GaN/AlN量子点结构中的应变分布和压电效应

从Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体压电极化对应变的依赖关系出发,采用有限元方法计算了GaN/AlN量子点结构中的应变分布,研究了其自发极化、压电极化以及极化电荷密度.结果表明,应变导致的压电极化和Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体所特有的自发极化将导致电荷分布的变化,使电子聚集在量子点顶部,空穴聚集在量子点下面的湿润层中,在量子点结构中产生显著的极化电场,并讨论了电场的存在对能带带边的形状以及能级分布的影响.     

GaN／AIN量子点结构中的应变分布和压电效应

从Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体压电极化对应变的依赖关系出发，采用有限元方法计算了GaN／AIN量子点结构中的应变分布，研究了其自发极化、压电极化以及极化电荷密度．结果表明，应变导致的压电极化和Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体所特有的自发极化将导致电荷分布的变化，使电子聚集在量子点顶部，空穴聚集在量子点下面的湿润层中，在量子点结构中产生显著的极化电场，并讨论了电场的存在对能带带边的形状以及能级分布的影响．     

半导体技术

O4712007060630GaN/AlN量子点结构中的应变分布和压电效应/梁双,吕燕伍(北京交通大学物理系)//半导体学报.―2007,28(1).―42～46.从Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体压电极化对应变的依赖关系出发,采用有限元方法计算了GaN/AlN量子点结构中的应变分布,研究了其自发极化、压电极化以及极化电荷密度。结果表明,应变导致的压电极化和Ⅲ-Ⅴ族氮化物半导体所特有的自发极化将导致电荷分布的变化,使电子聚集在量子点顶部,空穴聚集在量子点下面的湿润层中,在量子点结构中产生显著的极化电场,并讨论了电场的存在对能带带边的形状以及能级分布的影响。图4表1…     

耦合GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子特性

在有效质量近似下，运用变分方法，考虑到量子点内电子和空穴的三维束缚以及由压电极化和自发极化所引起的内建电场，对圆柱型耦合GaN量子点的光学性质及激子态做了研究。给出了激子结合能Eb、量子点发光波长λ、电子-空穴复合率和量子点高度L^GaN以及势垒层厚度L^AlGaN之间的函数关系。结果表明，量子点高度LG^GaN、势垒层厚度L^AlGaN的增加将导致激子结合能、电子-空穴复合率的降低，耦合量子点发光波长的增加。     

非对称应变纤锌矿AlxGa1-xN/GaN/AlyGa1-yN量子阱中浅杂质态的结合能

本文采用变分法数值计算应变纤锌矿AlxGa1−xN/GaN/AlyGa1−yN量子阱中类氢杂质的基态结合能. 计及由自发极化和压电极化引起的内建电场, 讨论阱宽、杂质位置以及左右垒中Al组分对结合能的影响. 结果表明, 尤其在非对称量子阱即势垒宽度或（和）高度不一样的情形下, 杂质位置和垒高对结合能随阱宽变化关系的影响比垒宽更为明显. 对称或非对称结构中, 结合能随杂质位置的变化形如电子基态波函数的空间分布. 此外, 左垒中Al组分对结合能的影响较右垒更甚.     

AlInGaN量子阱垒层材料的优化

采用k·p方法理论,考虑了极化电场和自由载流子重新分布等因素,通过薛定谔方程和泊松方程自洽求解得到InGaN/AlInGaN,InGaN/GaN,InGaN/InGaN,InGaN/AlGaN量子阱导带和价带的能带结构,并由此计算了不同量子阱结构的自发发射谱.分析对比发现AlInGaN材料特有的自发极化和压电极化效应在阱垒界面处形成的极化电荷对量子阱发光特性有重要的影响.以AlInGaN为垒,优化其中各元素的组分可以减小极化电场的影响,提高量子阱自发发射谱强度.同时,综合考虑了极化电荷和势垒高度的影响,提出了具体的优化方法,并给予了物理解释.     

AlInGaN量子阱垒层材料的优化

采用k·p方法理论,考虑了极化电场和自由载流子重新分布等因素,通过薛定谔方程和泊松方程自洽求解得到InGaN/AlInGaN,InGaN/GaN,InGaN/InGaN,InGaN/AlGaN量子阱导带和价带的能带结构,并由此计算了不同量子阱结构的自发发射谱.分析对比发现AlInGaN材料特有的自发极化和压电极化效应在阱垒界面处形成的极化电荷对量子阱发光特性有重要的影响.以AlInGaN为垒,优化其中各元素的组分可以减小极化电场的影响,提高量子阱自发发射谱强度.同时,综合考虑了极化电荷和势垒高度的影响,提出了具体的优化方法,并给予了物理解释.     

光通信用高性能应变层量子阱激光器

把应变引入量子阱，改变Ⅲ－Ⅴ族体化合物半导体材料的能带结构，从而全面改善半导体激光器的性能，出现了通信用新一代高性能应变层量子阱激光器。     

GaN基量子阱红外探测器的设计

为了实现GaN基量子阱红外探测器,利用自洽的薛定谔一泊松方法对GaN基多量子阱结构的能带结构进行了研究。考虑了GaN基材料中的自发极化和压电极化效应,通过设计适当的量子阱结构,利用自发极化和压电极化的互补作用,设计出了极化匹配的GaN基量子阱红外探测器,为下一步实现GaN基量子阱红外探测器做好了准备。     

Ⅲ-Ⅴ族化合物低维半导体材料制备技术及进展

低维半导体材料特别是Ⅲ -Ⅴ族化合物低维半导体材料日益受到人们的重视和深入的研究。文章回顾和评述了近几年Ⅲ -Ⅴ族化合物低维半导体材料包括量子阱、量子线、量子点的制备技术的进展 ,展望了这些技术在光电子器件等方面的应用前景。