旋转对称性对红外超材料完美吸收器特性的影响

研究了超材料完美吸收器的旋转对称性对其吸收特性的影响.吸收器由金属颗粒/电介质/金属薄膜三层结构组成.以最上层是方形金属块为例,并通过在其y方向不同边沿处引入空气孔研究了四重、二重和非旋转对称吸收器的吸收特性.理论结果表明,当入射光偏振平行于x轴或y轴时,四重旋转对称结构有一个完全相同的吸收峰;二重旋转对称结构吸收峰会在入射光偏振平行于x轴时劈裂成两个峰;而无论入射光偏振平行于x轴或y轴,非旋转对称结构的吸收峰都会劈裂成两个峰.不同重数旋转对称性对吸收峰特性影响的结果将有助于设计新型的偏振无关的吸收器.     

半导体量子点的尺寸分布对其荧光的影响

基于量子局域模型，用类似Ｋａｎｅ平均场方法和Ｌｉｆｓｈｉｔｚ几率观点获得半导体量子点体系的光荧光谱．对直径为ｄ的半导体量子点尺寸用对数高斯或高斯分布描述，研究表明：光荧光谱的线型在短波边不对称，与实验观测一致；尺寸服从一定的分布导致光荧光峰红移，可用于获得表观激子束缚能；尺寸分布对光荧光峰的宽度起重要作用     

C掺杂金红石结构TiO_2的第一性原理研究（英文）

利用基于密度泛函的第一性原理研究了非磁性轻元素C掺杂金红石TiO_2的性质,这在自旋电子和红外电子领域具有潜在的应用前景.结果显示:C原子更倾向于形成铁磁耦合并围绕在Ti原子周围,每个C原子的磁矩大约为1.3μB.体系的铁磁性来源于p-d轨道杂化和类p-d杂化的p-p耦合共同作用,p-p耦合主要来自类p-t_(2g)和价带p态耦合.     

抛物线型衬底InGaN/GaN发光二极管的模拟研究

针对发射到衬底中的光子,提出了一种具有抛物线型衬底结构的InGaN/GaN发光二极管,并对平面衬底和抛物线型衬底InGaN/GaN发光二极管的光子运动轨迹、发射功率角度分布和外量子效率进行了模拟计算.结果表明:相对于平面衬底发光二极管,抛物线型衬底发光二极管可以充分利用发射到衬底中的光子,使其正向光子发射功率增加12.6倍,外量子效率提高1.22倍,同时具有发射准平行光的功能.     

新型纳米尺寸MOSFET器件的模拟和设计

在半导体器件的研制过程中,用计算机数值模拟取代测量方法来优化设计器件的性能参数,则器件的调试周期将显著缩短,费用将大幅度降低。本文简述了新型纳米尺寸MOSFET器件模拟的主要物理模型和数值方法,阐述MOSFET相关器件模拟的国内外研究动态,判断其发展趋势和研究方向。     

基于拓扑绝缘体异质结的宽带太赫兹探测器

二维材料中的新量子态对凝聚态物理和现代光电器件的发展具有重要意义。然而具有宽带、室温和快速响应能力的太赫兹光电探测技术,由于缺乏暗电流和光吸收之间的最佳平衡,仍然面临着巨大的挑战。在这项研究中,作者合成了新型拓扑绝缘体材料GeBi₄Te₇,并搭建了其与Bi₂Te₃的范德华异质结,以实现高灵敏度的太赫兹光电探测器。在平面金属-材料-金属结构中实现了在室温下将低光子能量太赫兹波段直接转化为光电流。结果表明,基于Bi₂Te₃-GeBi₄Te₇的太赫兹光电探测器能够实现0.02～0.54 THz的宽谱探测,且具有很高的光响应率(在0.112、0.27、0.5 THz下分别为592 V·W^-1、203 V·W^-1、40 V·W^-1),响应时间小于6μs。值得注意的是,它被用于高频太赫兹的成像应用演示。这些结果为Bi₂Te₃     

基于等离激元纳米结构非对称集成的二维材料自驱动光响应增强的研究进展（特邀）

金属-二维材料-金属是最常见的二维材料光探测器件的结构。由于结构简单、易于集成,该类器件受到最广泛的关注和研究。其自驱动光探测的模式具有很低的暗电流,有望成为高性能红外探测的新途径。然而金属-二维材料-金属的自驱动光探测存在两个瓶颈问题:（1）反对称的金属-二维材料结区引起的泛光照射下光响应的抵消;（2）二维材料有限光吸收导致的低响应率。文中介绍了利用等离激元纳米结构的非对称集成引入非对称的光耦合,从而打破泛光照射下二维材料与两端电极接触区域产生的光电流的对称性,实现净的自驱动光响应;同时利用等离激元纳米结构产生的局域强光场提高二维材料光吸收率和光响应率的一系列研究进展。在石墨烯等离激元纳米谐振腔复合结构中,实现两个电极附近的光响应对比度超过100倍,突破了对称光耦合导致的光响应抵消的难题。由于具有将入射光耦合成局域模式的优越能力,等离激元纳米谐振腔比亚波长金属光栅更有效地提高石墨烯响应率一个数量级以上。     

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．     

二维光子晶体多模波导与单模波导的匹配传输

用多模干涉理论研究了二维正方晶格的光子晶体多模波导的3个偶模之间的干涉和自映像现象,发现它们之间的干涉可以认为是两两相互干涉叠加的结果.以7模光子晶体波导为例进行模拟计算,根据其波导的能带结构,发现在入射波的归一化频率为0.35时,3个偶模相互干涉形成的单重像在某一点重合,在这一点再连接一个单模光子晶体波导,实现了光子晶体多模波导到单模波导的匹配传输.利用有限时域差分法进行了数值模拟验证,模拟结果表明:实现了光子晶体多模波导到单模波导的高效匹配传输,传输效率达到95%.