分子束外延生长CdTe／ZnTe超晶格室温喇曼散射

首次报道了室温和非共振条件下,分子束外延(MBE)生长的CdTe/ZnTe超晶格的喇曼散射测量和分析。观察到最低级次的CdTe和ZnTe纵光学声子限制模,并用应力和限制效应精确计算了频移,得到的ZnTe纵光学声子频移理论值与实验结果符合得较好。特别指出,当CdTe和ZnTe层厚小于2nm时,声子频移的限制效应不可忽略,对所测样品的喇曼全谱作了分析。     

Ge_xSi_(1-x)/Si应变层超晶格的折迭纵声学声子

用喇曼光谱研究了Ge_xSi_(1-x)/Si(x=0.5)应变层超晶格的折迭纵声学声子.在Ge_xSi_(1-x)和Si的层厚分别为50和250A的样品中,我们首次观察到了多达9级的折迭纵声学声子模.与理论计算比较,鉴认了不同波矢值的声学声子模.理论与实验结果间符合得相当的好.它表明 Rytov模型对长周期 Ge_xSi_(1-x)/Si 超晶格可以较好地得到应用.     

Ge/Si超晶格喇曼谱研究

我们用喇曼光散射的方法,观察了应变层超晶格的折迭声学声子,从而验证了材料的超晶格多层结构.将实验中观察到的频率和理论计算值进行比较表明,所研究样品的标称值和喇曼实验是基本相符合的.根据光学限制模的频率移动,估算了超晶格样品中Ge层和Si层的应变分布.     

GaAs/AlAs超短周期超晶格中的纵光学声子模

在室温和非共振条件下,测量了超短周期(1—3个单层)GaAs/AlAs超晶格的 Raman散射光谱.样品用分子束外延方法生长在(001)晶向的半绝缘 CaAs衬底上.实验结果表明,在这种超短周期超晶格中存在两种作用:一种是光学声子的限制效应,另一种是混晶化效应.对于单层超晶格,在各种散射配置下的 Raman光谱都与Al(0.5)Ga_(0.5)As三元混晶的Raman光谱十分相似.而对于4个单层或者更厚的超晶格样品,混晶化效应基本可以忽略,仅仅表现为界面效应,光学声子的限制效应起主导作用.     

GaAs/AlAs短周期超晶格中的纵光学声子限制模

本文报道在室温和非共振条件下,GaAs/AlAs短周期超晶格结构中的纵光学声子限制模的拉曼光谱测量结果.首次观察到限制在GaAs和AlAs层中的全部纵光学声子模.从测量的拉曼散射峰的频率得到的超晶格结构的声子色散曲线,与GaAs和AlAs 体材料的声子色散曲线进行了比较,二者符合尚好.因此,短周期超晶格结构的拉曼光谱测量有可能成为测定晶体声子色散曲线的一种新方法.     

电场下应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN异质结中束缚极化子的压力效应

对应变纤锌矿GaN/AlxGa1-xN异质结系统,引入简化相干势近似,利用改进的LLP变换和变分法计算了流体静压力和外场作用下束缚极化子的结合能。考虑由于晶格失配所致的单、双轴应变以及界面光学声子模和半空间光学声子模与电子和杂质之间的相互作用,讨论了结合能随压力、杂质位置和流体静压力的变化关系以及声子对于斯塔克能量移动的影响。数值计算结果表明,高频支界面声子模和类LO半空间声子模对于结合能和斯塔克能移的影响是主要的,且随压力的增加而显著增大,而低频支界面声子模和类TO声子模的作用则很小,且对于杂质位置和流体静压力的变化不敏感。计算还表明,导带的弯曲也不容忽视。     

GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格中的纵光学声子模

本文报道GaAs/Al_xGa_(1-x)As短周期超晶格结构中的纵光学声子模的室温Raman散射测量结果。除了限制在GaAs层中的GaAs LO限制模外,我们还首次观测到限制在Al_xGa_(1-x)As混晶层中的类AlAs LO限制模。根据线性链模型,我们把测量到的LO限制模的频率按照q=m/(n+1)(a_0/(2π))展开,给出了Al_xGa_(1-x)As混晶的类AlAs LO声子色散曲线。     

静压下（CdSe）_m／（ZnSe）_n－ZnSe超短周期超晶格量子阱的共振喇曼散射研究

在静压和液氮温度下观察到（ＣｄＳｅ）ｍ／（ＺｎＳｅ）ｎ短周期超晶格中重空穴激子的复合发光和多达４阶的类ＺｎＳｅＬＯ多声子喇曼散射，并观察到厚ＺｎＳｅ势垒层的带边发光和限制在厚势垒层中的类ＺｎＳｅＬＯ声子散射．结果表明，加压后（ＣｄＳｅ）ｍ／（ＺｎＳｅ）ｎ短周期超晶格中的类ＺｎＳｅ的１ＬＯ和２ＬＯ声子模频率分别以３．７６和７．１１ｃｍ－１／ＧＰａ的速率向高频方向移动，超晶格阱层光致发光峰的压力系数为５９．８ｍｅＶ／ＧＰａ．与（ＣｄＳｅ）ｍ／（ＺｎＳｅ）ｎ短周期超晶格共振时的类ＺｎＳｅ１ＬＯ声子模频率比与ＺｎＳｅ势垒层共振时的类ＺｎＳｅ１ＬＯ声子模频率低２．０ｃｍ－１，反映了（ＣｄＳｅ）ｍ／（ＺｎＳｅ）ｎ短周期超晶格中ＬＯ声子的限制效应     

应变对PbSe材料晶格振动的影响

在晶格失配的BaF2衬底上用分子束外延技术生长了不同厚度的PbSe单晶薄膜,PbSe外延薄膜的喇曼光谱测量到:位于136～143cm-1之间的布里渊区中心纵光学声子(LO)振动,位于83～88cm-1之间的纵光学声子与横光学声子的耦合模(LO-TO)振动,以及位于268～280cm-1之间的2LO声子振动.而且PbSe薄膜的LO声子频率随薄膜厚度的不同明显移动,随着薄膜的厚度减小声子频率线性增大,这是由外延膜与衬底之间的失配应力不同引起的.为了理解PbSe声子振动模喇曼活性的物理原因,还比较分析了PbSe体单晶的喇曼光谱,同样,PbSe体单晶样品也呈现出喇曼活性的散射峰.     

应变对PbSe材料晶格振动的影响

在晶格失配的BaF2衬底上用分子束外延技术生长了不同厚度的PbSe单晶薄膜,PbSe外延薄膜的喇曼光谱测量到位于136～143cm-1之间的布里渊区中心纵光学声子(LO)振动,位于83～88cm-1之间的纵光学声子与横光学声子的耦合模(LO-TO)振动,以及位于268～280cm-1之间的2LO声子振动.而且PbSe薄膜的LO声子频率随薄膜厚度的不同明显移动,随着薄膜的厚度减小声子频率线性增大,这是由外延膜与衬底之间的失配应力不同引起的.为了理解PbSe声子振动模喇曼活性的物理原因,还比较分析了PbSe体单晶的喇曼光谱,同样,PbSe体单晶样品也呈现出喇曼活性的散射峰.     

Zn_(1-x)Mn_xSe/Zne应变超晶格的分子束外延生长及特性研究

用分子束外延方法在GaAS（100）衬底上成功生长了高质量的Zn1-xMnxSe／Znse（x＝0．16，x＝0．14）超晶格结构．用X射线衍射和喇曼散射对其结构、应变分布以及光散射性能进行了研究．当超晶格的总厚度大于其临界厚度时，超晶格将完全弛豫至一个新的平衡晶格常数．此时，在（100）平面内，ZnSe阱层受到张应变，而Zn1-xMnxSe垒层受到压应变，从而，导致其喇曼光谱中，ZnSe阱和Zn1-xMnxSe垒的LO声子峰分别向低频方向和高频方向移动．当超晶格总厚度小于其临界厚度时，超晶格不再弛豫而是保持过渡层Znse的晶格常数，此时，ZnSe阶层不再受到应变，而Zn1－xMn     

利用光声技术研究SrTiO3薄膜的热扩散率

利用背激发检测光声技术测量了8个不同厚度SrTiO3薄膜的热扩散率,研究光声信号的幅值、相位及薄膜热扩散率随膜厚的变化规律发现,随着薄膜厚度的增大,光声信号的幅值和相位均逐渐减小;薄膜的热扩散率随着厚度的增加先增大后减小,在一定厚度下,热扩散率达到最大.厚度不变时,光声信号幅值、相位及薄膜热扩散率与入射光调制频率的相关性研究表明,光声信号幅值与相位随频率的增大呈非线性减小,但薄膜热扩散率的测量值在不同的调制频率下较稳定.     

InAs/GaSb Ⅱ型超晶格的拉曼和光致发光光谱

采用分子束外延(MBE)技术,在GaSb(100)衬底上外延生长晶体结构完整和表面平整的Ⅱ型超晶格InAs(1.2 am)/GaSb(2.4 am).拉曼光谱表明:随着温度从70 K升高至室温,由于热膨胀作用和光声子散射过程中的衰减,超晶格纵光学声子拉曼频移向低波数方向移动5 cm-4,频移温度系数约为0.023 cm-1/K.光致发光(PL)峰在2.4～2.8 μm,由带间辐射复合和束缚激子复合构成,2.55 μm PL峰随温度变化(15～150 K)发生微小红移,超晶格中InAs电子带与GaSb空穴带带间距随温度变化比体材料的禁带宽度小.PL发光强度在15～50 K随温度升高而升高,在60～150 K则相反,并在不同温度段表现出不同的温度依赖关系.     

ZnSe-ZnS超晶格材料的光学特性

本文首次报道了ZnSe-ZnS应变层超晶格的分子束外延生长.对材料进行了光荧光谱、远红外反射谱及喇曼光谱测量.得到了激子发射峰的移动随ZnSe阱宽及温度的变化以及发射峰半宽随温度的变化.首次在室温下测量到该材料的三级纵声学声子折叠模.通过对远红外反射谱的计算机拟合,确定了ZnSe、ZnS材料的几个基本声子参数.我们还首次在室温下观测到ZnSe-ZnS多量子阱标准具有明显的脉冲压缩效应.     

CdTe—ZnTe超晶格及其改进型结构一级声子喇曼散射分析

本文通过对常规结构CdTe-ZnTe超晶格和新型结构[(CdTe)_2-(ZnTe)_1]×9-(CdTe)_(60)复合超晶格一级声子喇曼峰位置和线型实验上和理论上的综合比较分析,证明新型结构因减小了晶格失配而使超过临界厚度的ZnTe层结构完整性得到很大改善。分析中首次强调指出一级纵光学声子峰线型对该类超晶格结构分析的重要性。     

不同淀积厚度InAs量子点的喇曼散射

利用喇曼散射方法在77K温度下对不同淀积厚度的InAs/GaAs量子点材料进行了研究.在高于InAs体材料LO模的频率范围内观察到了量子点的喇曼特征峰,分析表明应变效应是影响QD声子频率的主要因素.实验显示,随着量子点层淀积厚度L的增加,InAs量子点的声子频率由于应变释放发生红移.在加入InAlAs应变缓冲层的样品中,类AlAs声子峰随L增大发生了蓝移,从侧面证实了InAs量子点层的应变释放过程.     

不同淀积厚度InAs量子点的喇曼散射

利用喇曼散射方法在77K温度下对不同淀积厚度的InAs/GaAs量子点材料进行了研究.在高于InAs体材料LO模的频率范围内观察到了量子点的喇曼特征峰,分析表明应变效应是影响QD声子频率的主要因素.实验显示,随着量子点层淀积厚度L的增加,InAs量子点的声子频率由于应变释放发生红移.在加入InAlAs应变缓冲层的样品中,类AlAs声子峰随L增大发生了蓝移,从侧面证实了InAs量子点层的应变释放过程.     

布里渊频移响应特性及其灵敏度调制方法研究

为研究基于布里渊光时域反射测量原理的分布式传感光纤在工程应用中的温度和应变交叉敏感问题,首先采用介质中声学声子非弹性光散射理论,建立了布里渊频移与光纤所受应变和温度的理论关系模型,并数值模拟了纤芯材料属性与内置调制膜层参数对光纤布里渊频移应变、温度灵敏度的影响,得到当纤芯折射率增大、纤芯泊松比减小或内置调制膜层与裸纤间隙增大时,布里渊频移应变和温度灵敏度均减小;而当纤芯折射率、纤芯弹性模量减小或内置调制膜层热膨胀系数增大时,布里渊频移应变和温度灵敏度均增大。在此基础上搭建了布里渊散射测量系统,并选择了同时具备温度增敏与应变减敏特性的内置调制膜层型分布式光纤进行验证试验,试验结果与仿真分析一致。     

静压下（CdSe）m／（ZnSe）n—ZnSe超短周期超晶格量子阱的共振…

在静压和液氮温度下观察到（ＣｄＳｅ）ｍ／（ＺｎＳｅ）ｎ短周期超晶格中重空穴激子的复合发光和多达４阶的类ＺｎＳｅＬＯ多声子喇曼散射，并观察到厚ＺｎＳｅ势垒层的带边发光和限制在厚势垒层中的类ＺｎＳｅＬＯ声子散射。结果表明，加压后（ＣｄＳｅ）ｍ／（ＺｎＳｅ）ｎ短周期超晶格中的类ＺｎＳｅ的１ＬＯ和２ＬＯ声子模频率分别以３．７６和７．１１ｃｍ＾－１／ＧＰａ的速率向高频方向移动，超晶格阱层光致发光峰的压力系数     

考虑电子与表面光学声子相互作用的极性晶体膜量子比特

基于线性组合算符法和变分法,讨论了极性晶体膜中电子与表面光学声子(SO)耦合强、与体纵光学声子(LO)耦合弱的电子-声子相互作用系统的量子比特及其声子效应.当膜中电子处于基态和第一激发态的叠加态,电子的概率密度在空间做周期性振荡.结果表明振荡周期随耦合强度的增加而减小,随极化子振动频率的增加而增大.考虑电子与SO声子的相互作用,极化子振动频率发生变化,引起电子概率密度发生改变.