外场对InPBi量子阱中激子结合能的影响

在有效质量近似下运用变分法计算了InAlAs/InPBi/InAlAs量子阱中的激子结合能随阱宽、Al组分、Bi组分的变化情况,分析了外加电场和磁场对激子结合能的影响。结果表明：激子结合能随阱宽增大呈现先增大后减小的趋势;随Al、Bi组分的增大,激子结合能也逐渐增大;外加电场较小时对激子结合能的影响很小,外加电场较大时破坏了激子效应;激子结合能随外加磁场增大呈现单调增大的趋势。计算结果对InAlAs/InPBi/InAlAs量子阱在光电子器件方面的应用有一定指导意义。     

极性晶体中的激子在磁场中的性质

本文采用Haga研究极化子、顾世洧研究激子时采用的方法讨论极性晶体中的激子在磁场中的性质.在忽略激子于反冲效应中发射的不同波矢的虚声子之间的相互作用的近似下,导出了激子的自陷能、电子-空穴有效作用势以及激子-声子- 磁场三者之间的耦合能.我们发现激子的自陷能与晶体的电子-空穴质量比有关,但是对于任意电子-空穴质量比,激子都是自陷的.我们还发现,由于晶格振动对激子运动的影响,使得激子在磁场中的抗磁性能移(diamagnetic shift)有所减弱.我们采用变分法对处于磁场中的激子-声子系统的基态能量进行了计算,并与Behnke的工作进行了比较.结果表明:在α<2的情况下,即使采用零级近似的有效势,已经能得到令人满意的结果.     

Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱内激子结合能的研究

在有效质量近似下采用变分法计算了Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱内不同Mn组分下激子的结合能,给出了结合能在不同Mn组分下随阱宽、垒宽、外加电场的变化情况。 结果表明:激子结合能是阱宽的一个非单调函数，随阱宽的变化呈现先增加后减小的趋势，而且随着Mn组分增大, 激子结合能达到最大值的阱宽相应变小, 这与材料的带隙改变有关;激子结合能随垒宽逐渐增大然后趋于稳定值，这与波函数向垒中的渗透有关；在一定范围内电场对激子结合能的影响很小,而且Mn组分越大对激子结合能影响越小，但电场强度较大时会破坏激子效应。计算结果可以对基于半导体抛物形量子阱发光器件设计制作提供一些理论依据。     

半导体量子点中的双激子发光

双激子发光是半导体材料在高激发强度下形成两个激子后复合发光的一种物理过程。相较于块体材料，量子点体积小、载流子受限、能级分立，从而具有独特的双激子发光特性，具体表现为双激子结合能大，级联发射中的光子对是极化反对称的，激子对的俄歇复合效应强。从双激子发光研究的发展历程出发，重点介绍了量子点双激子发光的基本原理、光谱特性，特别是量子效应对量子纠缠和光增益的影响。讨论了量子点双激子发光在纠缠光源、量子点激光器等方面的应用潜力和目前所面临的挑战。     

GaN基量子阱激子结合能和激子光跃迁强度

采用变分法,计算了GaN基量子阱中激子结合能和激子光跃选强度。计算结果表明,GaN基量子阱中激子结合能为10－55meV,大于体材料中激子结合能,并随着阱宽减小而增加,在临界阱宽处达到最大。结间带阶同样对激子结合能有着较大的影响,更大带阶对应更大的结合能。同时量子限制效应增加了电子空穴波函数空间重叠,因此加强了激子光跃迁振子强度,导致GaN/AlN量子阱中激子光吸收明显强于体材料中激子光吸收。     

极性晶体中激子的性质

在本文中对作者之一过去得到的极性晶体中激子的有效哈密顿,采用变分法计算了激子的基态能量和波函数,就大激子和小激子两种情形,得到了基态能量和波函数的解沂式,对式中各项的意义作了详细的分析.     

太赫兹场作用下半导体超晶格的动力学过程及光吸收谱研究

基于激子基，采用密度矩阵理论研究了太赫兹场作用下半导体超晶格的子带间动力学过程及光吸收谱。在太赫兹场的驱动下，激子作布洛赫振荡。子带间极化的缓慢变化依赖于太赫兹频率，随着太赫兹频率的增加，子带间极化向下振荡，极化强度降低。以 和 两种超晶格为例进行研究，它们的光吸收谱出现了卫星峰结构，这是由于太赫兹场与万尼尔斯塔克阶梯激子作用的非线性效应产生的。但是就 与 超晶格相比而言，我们研究发现，n<0的激子态与n=0的激子态耦合作用较强使得光吸收谱吻合性较好，n＝0时的激子态吸收光谱出现红移，n>0的激子态光吸收谱中出现的边带效应不是很明显。     

厚度依赖的Poly(3-hexylthiophene)光伏器件中的磁场效应

对poly(3-hexylthiophene)(P3HT)光伏器件产生正、负向磁场效应的原因进行了研究。制作了不同活性层厚度的光伏器件,光电流的磁场效应对厚度的依赖非常明显:在活性层厚度为44nm时,有2.8%的正效应;当活性层厚度提高为105nm时,磁场效应变为负值(-5.2%)。为了研究产生这种效应的原因,制备了1-(3-methyloxycarbonyl)propyl-1-phenyl[6,6]C61(PCBM)与P3HT共混的器件。在共混器件中,磁场效应随着PCBM比例的提升而逐渐下降直至湮灭且磁场效应不再随活性层厚度发生变化。磁场效应的产生源于磁场可以调控单线态和三线态激子的比例,进而调节单线态激子主导的激子分离作用和三线态激子主导的激子-电荷分离作用。实验结果显示出在纯P3HT光伏器件中,当PCBM加入到活性层中时,大量激子在给受体界面处分离成为自由载流子,单线态和三线态激子都可以高效地通过激子分离使光电流增强,激子比例不再影响光电流大小,所以磁场效应逐渐消失且对活性层厚度失去依赖。     

纳米微晶结构氧化锌中激子发光的研究进展

由于ZnO具有大的激子束缚能,有利于在室温下获得高效稳定的紫外辐射.因此,对ZnO激子发光的研究极有希望解决半导体照明、紫外半导体激光器等多种技术面临的瓶颈问题.综述了ZnO中激子的典型光致发光谱、激子的结构及复合发光过程.重点介绍了温度、激发功率、量子限域效应以及激光辐照等因素对ZnO激子发光的影响.     

II-VI多量子阱中局域化激子的受激发射

通过对ＺｎｘＣｄ１－ｘＴｅ－ＺｎＴｅ多量子阱样品的光泵受激发射研究讨论了材料中激子局域态对受激发射激子过程以及受激发射特性的影响。两块不同组份和不同局域态密度的ＺｎＣｄＴｅ－ＺｎＴｅ多量子阱样品受激发射过程都是ｎ＝１重空穴激子参与的一系列过程，但在Ｚｎ０．６７Ｃｄ０．３３Ｔｅ－ＺｎＴｅ中发现了激子－激子散射的受激发射过程，而在Ｚｎ０．７８Ｃｄ０．２２Ｔｅ－ＺｎＴｅ中没有发现这一受激发射的激子过程。ｘ＝０．６７的样品中具有较高的局域化激子密度，其受激发射具有较高的阈值。     

高激发密度下ZnSe-ZnS/CaF_2超晶格的自由激子发光及光学非线性

在 77 K下用N_2激光器的 337.1nm脉冲激光线作为激发源,研究了高激发密度下ZnSe-ZnS/CaF_2超晶格的自由激子发光特性及激子的光学非线性.对于该超晶格体系,首次观察到激子-激子散射发光,激子饱和吸收及光学双稳现象.并根据激子态的填充效应很好地解释了实验中观察到的随激发光强增加出现激子发光和吸收的蓝移现象.     

层状半导体材料GaSe光学性质的研究

研究了层状半导体材料GaSe在强激光激发下基本吸收边和激子的光学非线性,确认激子-激子散射过程及激子屏蔽是引起这种非线性的主要机制。     

细菌视紫红质三阶非线性光感应超快过程研究

用前向立体简并四波混频实验对光能转换生物分子细菌视紫红质(bR)作三阶非线性光学超快过程研究,观察到时间响应由快成份和慢成份组成.用激子位相空间充满理论和构形变化模型分别给予动力学机制解释.快成份对应于自由电子-空穴对形成的激子,慢成份对应于无辐射衰变形成的极化子.通过对实验曲线的数学拟合,得到激子饱和密度和激子长度,激子和极化子寿命、以及极化子形成效率等动力学参数.     

三维半导体GaAs量子阱微腔中的腔极化激元

半导体微腔中腔模和激子模耦合形成腔极化激元,三维微腔中由于横向限定腔模和激子模形成离散化的本征模式.本文计算了远离截止近似下,三维半导体微腔中空腔腔模的能量与微腔半径的关系;及腔模和激子模耦合后,三维半导体柱型微腔中具有相同角量子数和径向量子数的两个低阶腔模、重空穴激子模、轻空穴激子模耦合形成的腔极化激元能量随微腔半径变化的情况.结果表明随着微腔半径的减小腔模能量蓝移,腔模与相应的重空穴激子模、轻空穴激子模耦合形成的腔极化激元的三支随着微腔半径的减小存在明显的反交叉行为.随着微腔半径的变化,极化激元的三支所体现的模     

极性半导体表面激子结合能

本文由作者导出的极性晶体表面激子的有效哈密顿量出发,用变分法计算了一些极性半导体材料的表面激子结合能,进一步讨论了晶格振动对表面激子基态的影响.对于GaAs,本文的结果与实验很好地符合.     

极性三元混晶中的Wannier激子结合能

在无序元胞孤立位移(MREI)模型下．考虑激子与混晶中的两支光学声子的相互作用,利用变分法计算了极性三元混晶(TMCs)中的Wannier激子的结合能。数值计算给出几种混晶材料的结合能随组份x的变化关系。讨论了混晶中的两支光学声子对激子结合能的贡献。结果表明,当电子和空穴有效质量相差较大时,电声子相互作用对激子结合能有着重要的贡献,声子对结合能的影响随混晶组份非线性变化的。同时讨论了有效声子近似(EPMA)在计算激子结合能时的适用范围。     

细菌视紫红质三阶非线性光感应超快过程研究

用前向立体筒并四波混频实验对光能转换生物分子细菌视紫红质（bR)作三阶非线性光学超快过程研究,观察到时间响应由快成份和慢成份组成,用激子们相空间充满理论和构形变化模型分别给予动力学机制解释,快成份对应于自由电子－空穴对形成的激子,慢居份对应于无辐射衰变形成的极化子,通过对实验曲线的数学拟合,得到激子饱和密度和激子长度,激子和极化子寿命,以及极化子形成效率等动力学参数。     

ZnSe—ZnS应变层超晶格的激子发光和强激发效应

利用光致发光和吸收光谱测量研究了ZnSe—ZnS 多量子阱(MQW)应变层超晶格(SLS)的激子特性,这种 MQW SLS 是用低压有机金属化学汽相沉积技术在(100)ZnS 和 GaAs 衬底上制备的。用氮分子脉冲激光器增加激发强度,发现主要的激子带向更高光子能量的方向偏移。为了了解激子的分离机制,测量了温度与线宽及强激发下发射强度的关系。根据激子散射所起的作用,从三个方面分析了线宽与温度的关系;这三种激子散射分别与 LO、声预声子和施主杂质有关。激子热释放的激活能量约为71meV,该值非常接近于4E_B,D(块状 ZnSe的结合能 E_B,D=19meV)。     

掺氮ZnSe外延层的光致发光研究

报导了掺氮ＺｎＳｅ外延层的光致发光,研究了与氮受主有关的发光峰随温度和激发强度的变化关系．１０Ｋ下施主－受主对发光峰随激发强度的增加向高能方向移动,且峰强呈现饱和趋势．在１０～３００Ｋ温度范围光致发光谱表明,随着温度增加,由于激子在受主束缚激子态和施主束缚激子态之间转移,施主束缚激子发光峰强度相对受主束缚激子发光峰强度增加     

无序系统的次级光散射

本文试从无序系统的发光及喇曼散射中的几个问题出发,阐述次级光发射中的无序效应。Wolford研究了三元系GaAs_(1-x)P_x:N中束缚激子的发光,发现随着组份x值的变小,电-声子耦合增强,激子的半径变小。张新夷等人对三元系Ga_xIn_(1-x)P:N的束缚激子发光的研究也得到了同样的结论。在三元化合物中,束缚激子趋于局域,激子中电子和空穴的交换能增大。