不同形状量子阱的量子限制效应

采用差分法求解有效质量方程，考虑轻重空穴的混合效应及应变效应，对三种不同形状的量子阱的能带结构、价带态密度、跃迁矩阵元进行了比较。在阱宽相同的条件下，方阱有最大的限制能力，但抛物阱和三角阱有更平坦的态密度曲线，使得以抛物阱和三角阱为有源区的激光器和半导体激光放大器可以有较低的透明电流密度。同时价带子带的耦合强烈改变了跃迁矩阵元，这对量子阱的增益特性会产生影响。     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Strained SiGe/Si multiple quantum wells (MQWs) were grown by cold-wall ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHV/CVD). Photoluminescence measurement was performed to study the exciton energies of strained Si0.84 Ge0.16/Si MQWs with SiGe well widths ranging from 4.2nm to 25.4nm. The confinement energy of 43meV is found in the Si0.84Ge0.16/Si MQWs with well width of 4.2nm. The confinement energy was calculated by solving the problem of a particle confined in a single finite rectangular poteintial well using one band effect mass model. Experimental and theoretical confinement energies are in good agreement     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Two heterointerfaces with several nanometers apart will confine the electrons(orholes) in the resulting wells.In the well,there existthe quantized subband levels.Confine-ment of carriers in1D(1dimension) ,2 D or3D occurs in the nanomet...     

抛物量子阱中的束缚极化子：分维变分方法

采用分维变分方法讨论了有限深抛物量子阱中束缚极化子的束缚能,得到了束缚能随阱宽的变化关系,并给出了声子对束缚能的贡献随阱宽的变化曲线.数值计算的结果表明,束缚极化子的束缚能随阱宽的增大存在一极大值,电子一声子的相互作用使束缚极化子的束缚能显著降低,声子的贡献不可忽略.     

抛物量子阱中的束缚极化子:分维变分方法

采用分维变分方法讨论了有限深抛物量子阱中束缚极化子的束缚能,得到了束缚能随阱宽的变化关系,并给出了声子对束缚能的贡献随阱宽的变化曲线.数值计算的结果表明,束缚极化子的束缚能随阱宽的增大存在一极大值,电子一声子的相互作用使束缚极化子的束缚能显著降低,声子的贡献不可忽略.     

InGaAsP量子阱混合技术理论及模拟研究

本文以品格中原子的扩散理论为基础,分析了四元系InGaAsP半导体材料中Ⅲ、Ⅴ族原子的扩散规律,建立了量子阱和超晶格结构中量子阱混合(QWI)的理论模型,模拟计算了半导体材料中组分浓度与扩散长度的关系,以及应变与扩散长度的关系,计算分析了应变对量子阱带隙、带结构和量子跃迁的影响,获得了一些有价值的结论,为量子阱混合试验和量子阱及超晶格集成器件的开发和研究提供了重要的理论基础。     

ZnMgSe/ZnCdSe多量子阱的光学性质

通过光致发光 (PL)和拉曼 (Raman)光谱研究了分子束外延 (MBE)生长的 Zn Mg Se/ Zn Cd Se多量子阱的光学性质。在 80 K到 3 0 0 K温度范围内 ,观测到了 PL光谱中来自量子阱的自由激子发光 ,通过发光强度与温度的变化关系 ,计算了激子束缚能。结果表明在 Zn Mg Se/ Zn Cd Se多量子阱 (MQWs)势垒层中 ,Mg的引进增强了量子阱的限制效应 ,导致激子具有较好的二维特性。在室温下的 Raman光谱中观测到了多级纵光学声子(LO)和横光学声子 (TO)的限制模 ,表明多层结构具有较高的质量     

超晶格和量子阱红外探测器研究进展

本文综述了超晶格和量子阱红外探测器的发展。文章简要地阐明了超晶格和量子阱的原理,详细地介绍了业已发展的各种超晶格和量子阱红外探测器的原理、结构和性能等。还介绍了几种最有希望用于探测器制造的超晶格材料。     

GaN HFET中的耦合沟道阱

从自洽求解薛定谔方程和泊松方程出发研究了GaN异质结构中的耦合沟道阱,求出了耦合沟道阱中电子状态随异质结构的变化,发现通过适当的能带剪裁可以使基态子带和激发态子带分别落在主阱和副阱中,从而显著降低了子带间的散射。使用这种新颖的耦合沟道阱完成了低噪声HFET的优化设计。     

类W-势阱与应变超晶格量子阱的带间跃迁

假设量子阱是类W-势阱,应变效应表现为势阱底部出现了类抛物线鼓包。在量子力学框架下,讨论了应变效应对输出波长的影响。结果表明,在应变作用下,量子阱出现了能级分裂,正是这种分裂为高性能量子阱光学器件的研制提供了更大的设计空间,为量子阱激光器件输出波长的调节提供了理论基础。     

半导体量子阱材料的调制光谱研究

我们采用光调制透射方法从In_xGa_(1-x)As/GaAs单量子阱样品测量了调制透射谱,得到了InGaAs量子阱中激子的清晰的调制结构.由电场调制原理对调制透射谱进行拟合,得到了激子的跃迁能量.结果与其他测量以及理论计算结果有较好的一致.     

能带混合量子阱与异质谷间转移电子器件研究

介绍了能带混合量子阱中的多能谷混合和异质谷间转移电子效应。运用这一新物理效应设计制成了新的异质谷间转移电子器件。给出了器件连续波和脉冲工作时的射频振荡特性。使用多能谷有效质量理论和ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟方法模拟计算了器件直流和射频工作状态下的电子运动过程。提出了新的器件射频工作模式。最后讨论了能带理论研究在新器件开发中的重要作用和用能带理论研究设计器件的方法     

GaN/AlN量子阱中的准受限声子

采用基于宏观介电连续模型的传递矩阵方法研究了任意层纤锌矿量子阱中的准受限声子，得出了任意层纤锌矿量子阱中的准受限声子的本征模解、色散关系；对GaN／A1N单量子阱和耦合量子阱中的准受限声子的色散关系进行了数值计算和讨论。实验发现在阱内的受限行为导致了波矢qe,j的量子化，并且准受限声子的色散随量子阶数m的减小而增强，由色散曲线组成的带随m的增加而变窄。     

半抛物量子阱中的线性与非线性光学吸收系数

采用密度矩阵与迭代处理的方法,给出了计算施加电场的半抛物量子阱(QWs)系统中的线性与非线性光学吸收系数的详细过程.并且推导了此系统中的简单解析的线性与非线性光学吸收系数.对GaAs材料构成的QWs进行了数值计算.结果显示,系统中的线性与非线性光学吸收系数敏感地依赖于外加的电场强度、QWs的受限势频率以及入射光的强度.     

半导体量子阱和量子线中杂质束缚能的度规法则与维里定理

利用变分法计算了矩形量子线和量子阱中类氢杂质束缚能的度规法则和维里定理值.计算结果表明:的确存在一个参数(杂质有效玻尔半径)可用来完全确定束缚能的值,而不必考虑截面的形状和尺寸;体系的维里定理值并不等于常数,而是随杂质有效玻尔半径变化,在阱宽较小和较大时,维里定理值都趋于2.     

ZnO薄膜和量子阱的生长及光学特性

研究了用MOCVD法在蓝宝石(Al2O3)(0001)和(1120)衬底上制备ZnO薄膜时的生长特性.详细研究了采用Al2O3(0001)衬底时生长温度与压力的影响.由于存在比较大的晶格失配,一般容易得到ZnO纳米结晶,不容易获得既平坦且质量又好的ZnO薄膜.生长温度对薄膜-衬底界面的生长模式有很大的影响;而生长压力对ZnO纳米结晶的形状有决定性作用.通过适当控制生长温度及压力,可以得到ZnO薄膜或不同形状的纳米结构.当采用Al2O3(1120)衬底时,由于晶格失配较小,能保持平坦层状生长,临界膜厚远远大于采用Al2O3(0001)衬底的结果.在Al2O3(1120)衬底上制作了ZnO/MgZnO量子阱并研究了其光学特性.观察到了量子化能级间以及在载流子间的跃迁引起的发光.由压电效应引起的内建电场约为3×105V/cm.同时发现采用低温低压生长可以增大ZnO中受主杂质浓度,有利于获得p型ZnO.     

Growth and Optical Properties of ZnO Films and Quantum Wells

研究了用MOCVD法在蓝宝石(Al2O3)(0001)和(1120)衬底上制备ZnO薄膜时的生长特性.详细研究了采用Al2O3(0001)衬底时生长温度与压力的影响.由于存在比较大的晶格失配,一般容易得到ZnO纳米结晶,不容易获得既平坦且质量又好的ZnO薄膜.生长温度对薄膜-衬底界面的生长模式有很大的影响;而生长压力对ZnO纳米结晶的形状有决定性作用.通过适当控制生长温度及压力,可以得到ZnO薄膜或不同形状的纳米结构.当采用Al2O3(1120)衬底时,由于晶格失配较小,能保持平坦层状生长,临界膜厚远远大于采用Al2O3(0001)衬底的结果.在Al2O3(1120)衬底上制作了ZnO/MgZnO量子阱并研究了其光学特性.观察到了量子化能级间以及在载流子间的跃迁引起的发光.由压电效应引起的内建电场约为3×105V/cm.同时发现采用低温低压生长可以增大ZnO中受主杂质浓度,有利于获得p型ZnO.     

半导体量子阱和量子线中杂质束缚能的度规法则与维里定理

利用变分法计算了矩形量子线和量子阱中类氢杂质束缚能的度规法则和维里定理值.计算结果表明:的确存在一个参数(杂质有效玻尔半径)可用来完全确定束缚能的值,而不必考虑截面的形状和尺寸;体系的维里定理值并不等于常数,而是随杂质有效玻尔半径变化,在阱宽较小和较大时,维里定理值都趋于2.     

GaAs (110)量子阱的电子自旋弛豫

采用固态源分子束外延的方法在GaAs(110)取向衬底上生长了GaAs/AlGaAs多量子阱结构.对样品进行了低温光致发光谱和时间分辨光致发光谱的测量,结果表明激发功率和激发波长对室温下量子阱内电子的自旋弛豫时间有强烈的影响.对于常见的GaAs(100)量子阱起支配作用的D'yakonov-Perel' (DP)自旋弛豫机制,在GaAs (110)量子阱材料里被充分地抑制了.对于缺失了DP相互作用的GaAs (110)多量子阱,电子-空穴相互作用对自旋弛豫时间随激发功率变化有重要的影响.     

高效率GaAsP/AlGaAs张应变量子阱激光二极管

从理论上设计优化了高效率808 nm GaAsP/AlGaAs张应变量子阱激光二极管外延材料的量子阱结构和波导结构参数,并采用低压金属有机气相外延技术实验制备了外延材料.将制作的芯片解理成不同腔长,测试得到外延材料的内损耗系数和内量子效率分别为0.82 cm-1和93.6 %.把腔长为900 μm的单巴条芯片封装在热传...