量子点半导体光放大器的速率方程和增益特性

为了深入研究量子点半导体光放大器(QD-SOA)的特性,建立了量子点半导体光放大器子带导带的三能级系统模型.把系统载流子的速率方程与其他文献采用的速率方程进行了对比优化.通过数值计算得到了瞬态解,并得到载流子在放大器各能级态的浓度分布,验证了量子点中能级分立特性.利用电子和空穴各自的占有几率在基态成一定的线性关系,在稳态下对速率方程求解,得出了量子点半导体光放大器相关的增益特性,以及增益特性与基态电子的占有几率之间的关系.结果表明量子点半导体光放大器具有很高的饱和增益和微分增益,较低的阈值电流等特性.说明量子点半导体光放大器具有比其他体材料和量子阱光放大器更加优异的特性.为光放大器的设计提供了有力的理论指导.     

InGaAs量子点激光器光增益的温度特性

研究了非耦合多层InGaAs量子点材料光增益的温度特性，并与InGaAs单量子阱材料进行了对比，发现In-GaAs量子点表现出更好的增益温度稳定性，同时发现随着温度升高，在140－200K湿度范围内，InGaAs量子点增益峰值首先增大，当温度超过200K后开始减小，对这种增益特性的产生机制进行了分析，增益曲线峰值波长随温度升高单调地向长波长方向移动，与量子阱材料相比具有更好的温度稳定性。     

半导体量子点量子光源研究进展

半导体量子点被认为是制备量子光源的最佳方案。量子点量子光源的可控性、纯度、亮度、全同性和相干性都有了很大的提高,已接近于应用水平。归纳了基于半导体量子点的量子光源研究进展中的关键问题,指出了半导体量子点量子光源在3个方面的主要进展,并讨论了关键制备技术,即半导体量子点作为单光子光源,实现了高全同性、高纯度、高收集效率等特性; 通过降低精细结构分裂效应等措施,量子点量子光源实现了具有高比特率、高保真度特性的光子纠缠; 量子点量子光源与平面电子线路和纳米光子系统的芯片集成取得了显著成效。在此基础上,对半导体量子点量子光源在量子信息领域的研究前景进行了展望。     

半导体量子点激光器的发展

本文综述了半导体量子点激光器的发展和研究现状，并简单介绍了量子点材料的自组装生长，量子点在其他光电子器件上的应用及其发展趋势。     

纳米晶体量子点的光增益和受激发射

半导体激光器现已成为随处可见的一种激光器。光抽运和电激励半导体激光器被广泛用于从通讯、信息存储和处理到医学诊断和治疗等各个领域。半导体量子阱 ( QW)结构作为光增益介质的使用已导致半导体激光技术的重要进展。一维量子的约束把量子阱中载流子的运动限制在其余的二维。因而 ,量子阱具有在带缘处为非零二维阶梯状电子密度 ,得以供给带缘发射的更高载流子浓度 ,这导致激射阈值下降、温度稳定性改善和发射线宽变窄。从原理上讲 ,用量子线和量子点 ( QD)有可能使带缘的态密度进一步增高和激射阈值进一步降低 ,因为量子线和量子点的量…     

半导体量子点的电容

当电子数目很少量,用简谐势来描述量子点中电子所受的约束是一种很准确的近似。文章利用量子力学中的少体理论方法研究了二电子系统和三电子系统的行为。少体理论可以把质心运动和相对运动分离,从而得到精确的数值解。利用单个电子在量子点中的基态波函数的束缚行为,选择了量子点的束缚能。通过对ＣｄＳ、ＰｂＳ等半导体纳米粒子的充电电容的计算找到了其在室温下形成单电子器件的最大粒径。     

量子阱半导体光放大器的增益偏振相关性研究

应用能带计算理论,研究了张应变量大小、量子阱厚度对量子阱半导体光放大器(SOA)中的增益偏振相关性的影响.采用张应变量子阱为有源区,设计了增益偏振无关的1.55 μm的SOA,它可以在较宽的载流子浓度范围、较宽的光波长范围内满足增益对偏振的不灵敏要求.另外,还采用混合应变量子阱为有源区,设计了增益偏振无关的1.31μm的SOA.     

半导体量子点的生长机理及特性

阐述了半导体量子点自组织生长方法的基本原理,并介绍了半导体量子点的一些特性,如激子束缚能、载流子动力学、排列规则和光学性质。     

半导体量子点和量子线材料及其制备技术

综述了半导体量子点和量子线材料的最新发展动态及其制备技术。     

Circuit modeling of quantum dot semiconductor optical amplifier

A circuit model of a quantum dot semiconductor optical amplifier is proposed by employing standard rate equations. Using this model, the saturation property and dynamic performance of the quantum dot semiconductor optical amplifier are analyzed by PSPICE simulation. We also investigate wavelength conversion based on cross-gain modulation for the quantum dot semiconductor optical amplifier. The corresponding results are in agreement with the previous published works.     

半导体光放大器的增益特性和偏振特性

介绍了半导体光放大器的两个重要特性:增益特性和偏振特性。增益特性中,描述了放大器中增益调制现象和增益饱和现象,并介绍了提高半导体光放大器增益的方法。偏振特性中,分析了半导体光放大器增益偏振敏感产生的原因,并列举了低偏振敏感度放大器的实现方法。最后报道了近几年才被注意的半导体光放大器相位偏振敏感特性。     

Investigation of carrier relaxation dynamics in single CdSe/ZnSe self-organized quantum dot by time-resolved micro-photoluminescence

We have investigated carrier relaxation dynamics in single CdSe/ZnSe quantum dot (QD) by time-resolved micro-photoluminescence (PL). The discrete sharp lines, originated from individual QD states, exhibit various rise and decay time constants. The decay times of the sharp lines from ground states and excited states are estimated to be 700≈800 psec and 400≈500 psec, respectively, and the rise times of the ground states become longer compared with those of the excited states. There results are in contrast to successive change of the rise and decay times observed in time-resolved macro-PL with varying the detection wave-length. The quasi-continuum higher states with much shorter decay times are clearly observed over the discrete states of the QDs.     

晶格畸变分析及其在半导体量子点结构中的应用

在适当的成像条件下可以直接从高分辨透射电子像（HRTEM）以接近原子级的分辨率进行晶格畸变分析。本综述介绍晶格畸变分析（LADIA）程序包及其在半导体自组装量子点（QD）系统中的应用。对多层InP小QD系统中畸变分布的分析表明：光致发光（PL）能量峰位的红移和QD中的应变弛豫直接相关。在慢速生长的InAs大QD系统中应变引起的元素互溶是PL峰位蓝移的主要因素。多层系统中QD的垂直叠合可解释为间隔层厚度低于临界值时生长前沿的横向张应变的作用。研究了生长以后不同条件快速退火对QD稳定性的影响,观测到垂直叠合的InPQD中出现各向异性的退火不稳定性。     

基于半导体共振腔的量子位与量子网络构建

以半导体共振腔内光子与原子的纠缠特性作为量子位,通过半导体共振腔电动力学系统将原子态转换成光子态, 根据半导体共振腔的工作特性,提出共振腔内原子与光子弱耦合与强耦合的判断条件, 并利用外加电磁场对原子的量子态进行操控,从而完成量子逻辑门的操作,再通过各共振腔量子电动力学(CQED)系统间的纠缠进行量子位扩充,实现量子计算与量子网络。介绍微碟型共振腔与单一量子点等多种模型,有助于将量子运算与量子通讯的概念转变为半导体量子器件的研制。     

双曲型量子阱中非线性光学吸收率的计算

量子阱中的非线性光学效应因其潜在的实用价值而引起了人们的广泛的关注,而量子阱内带间的光学吸收问题对研究远红外光学探测器等光电子器件具有重要的理论指导意义.用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了双曲型量子阱中的线性与三阶非线性光学吸收系数的表达式.因双曲型量子阱中有一个可调参数,随着参数的增加,阱宽将相应增加,因此势阱的形状以及阱内的非线性光学吸收率将随参数变化而发生规律性的变化,并且当入射光强增强到一定程度会出现较强的饱和吸收现象,通过对这些规律的研究从而为实验研究提供了必要的理论依据.     

腔耦合量子点系统的非常规几何量子计算

提出了在量子点与腔相互作用系统中，利用双拉曼过程来实现非常规几何量子逻辑门方案。在本方案中，所有的演化本身与腔场态无关，因而对热场是不敏感的。在总位相中既包含有几何位相,又包含有动力学位相,但它的确仅依赖于量子态演化的整体几何特征。通过调节耦合常数和失谐量来选择我们所要的量子控制门，在实际的操作中不需要考虑消除动力学相位问题因而易于操作，且避免因消除动力学相位引入的误差。     

半导体材料研究的新进展

首先对作为现代信息社会的核心和基础的半导体材料在国民经济建设、社会可持续发展以及国家安全中的战略地位和作用进行了分析,进而介绍几种重要半导体材料如,硅材料、GaAs和InP单晶材料、半导体超晶格和量子阱材料、一维量子线、零维量子点半导体微结构材料、宽带隙半导体材料、光学微腔和光子晶体材料、量子比特构造和量子计算机用材料等目前达到的水平和器件应用概况及其发展趋势作了概述.最后,提出了发展我国半导体材料的建议.本文未涉及II-VI族宽禁带与II-VI族窄禁带红外半导体材料、高效太阳电池材料Cu(In,Ga)Se.CuIn(Se,S)等以及发展迅速的有机半导体材料等.