超晶格材料研究进展

介绍了超晶格材料的种类、性质、制备方法及其应用的研究进展，并对超晶格材料研究的发展前景进行了展望。     

各向异性铁磁超晶格中自旋波局域模与界面模

研究了内部各向异性的Ａ－Ｂ结构的一维铁磁性超晶格自旋链，利用界面重参数化方法，给出了自旋波低能量子严格解。结果表明，超晶格自旋波分为非局域模，局域模和界面模三种类型，对各种模的性质与特点，以及自旋波的色散关系和能量范围做了讨论。     

广义Fibonacci光学超晶格的分类

在制造光学超晶格的过程中，如果极化条件控制得不合适，常常会出现”缩并”现象．定义广义Fibonacci光学超晶格为：Sj=Sj^m-1Sj^κ-2，其初始条件为：S1=B，S2=A^n1B^n2．定义缩并规则为AB→A，B→B，通过连续缩并，一个广义二组元Fibonacci超晶格可以扩展为一系列超晶格．比如，若初始超晶格序列为ABBABBBABBABBBABBABBABBBABBABBBABBABBABBB…那么，经过一次缩并，产生新的超晶格序列类似地，可以定义膨胀规则为AB←B，B←B，通过连续膨胀，一个广义二组元Fibonacci超晶格亦可扩展为一系列超晶格．研究了这两个超晶格系列，发现它们的倒空间结构是几乎相同的．因此，可以将这两个超晶格系列归为一类，称之为二组元超晶格族．定义三组元超晶格为Sj=Sj^m-1Sj-3，其初始条件为S1=A，S2=A^nC，S3=A^nCB，在三组元超晶格中做相同的操作，同样发现了具有相同倒空间结构的超晶格系列，将之归为三组元超晶格族．这个结果可以扩展到κ组元的情形．普通Fibonacci超晶格结构具有自相似性，研究了一个二组元金Fibonacci超晶格的倒空间里的峰值，发现在所谓的约化区间的方案中，它们可以归为一系列组中．不同组中的峰值点彼此之间通过一个无理数关联，这个无理数是二组元金Fibonacci超晶格的特征量．同样发现，这些峰值的坐标可以通过求解Pell方程得出．     

磁性超晶格的磁层间交换耦合与巨磁阻

评述了磁层间的交换耦合和巨磁阻研究的进展，特别是磁层间的交换耦合和巨磁阻随夹层厚度和磁层厚度作周期性振荡的现象及其理论模型，并采用唯像理论计算了磁性超晶格的磁相图、交换耦合、起始磁化曲线、磁滞回线与巨磁阻。     

铁磁超晶格的界面磁性

本文用平均场重整化群方法，研究两处材料交替形成铁磁超晶格的界面磁性，讨论了界面磁性与界面体层耦合强度的依赖关系。     

多层半导体结构的共振隧穿性质

应用转移矩阵方法，计算了多层半导体结构的电子透射系数，研究了三元准周期超晶格的电子共振隧穿性质，讨论了不同结构对隧穿性质的影响。结果表明：准周期超晶格结构的自相似性导致了电子透射率谱的自相似性；随着代数的增加，高透射率的区域越来越集中于某一小的能量范围；对应不同的排列结构，电子透射率随能量的分布也不相同，透射率较大的能量位置与系统中占多数的那种势阱的能级相对应。     

(AlAs)_3(GeGe)_3(001)超晶格体内的自建电场

在(AlAs)_3(GeGe)_1(001)超晶格的LMTO-ASA能带计算的基础上,采用“冻结势方法”,计算了超晶格中各个分子层的平均键能E_和价带边E_,揭示了超晶格体内自建电场与界面电荷的关系。     

晶格失配对超晶格法向导热系数影响的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了超晶格的法向导热系数随周期长度的变化关系.模拟结果表明,在晶格匹配的超晶格中,当周期长度同声子平均自由程相当时,超晶格导热系数将出现最小值.而对于具有4%晶格失配的超晶格模拟结果却表明,超晶格导热系数随周期长度的增大而单调上升.这一研究结果表明,材料的晶格失配是大多数实验研究中没有发现超晶格最小导热系数的主要原因.     

Au／（Su／SiO2超晶格）／p型Si结构的可见电致发光研究

采用磁控溅射技术制备了Si/SiO2超晶格薄膜,在正向偏压大于4V即可观测到了来自Au/(Si/SiO2超晶格）／p-Si结构在室温下的要中见电致发光,认为发光射主要来自于SiO2层中的发光中心上的复合发光,对实验结果进行了解释。     

氢等离子体处理对GaAs/AlGaAs超晶格材料性能的影响

在利用MOCVD方法制备的调制掺杂GaAs/AlGaAs多量子阱超晶格材料中，由于深能级杂质形成的非辐射复杂合中心的存在，使样品具有较大的暗电流并削弱了该材料的光致发光强度，样品经过氢等离子体处理后，其光电性质明显改善。     

PPLN-OPO非线性变频特性的研究

根据准相位匹配和光参量振荡原理，分析了光学超晶格材料PPLN实现参量过程时极化周期、匹配温度和调谐波长之间的关系，提出了同时使用周期调谐和温度调谐实现大范围波长调谐的调谐方法，并对PPLN-OPO在不同泵浦波段的周期调谐特性和温度调谐特性进行了研究．     

三元准周期超晶格的共振隧穿

本文研究了三元准周期超晶格的电子共振隧穿性质。结果表明：准周期超晶格结构的自相似性导致了电子透射率谱的自相似性；随着代数的增加，高透射率的区域越来越集中于某一小的能量范围；电子透射率较大的能量对应着电子的扩展态，电子透射率较小的能量对应着电子的局域态，电子透射率介于两者之间时，对应着电子的临界态。