三势垒共振隧穿结构中极大增强的光生空穴共振隧穿

研究了电子隧穿出射端嵌入1.2 μm厚n型弱掺杂GaAs层的三势垒双阱隧穿结构,观察到了隧穿峰谷比高达36的光生空穴共振隧穿峰.研究证实1.2 μm厚n型弱掺杂GaAs层在光照下产生的大量光生空穴以及空穴隧穿出射端的23 nm宽的量子阱中量子化的空穴能级对空穴隧穿谷电流的限制作用,是导致高峰谷比的光生空穴隧穿现象的主要原因.     

GaAs/AlGaAs量子阱中飞秒超快光谱研究

使用飞秒白光泵浦探测技术研究了GaAs／AlGaAs量子阱材料中超快动力学行为。采用了非共振泵浦,激发了不满足△n=2p选择定则的光跃迁,观察到差分透射谱中的3个吸收跃迁饱和漂白峰。一方面,E1导带上的电子和HH2上的空穴通过各种散射和复合而快速减少,E1-HH2和E2-HH2峰迅速衰减;另一方面,由于处在带边的复杂性致使E1-HH1峰在25ps内几乎没有衰减。与掺杂多量阱材料的驰豫动力学比较可知,超晶格中由于阱间波函数的耦合使载流子的散射加快;而掺杂多量子阱中由于捕获中心的存在使载流子的复合加快。     

Siδ-掺杂In_(0.2)Ga_(0.8)As/GaAs应变单量子阱光致发光研究

研究了单层Ｓｉ分别δ－掺杂于Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ／ＧａＡｓ单量子阱系统中的单边势垒与双边势垒的光致发光谱,并与未掺杂样品相比较,发现掺杂样品的发光峰红移,其中单边势垒掺杂样品红移约４ｍｅＶ,双边势垒掺杂样品红移的量更多约１２ｍｅＶ．本文用杂质散射与空穴空间局域化来解释掺杂样品的发光半峰宽较本征样品大很多．用有效质量方法计算３个样品的光致发光能量,并用电子相关交换势解释掺杂样品发光红移的现象．     

新构思硅红外探测器

在Ｓｉ衬底上用ＭＢＥ方法进行ｎ型与ｐ型δ掺杂，将Ｓｉ的能带调制成锯齿型结构，产生Ｓｉ的带间跃迁．控制掺杂浓度与周期，来控制电子（空穴）跃迁的有效能隙，可望制成８－１２μｍ波长的Ｓｉ超晶格带间跃迁型红外探测器．     

耦合ZnO/MgxZn1-xO量子点中的激子态和带间光跃迁

在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑量子点的三维约束效应和内建电场.研究了ZnO/MgxZn1-xO0耦合量子点中激子结合能、带间光跃迁能以及电子-空穴复合率随量子点结构参数(量子点高度和势垒层厚度)的变化.结果表明:激子结合能、带间光跃迁能和电子-空穴复合率随量子点高度或势垒层厚度的增加而降低.     

AlGaN/GaN HFET的优化设计

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了不同掺杂方式下异质结能带和二维电子气的行为。发现掺杂能剪裁异质结能带的弯曲度、控制电子气的二维特性和浓度。在此基础上研究了不同掺杂方式的掺杂效率。通过掺杂和势垒结构的优化设计,得出了用δ掺杂加薄AlN隔离层的结构,既提高了电子气浓度,又保持电子气的强二维特性。从电子气浓度和栅对电子气的控制力度出发,提出了HFET势垒优化设计中的电子气浓度与势垒层厚度乘积规则。依据二维表面态理论,研究了表面态随帽层掺杂结构的变化。从前述乘积规则和表面态变化出发进行了内、外沟道异质结构的优化设计。优化结构既提高了电子气浓度和跨导,降低了欧姆接触电阻,又抑制了电流崩塌。     

几种掺杂浓度的GaAs表面Si-δ掺杂结构研究

本文利用了光调制光谱（ＰＲ），原位测量了ＧａＡｓ（００１）表面Ｓｉ－δ掺杂结构样品，研究了不同掺杂浓度对Ｓｉ－δ掺杂相关的光谱结构的影响，观察到了Ｓｉ－δ掺杂结构中，价带连续态到导带半Ｖ－形势阱中子带的跃迁，观察到该跃迁相随掺杂浓度增加先向高能移动，而后达到饱和．用简单的三角势模型，在理论上计算了面掺杂浓度２．４×１０１４ｃｍ－２时，半Ｖ－形势阱中子带的能级位置，波函数的分布及光吸收系数，与实验结果相一致．     

不同阱宽的In_xGa_(1-X)As/GaAs应变量子阱的压力行为

在77K下测量了不同阱宽(30-160A)的In_xCa_(1-x)As/GaAs应变量子阱的静压下光致发光谱.静压范围为0-60kbar.发现导带第一子带到重空穴第一子带的激子发光峰的压力系数从 160A阱的 9.74meV/kbat增加到 30A 阱的 10.12meV/kbar.计算表明,阱变窄时电子波函数向压力系数较大的势垒层中的逐步扩展是压力系数随阱宽变小而增加的原因之一.在压力超过50kbar后观察到两个与间接跃迁有关的发光峰.     

表面势垒层厚度对量子阱束缚电子态的影响

采用包络函数方法在四带k·p模型基础上计算了晶格匹配的量子阱 InP/Ca_(0.47)In_(0.53)As/InP中束缚电子能级及波函数,讨论了表面势垒层厚度对量子阱中束缚电子能级、波函数以及相应于电子基态能级与重空穴基态能级间的荧光谱峰位置的影响.文中也讨论了在势阱与势垒边界处的不同衔接条件对量子阱中束缚电子能级计算结果的影响.     

InGaAs/GaAs应变耦合量子阱光学性质的研究

用光荧光和光电流实验方法研究了InGaAs/GaAs应变耦合量子阱的光学性质.实验表明,在耦合阱结构中,势垒愈薄,耦合愈强,其对称态←→对称态所对应的跃迁能量比未耦合阱中n=1重空穴激子跃迁能量降低更甚.实验中还观察到具有不同偏振特性的吸收峰,并根据这一特征指认了轻、重空穴的跃迁.用双阱耦合模型计算了耦合阱结构中受限态之间的跃迁能量,理论与实验符合较好.实验研究也表明,在实验样品的In组分下,轻空穴受限在GaAs阱层中.     

多量子阱的电子干涉及引起的光电流特性

根据电子干涉理论分析指出：多量子阱结构势垒以上的电子,由于其干涉效应形成一些分立的弱干涉非定域态。当存在光激发时,量子阱中基态电子可跃迁到这些弱干涉非定域态上,在外电场作用下形成光电流谱的峰结构。理论计算出的几个光电流峰位置与实验测量的结果符合较好。     

赝形δ掺杂AlGaAs/InGaAs/GaAs量子阱的光致发光性质研究

测量了一系列不同隔离层(spacer)厚度、阱宽和硅δ掺杂浓度的单边掺杂的赝形高电子迁移率晶体管(p-HEMTs)量子阱的变温和变激发功率光致发光谱,详细研究了(el-hh1)和(e2-hh1)两个发光峰之间的动态竞争发光机制,并运用有限差分法自洽求解薛定谔方程和泊松方程以得出电子限制势、子带能级以及相应的电子包络波函数、子带占据几率和δ掺杂电子转移效率,研究了两个峰的相对积分发光强度随隔离层厚度、阱宽和δ掺杂浓度的变化.     

P型闪锌矿半导体带内光吸收的计算

采用Kane模型的重空穴带波函数,导出重空穴带带内跃迁的光吸收理论公式,其结果近似为采用球对称波函数计算结果的一半。     

赝形δ掺杂AIGaAs／InGaAds／GaAs量子阱的光致发光性质研究

测量了一系列不同隔离层（ｓｐａｃｅｒ）厚度、阱宽和硅δ掺杂浓度的单边掺杂的赝形高电子迁移率晶体管（ｐＨＥＭＴｓ）量子阱的变温和变激发功率光致发光谱,详细研究了（ｅｌ－ｈｈ１）和（ｅ２－ｈｈ１）两人发光峰之间的动态竞争发光机制,并运用有限差分法自治求解薛定谔方程和泊松方程以得出电子限制势、子带能极以及相应的电子包络波函数、子带占据几率和δ掺杂电子转移效率,研究了两个峰的相对积分发光强度随隔离层厚度、阱宽和δ掺杂浓度的变化。     

量子台阶上准束缚电子能态光学性质研究

给出量子台阶上准呸缚电子能态间的跃迁特性，通过理论计算模型中等效电子波函数相干长度对量子台阶光学特性的影响，提出了一种对电子波函数相干长度行为的实验研究途径。     

N、Yb共掺杂二氧化钛的第一性原理计算

本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法研究了N、Yb共掺杂TiO2的晶体结构、电子结构和光学性质,计算结果表明：掺杂后TiO2的晶格常数、原子间的键长和原子电荷都发生了变化,导致掺杂后的八面体偶极矩增加,从而有利于光生电子-空穴对的分离,提高了TiO2的光催化性能。电子在O的Pπ轨道和Yb的4f之间的跃迁使N、Yb共掺杂后的TiO2在可见光区有较好的光吸收特性。     

散射对量子阱隧穿电流的影响

本文从单带双谷模型出发研究了电子在量子阱内遭到散射时电子状态及隧穿几率的变化。弹性散射使用δ散射势来计算,非弹性散射则用虚散射势来描述。前者使隧穿电流峰向高电压端移动,后者减弱了电流峰的谐振强度。分别讨论了位于势阱和势垒层中的散射中心的不同散射作用。隧穿电流的变化趋势同中子辐照实验数据相吻合。     

量子阱中Be受主的光致发光

报道了掺杂在GaAs体材料中和δ掺杂在一系列GaAs/AlAs多量子阱中的Be受主带间跃迁的光致发光. 实验所用样品,GaAs体材料中均匀掺杂Be受主的外延单层和一系列量子阱宽度从3到20nm,并在量子阱中央进行了Be受主δ掺杂的GaAs/AlAs多量子阱样品都是通过分子束外延技术制备的. 在4,20,40,80及120K不同温度下,分别对上述样品进行了光致发光谱的测量,清楚地观察到了受主束缚激子从1S3/2(Γ6)基态到同种宇称2S3/2(Γ6)激发态的两空穴跃迁,并从实验上得到了不同量子阱宽度下Be受主从1S3/2(Γ6)到2S3/2(Γ6)态的带间跃迁能量. 理论上利用变分原理,在单带有效质量模型和包络函数近似下,数值计算了Be受主1S3/2(Γ6)→2S3/2(Γ6)的跃迁能量随量子阱宽度的变化关系,比较发现理论计算和实验结果符合较好.     

未掺杂半绝缘砷化镓中EL2能级的光电离截面谱

采用恒流光电导方法,在不同温度下测量了未掺杂半绝缘LEC砷化镓中EL2能级的光电离截面谱σ_n~0-hv。发现截面谱中有三个上升较快的台阶,认为它们来源于EL2能级上的电子向导带上三个极点Γ、L、X的光跃迁。σ_n~0-hv的理论计算和实验曲线符合得很好,并得出有关EL2能级的物理量即束缚能E_T、Frank-Condon移动d_(FC)和波函数扩展长度α~(-1)。     

量子阱中Be受主的光致发光

报道了掺杂在GaAs体材料中和δ掺杂在一系列GaAs/AlAs多量子阱中的Be受主带间跃迁的光致发光.实验所用样品,GaAs体材料中均匀掺杂Be受主的外延单层和一系列量子阱宽度从3到20nm,并在量子阱中央进行了Be受主δ掺杂的GaAs/AlAs多量子阱样品都是通过分子束外延技术制备的.在4,20,40,80及120K不同温度下,分别对上述样品进行了光致发光谱的测量,清楚地观察到了受主束缚激子从1S3/2(Γ6)基态到同种宇称2S3/2(Γ6)激发态的两空穴跃迁,并从实验上得到了不同量子阱宽度下Be受主从1S3/2(Γ6)到2S3/2(Γ6)态的带间跃迁能量.理论上利用变分原理,在单带有效质量模型和包络函数近似下,数值计算了Be受主1S3/2(Γ6)→2S3/2(Γ6)的跃迁能量随量子阱宽度的变化关系,比较发现理论计算和实验结果符合较好.