变化频率的两倍.     

量子点体系中自旋过滤、自旋流产生和自旋注入

自旋电子学是一门新兴的交叉学科,其中心主题就是对固体电子系统中电子的自旋自由度进行有效地操作和控制.量子点体系中的自旋效应近期受到了理论和实验较多的关注.本文着重介绍了自旋轨道耦合效应对量子点体系输运性质的影响,探讨了怎样利用自旋轨道耦合效应来实现对自旋的有效过滤和纯自旋流产生.基于四铁磁端双量子点体系中电子的交换相互作用机制,指出了一种可以显著提高从铁磁金属到半导体量子点自旋注入效率的新方法.     

含非均匀结构量子波导中6支振动模中的声子输运和热导

利用散射矩阵方法,研究非均匀结构调制的半导体量子波导中6支最低弹性声子模的输运系数与热导性质.研究结果表明:当4支最低声学声子模的截止频率为0Hz且当频率接近于0Hz时,透射系数总为1;当2支光学模的截止频率大于0Hz且当频率接近截止频率时,透射系数总为0;声子模的输运系数、量子化热导平台以及热导性质与量子点的结构密切相关;在极低温度下,扭转模的热导对结构最敏感,而随着温度的增大,压缩模与y方向的弯曲声学模的热导对量子点的结构最敏感;改变量子点的结构能有效调节6支单模的热导.     

受多体效应影响的平行双量子点结构中的自旋输运

采用非平衡态格林函数方法,研究了一个三电极的平行双量子点结构中由局域Rashba型自旋轨道耦合诱导的自旋极化的电子输运.结果发现,当电子从"源"电极经量子点区到两个"漏"电极时,它能根据自身的自旋态选择终端,即自旋极化和自旋分离可在这一结构同时实现.同时发现,量子点内的库仑相互作用对该体系的自旋输运性质有重要影响,其中有额外电极与之耦合的量子点中的库仑相互作用的强度对自旋输运起主要调节作用.     

温度对电荷耦合器件的隧穿电阻和隧穿几率的影响

单电子输运器件在集成单电子电路、电学计量和量子信息处理等方面有着广泛的应用前景.金属单电子输运器件具有固定的隧道结,而半导体单电子输运器件则具有可调的隧道结.基于隧穿电阻和隧穿几率的唯象计算公式,详细研究了温度对硅基电荷耦合器件的隧道结的隧穿电阻和隧穿几率的影响,同时讨论了温度和门电压与库仑阻塞条件之间的关系.