非晶半导体超晶格薄膜的光声谱研究

本文对a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格薄膜进行了光声谱研究.在光声谱中可以观察到由于量子尺寸效应所引起的吸收边“兰移”现象.将超晶格系列样品的光声谱与它们的光吸收谱以及本征硅的光声谱作了比较,研究表明,在a-Si:H/a-SiN_x:H超晶格中光生载流子(电子和空穴)的非辐射复合比本征硅要大得多.光生载流子在带间的跃迁主要属于辐射跃迁,在带尾间的跃迁,主要属于非辐射跃迁.     

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.     

Si-nipi超晶格的电子和空穴亚带能量

本文采用锯齿形势,计算了Si-nipi掺杂超晶格结构中电子和空穴的亚带能量随掺杂浓度n_D~((2))(=n_A~((2)))、掺杂层厚度d_n(=d_p)和自由载流子浓度n~((2))的变化情况。讨论了Si-nipi超晶格的有效带隙随设计参数的相化规律。     

Sb组分对InAs/GaAs_(1-x)Sb_x量子点能带结构及载流子复合动力学影响

本文研究Sb组分对InAs/GaAs_(1-x)Sb_x量子点能带结构和载流子复合动力学特性的影响.采用8带k·p法计算InAs/GaAs_(1-x)Sb_x量子点能带结构,当Sb组分从0.08增加到0.14, InAs/GaAs_(1-x)Sb_x量子点从Ⅰ类向Ⅱ类能带转变,电子限制在量子点中,空穴逐渐进入GaAsSb盖层,波函数空间交叠减小,跃迁几率降低.为验证计算结果,生长不同Sb组分的InAs/GaAs_(1-x)Sb_x量子点,并进行光谱测试.当Sb组分超过0.14,光致发光谱表现出明显的Ⅱ类量子点特征:发光峰红移明显,发光强度减弱,峰位随着激发光功率的增加蓝移.时间分辨光谱测试结果表明, InAs/GaAs_(1-x)Sb_x量子点能带由Ⅰ类转变为Ⅱ类,少数载流子寿命从0.41 ns增加到14.3 ns,复合被抑制.在中间带太阳电池中使用InAs/GaAs_(1-x)Sb_xⅡ类量子点,有助于维持导带、中间带、价带独立的准费米能级,避免因引入量子点造成电池开路电压下降.     

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.     

应变调控单层2H-MoS2的能带结构和光学性质

为了从电子层面分析应变对能带结构以及光学性质产生影响的机理,采用密度泛函理论研究了应变对单层2H-MoS₂能带结构、光学性质、载流子迁移率和光催化分解水的影响.结果表明：晶格拉伸后带隙由2.15 eV减小到了1.65 eV,而晶格压缩后带隙由2.15 eV增大到2.66 eV.随着拉应变的增大,吸收曲线产生了蓝移,压应变对光学吸收系数的影响刚好相反.电子的载流子迁移率比空穴的大10倍左右,所以光照下电子和空穴能够有效的分离.综合光的吸收系数和光催化制氢条件这两个方面的因素可知,应变在2%、-2%、-6%这三种情况下能够得到最好的光催化制氢效果.     

基于InAs／GaSb的二类、断带半导体量子阱中载流子的量子态

基于InAs／GaSb的二类、断带半导体异质结构由于其特殊的能带结构和独特的光电性质而备受关注。主要研究了基于InAs／GaSb的二类、断带半导体量子阱（AlSb／InAs／GaSb／AlSb）中电子和空穴的波函数和能级。通过直接求解有效质量近似下的Schrodinger方程得到电子（空穴）沿生长方向的能级和波函数，研究发现：电子和空穴的波函数在材料层的交界面上有一定程度的耦合，所以该系统可以在新型光电器件方面有重要的应用。     

太赫兹场作用下一维超晶格的非线性响应

研究了太赫兹电场下一维超晶格的电子力学行为,通过驰豫近似求解了单微带内的密度矩阵动力学方程,由电偶极子行为方程计算得到了超晶格的太赫兹响应及其功率耗散,并考虑了碰撞在消除瞬时效应的重要性.超晶格的光学性质依赖于很强的动力学局域.     

Si—nipi超晶格亚带结构的研究

本文采用各项异性有效质量近似,加入局域密度泛函近似下的交换关联项,自治地计算了Si—nipi在室温时亚带结构随自由载流子浓度的变化规律.结果表明,超晶格的有效带隙随自由载流子浓度的增加而变宽.这个结论与绝对零度时是一致的.     

掺杂超晶格电子结构的模型研究

本文利用两种极限下的模型近似,详细描述了沿(100)、(110)和(111)方向调制生长的Si—nipi掺杂超晶格中低亚带结构和费米能级的情况。给出了(?)(-(?))》(?)和(?)(-(?))《(?)的假设(?).这类材料的电子和空穴亚带能量随掺杂浓度、掺杂层厚度及自由载流子浓度变化的普遍规律.并将两种模型下的结果进行了深入比较。     

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 .     

三角晶场中3d3离子精细光谱结构和局域结构的关系

目的 研究三角晶场中3d3离子光谱精细结构和晶体局域结构之间的关系.方法 利用自旋哈密顿理论,采用对角化能量矩阵的方法.结果 计算了YAG:Cr3 晶体的光谱精细结构和键角之间的关系.结论 三角晶场中3d3离子基态能级分裂对晶格局域结构变化非常敏感,而其它激发态能级对晶格局域结构不很敏感.     

自旋扭曲光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体

研究了自旋依赖双层方形光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates,BEC)的基态特征.双层晶格间的相对扭曲角度和层间耦合强度是影响超冷原子密度分布的重要可调参数.当光晶格的最低能带呈单阱色散时,超冷原子在莫尔晶格(Moire lattice)中的局域化受扭曲角度、层间耦合强度、原子数和晶格深度等的影响;当光晶格的最低能带呈双阱色散时,光晶格的扭曲可导致2个自旋态的反向扭曲,随着层间耦合强度的增加,2个扭曲的自旋态逐渐重合.该研究工作有助于深入探索扭曲光晶格超冷原子中的新奇量子效应.     

应变层超晶格（CdTe）n／（ZnTe）m的带偏移与亚带结构

本文由形变势理论研究了应变对超晶格（ＣｄＴｅ）ｎ／（ＺｎＴｅ）ｍГ点带边的影响计算了带偏移。在有效质量近似下，计算了对称的双量子阱中的亚带结构随阱宽与垒宽的变化规律及电子和空穴的几率密度分布。     

GaAs掺杂超晶格的PR谱研究

本文报道了 GaAs 掺杂超晶格的室温 PR 谱研究结果.在1.43eV～1.52eV 能区观测到了与量子化电子或空穴态有关的一系列 PR 谱结构,并分析了这些结构的跃迁机理.实验结果与理论计算符合很好.同时,在2.80eV～3.30eV 间测得的(?)_1和(?)_1+△_1,也显示了明显的量子尺寸效应(quantum size effect).     

GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs量子阱的Type-II特性

研究了分子束外延生长的不同含量的GaAs1-xSbx/GaAs量子阱的光荧光特性和时间分辨光谱特性.分析表明,利用电子空穴分离导致了能带弯曲和能带填充效应,实验结果说明了GaAs1-xSbx/GaAs异质结至少在Sb原子数目百分比为16%￣26%时是Type-II结构.     

超晶格覆盖层对拓展InAs量子点发光波长的影响

提出了一种调节InAs量子点长波长发光的方法.采用分子束外延生长GaAs/InAs短周期超晶格作覆盖层,可以拓展量子点发光波长至1.3 μm～1.5μm.研究了不同超晶格周期作覆盖层对InAs量子点的晶体结构和光学特性的影响:发现随测试温度的升高,量子点的PL发光强度增强的一种反常现象.认为这是不同量子间载流子输运的结果.     

含三元合金缺陷层有限超晶格中的界面声子-极化激元模

采用转移矩阵方法,研究了含三元合金缺陷层(AlxGa1-xAs)有限超晶格(GaAs/AlAs)中的界面声子-极化激元模性质.结果表明,这种有限超晶格中的声子-极化激元模在剩余射线区[ωTO,ωLO ] 的分布依赖于缺陷层含Al的浓度x,部分类 GaAs(AlAs)声子-极化激元模随着浓度x的增加向低(高)频区移动.此外,而且还可以清晰地看到它们在局域模、表面模和扩展模之间的演变.还发现声子-极化激元模的分布随着组份层和缺陷层厚度的改变,其局域位置和特性发生显著变化.     

磁场下InAs/InP矩形量子线中的电子结构

在有效质量近似下,利用微扰理论研究了矩形量子线中电子和空穴的基态能量.考虑形成量子线的2种材料晶格常数不同带来的形变势、电子和空穴在材料中的质量失配以及空穴有效质量的各向异性等因素,在矩形长度不变时,计算了电子和空穴的基态能量随磁场以及矩形宽度的变化情况.结果表明,粒子的基态能量随着磁场的增大而增大,随着矩形宽度的增大而减小;磁场增大时,不同尺寸量子线中电子的基态能量随磁场的变化曲线间距减小的趋势比空穴明显得多;在较高磁场下,电子的基态能量随量子线尺寸增大下降的趋势比低磁场时明显,而空穴的这种特征不明显.     

一维有限双周期性超晶格的能带及本征态

采用传输矩阵,得到了一维有限超晶格的电子态满足的本征方程.计算了一维有限超晶格的势垒受到余弦调制后,位于下带边的本征态随着调制的加强而移向上带边,位于原来禁带中.