GaN量子点弹性模量的分子动力学模拟

 应用一种分子动力学的方法,模拟预测了氮化镓（GaN）量子点在应变状态下的弹性模量和体积模量.通过在闪锌矿和纤维锌矿两类模型上施加不同形式的应变,得出了体应变和系统能量之间的关系.进一步利用分子动力学方法模拟出系统的能量,并计算出GaN材料在应变状态的弹性模量.在零应变状态下,预测结果同以往的理论值和实验值相吻合.     

GaN基量子阱激光器交叉饱和特性的计算与分析

通过分析GaN能带结构和跃迁矩阵元,对GaN基量子阱激光器的交叉饱和特性作了理论上的计算与分析．并给出了TE和TM模自身交叉与相互交叉的交叉饱和系数的曲线,分析了能带结构和载流子面密度对交叉饱和特性的影响。发现相互作用的两光场频率相等时,两光场的交叉饱和系数出现峰值,两光场频率不等时相应的交叉饱和系数远小于峰值;同时发现在交叉饱和系数峰值处,不同载流子面密度将对交叉饱和系数产生不同的影响,因此,载流子面密度的改变可影响交叉饱和系数。     

量子点

本书为新加坡世界科技出版公司出版的《电子学和系统学》丛书的第25卷，从量子点理论和技术方面介绍和论述了量子点系统的多方面重要内容，如量子点的能量状态，量子点的自系集和自成序，一些量子点的生长、结构和光学性质，量子点激光器等。     

FeS量子点的制备及其光学特性研究

采用液相超声剥离法制备了尺寸可控的FeS量子点(QDs),通过改变离心转速得到不同粒径的FeS QDs.利用TEM对FeS QDs的形貌和结构进行了表征;通过UV-Vis和PL光谱研究了FeS QDs的光学特性.结果表明：当离心转速分别为4 500、3 000 r/min和1 500 r/min时,对应的FeS QDs平均尺寸为2.6、3.0 nm和3.5 nm;三组样品在紫外到红外波段(200～2 000 nm)均有吸收,随着波长的增加吸收强度缓慢下降;此外,研究发现FeS QDs具有光致发光特性,随着激发光波长增加PL峰红移,表明其发光具有波长依赖性.     

闪锌矿InχGal-χ N/GaN量子点的光学特性

在有效质量近似下,通过变分方法研究了束缚于闪锌矿InGaN/GaN量子点中的激子态.详细研究了振子强度和发光波长随InGaN/GaN量子点结构参数和量子点内In含量的变化关系.数据结果表明:量子点结构参数和In含量对闪锌矿InGaN/GaN量子点的振子强度和发光波长有重要的影响;激子效应使量子点发光波长红移.     

闪锌矿InχGal-χ N/GaN量子点的光学特性

在有效质量近似下,通过变分方法研究了束缚于闪锌矿InGaN/GaN量子点中的激子态。详细研究了振子强度和发光波长随InGaN/GaN量子点结构参数和量子点内In含量的变化关系。数据结果表明:量子点结构参数和In含量对闪锌矿InGaN/GaN量子点的振子强度和发光波长有重要的影响;激子效应使量子点发光波长红移。     

3-巯基丙酸稳定的CdSe量子点的制备及其荧光性能

以CdCl₂·2.5H₂O,Na₂SeO₃和NaBH₄为反应物,制备3-巯基丙酸稳定的CdSe量子点.研究了加热回流时间、镉和硒的物质的量及镉和3-巯基丙酸的物质的量之比等实验条件对CdSe量子点光谱性能的影响.采用紫外-可见光谱、荧光光谱、X射线粉末衍射和高分辨透射电镜等分析手段,对量子点的光学性能和结构进行表征.结果表明,反应时间、镉和硒的物质的量及镉和3-巯基丙酸的物质的量之比等实验条件对CdSe量子点的光谱性能有明显影响;不同条件下制备的量子点的荧光发射峰的半峰宽保持在35~40 nm范围内;所得CdSe量子点为立方晶型.在pH值为11.0,且nCd∶nSe∶nMPA=1∶0.2∶1.1的条件下,回流90 min制备的量子点的荧光量子产率值可达16.1%.     

InxGa1-xN/GaN应变量子点中激子的结合能

利用有效质量方法和变分原理，考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应，研究了InxGa1-xN／GaN应变量子点中的激子结合能随量子点结构参数和量子点中In含量x的变化规律．结果表明，随着量子点高度L和半径R的增加，结合能降低，随着量子点中In含量的增加，激子的结合能增大．对给定体积的量子点，激子结合能存在一最大值，此时电子、空穴被最有效的约束在量子点内．对不同体积的量子点，最大值的位置在量子点高度L=1．7nm附近取得.     

GaN圆柱形量子点的量子限制Stark频移

研究了圆柱形GaN量子点的电调制反射谱,外加电场的变化范围为10~50 kV/cm,在调制电场的作用下,电反射谱具有Franz-Keldysh振荡的特点.当调制电场的强度发生变化时,Franz-Keldysh振荡出现Stark频移,并分别对轻空穴和重空穴作用下的特点进行讨论.     

Quantum Size-Dependent Third-Order Nonlinear Optical Susceptibility in Semiconductor Quantum Dots

The density matrix approach has been employed to investigate the optical nonlinear polarization in a single semiconductor quantum dot(QD). Electron states are considered to be confined within a quantum dot with infinite potential barriers. It is shown, by numerical calculation, that the third-order nonlinear optical susceptibilities for a typical Si quantum dot is dependent on the quantum size of the quantum dot and the frequency of incident light.     

量子点中极化子的速率对光学声子平均数的影响

研究了量子点中极化子的性质。采用Tokuda改进的线性组合算符法、拉格朗日乘子法和变分法，导出了量子点中极化子的振动频率和声子平均数，讨论了在强弱耦合情况下极化子的速率对光学声子平均数的影响。研究结果表明，光学声子平均数随极化子的速率增加而增大。     

Quantum computation on gate-defined semiconductor quantum dots

During the past few years, researchers have made significant progress on quantum information processing in gate controlled semiconductor quantum dots. We review the global research efforts, including works by our group, which provides pathways towards applications in quantum computation.     

三电子耦合量子点的基态能谱

用精确对角化的方法研究了处于外磁场中三层单电子垂直耦合量子点系统基态能谱。研究发现外磁场的存在会导致基态角动量出现不连续跃迁,量子点间的距离对耦合量子点的基态能谱有很大的影响,量子点内部的关联会导致一系列基态跃迁的消失。     

量子点半导体光放大器的自发辐射特性研究

从导带、价带和浸润层的能级跃迁出发,采用分段模型对量子点半导体光放大器的增益和自发辐射进行了数值研究．物理模型包括自发辐射行波方程和各能级栽流子与光子数速率方程．经过大量数值计算,得到基态电子占用概率随注入光脉冲的变化,以及增益动态过程（饱和与恢复）和输出光脉冲的时域波形畸变．进一步研究了量子点光放大器自发辐射谱和增益平坦性,结果表明自发辐射功率随输入信号功率增大而减小,引入合适的钳制光,可在20nm带宽内获得小于0．3dB的增益平坦度,或者40nm带宽内小于1．0dB．     

CdS/ZnO核壳结构量子点的制备及其光学性能

通过溶胶-凝胶法制备出ZnO、CdS和CdS/ZnO核壳结构量子点的前驱体,在空气气氛下高温处理后得到壳厚度为10nm左右的CdS/ZnO核壳结构.CdS/ZnO核壳结构会导致紫外吸收边产生明显的红移.与ZnO和CdS相比,核壳结构使CdS/ZnO的激发、发射光谱都产生了明显变化,并且提高了发光强度.研究发现核壳结构会使ZnO和CdS原有的能级结构发生变化.     

激子效应对抛物量子点中光电导的影响

利用记忆函数方法研究了抛物量子点中的光电导,并导出了光电导的解析表达式.以典型的GaAs/Ga1-xAlxAs抛物量子点为例作了数值计算,结果表明,在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导会随之增强,而在强耦合区域,光电导会随之减弱;在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导峰会向左漂移,而且抛物势频率越大,光电导曲线越不对称;考虑了激子效应后的光电导比未考虑激子效应的光电导大了10%以上.     

PbSe量子点合成路线的探讨

分别采用超声、TOP和NaBH4等三种方法对PbSe量子点的合成路线进行了实验探讨,用IR、XRD、粒度分析和荧光倒置显微技术对三种合成方法制备得到的量子点进行了表征,总结了各种合成方法的操作要点。     

各向异性与量子点平衡形态及应变分布

向异性对于半导体量点光学和电学性能有较大影响.本文基于向异性弹性理论的有限元方法,研究了金字塔组织生长半导体量点平衡态与应变分随外延材料向异性系数的变化规律,讨论了向异性系数与应变弛豫的关系,出了同向异性系数的量点体系平衡态及其应力、应变、静水应变及双轴应变分等.结果可作为进一研究量点光电性能及制备量点的理论参考.