GaAs/GaAlAs量子阱在电场作用下光电流谱的研究

我们用室温和低温下电场下的光电流谱研究了 GaAs/AlGaAs多量子阱p-i-n 二极管的量子限制斯塔克效应.侧面光照下测量的光电流谱明显地反映出轻重空穴激子峰的偏振效应.对光电流谱和光致发光激发光谱进行对比发现,外加电场不仅影响光吸收,也影响多量子阱中光生载流子的漂移过程.光电流谱的线形用 P~-/n~+结的耗尽模型进行了分析,并计入了入射光强度在光传播过程中由于产生吸收跃迁而发生的衰减.光电流谱峰与激发光谱峰的斯塔克位移提供了多量子阱中电场分布的信息,并证明了耗尽区模型的正确性.     

GaAs／AlGaAs窄量子阱中激子二维特性的退化

用光荧光（ＰＬ）和时间分辨光谱（ＴＲＰＬ）技术研究了ＧａＡＳ／ＡＩＧａＡＳ量子阱结构中荧光上升时间τｆ和激子谱线半宽（ＦＷＨＭ）随阱宽的变化关系，发现在窄阱中，τｆ，随阱宽的变化关系与宽阱时的情况恰恰相反，在窄阱中τｆ随着阱宽的减小而增加，归结为激子二维特性的退化导致声学声子对激子的散射作用减弱造成的．同时观测到窄阱中谱线半宽随着阱宽减小而增加，这也是因为激子特性由维二维向三维转化造成的．     

ZnCdSe/ZnSe单量子阱中的双激子发光谱

在分子束外延生长的ＺｎＣｄＳｅ／ＺｎＳｅ单量子阱结构中,观察到了双激子发光谱．采用不同宽度的量子阱,得出了双激子束缚能与量子阱宽度的依赖关系．研究了双激子发光谱与激发光波长和激发功率的关系．发现在阱内激发的条件下,自由激子更容易由于相互作用而形成双激子,在～１ｍＷ／ｃｍ２的激发功率密度下即可观察到明显的双激子发光．     

ZnSe/ZnCdSe多量子阱激子光学非线性

本文采用泵浦－探测技术研究了ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多量子阱室温激子饱和吸收，并根据Ｋ－Ｋ关系计算得到５２１．６ｎｍ至５４４ｎｍ的光学非线性折射率的变化．观测到由折射率变化引起的ＺｎＳｅ／ＣｄＺｎＳｅ多量子阱光双稳器件的室温激子光双稳．根据ＺｎＳｅ／ＺｎＣｄＳｅ多量子阱的激子吸收谱及激子的非线性理论，归结其主要非线性机制为激子态的相空间填充和激子带展宽．     

GaAs—AlxGa1—xAs量子阱中的激子在纵向外电场中的性质

用变分法分别计算ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ单量子阱和多量子阱在纵向（垂直于异质结界面的方向）外电场作用下激子的基态能级，讨论了电场对激子的峰移、偶极振子强度和交换能的影响。     

In_xGa_(1-x)As/InP应变量子阱中激子跃迁能量随In组分的变化

本文研究了ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＩｎＰ应变多量子阱中激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化．用国产ＧＳＭＢＥ设备生长了五个样品，这五个样品的阱宽均为５ｎｍ，垒宽均为２０ｎｍ，唯一的不同之处是阱层中的Ｉｎ组分不同，Ｉｎ组分从０．３９变化到０．６８．用Ｘ射线双晶衍射及计算机模拟确定出了各样品阱层中实际Ｉｎ组分．用光致发光谱（ＰＬ）、吸收谱（ＡＳ）、光伏谱（ＰＶ）确定出了样品中的激子跃迁能量．对量子阱中的激子跃迁能量随Ｉｎ组分的变化进行了理论计算．结果表明：对给定阱宽的量子阱，随着Ｉｎ组分的增大，量子阱中１１Ｈ和１１Ｌ激     

外场对InPBi量子阱中激子结合能的影响

在有效质量近似下运用变分法计算了InAlAs/InPBi/InAlAs量子阱中的激子结合能随阱宽、Al组分、Bi组分的变化情况,分析了外加电场和磁场对激子结合能的影响。结果表明：激子结合能随阱宽增大呈现先增大后减小的趋势;随Al、Bi组分的增大,激子结合能也逐渐增大;外加电场较小时对激子结合能的影响很小,外加电场较大时破坏了激子效应;激子结合能随外加磁场增大呈现单调增大的趋势。计算结果对InAlAs/InPBi/InAlAs量子阱在光电子器件方面的应用有一定指导意义。     

低压MOCVD生长的InGaAs/InP量子阱的光致发光谱线线宽及量子尺寸效应的测量分析

用低压MOCVD方法生长了InGaAs/InP单量子阱及多量子阱结构。用低温光致发光方法研究了量子阱样品因量子尺寸效应引起的激子能量移动以及激子谱线线宽同量子阱阱宽的关系,7A阱宽的激子能量移动达370meV。选取Q_c=△E_c/△E_g=0.4,采用修正后的Kronig-Penny模型,考虑能带的非抛物线性,拟合了激子能量移动和阱宽的关系曲线。用有效晶体近似方法(VCA)分析了激子尺寸范围内界面不平整度以及合金组分无序对激子谱线线宽的影响。以界面不平整度参量δ_1和δ_2,合金组分元序参量r_c为拟合参数,拟合了激子线宽对阱宽的关系曲线。取δ_1=2.93A,δ_2=100A,r_c=3ML,理论拟合值与实验值符合较好。     

GaxIn1-xP/AlGaInP多量子阱的吸收/反射光谱:多光束干涉的影响与消减

通过测量GaAs基GaxIn1-xP/AlGaInP多量子阱的光学吸收谱,揭示出采用吸收谱研究该量子阱系统所遭遇的困难,并判明吸收谱中高频振荡干扰的来源为多光束干涉,从而指出消减振荡干扰的有效途径在于降低量子阱样品的有效厚度.提出了适用于反射光谱测量的样品结构,并在实验中观察到激子跃迁.通过对反射谱进行导数操作,达到了准确测定激子跃迁能量的目的,为采用反射谱法研究该量子阱系统的光学特性提供了技术基础.     

Ga_xIn_(1-x)P/AlGaInP多量子阱的吸收/反射光谱:多光束干涉的影响与消减

通过测量GaAs基GaxIn1-xP/AlGaInP多量子阱的光学吸收谱 ,揭示出采用吸收谱研究该量子阱系统所遭遇的困难 ,并判明吸收谱中高频振荡干扰的来源为多光束干涉 ,从而指出消减振荡干扰的有效途径在于降低量子阱样品的有效厚度 .提出了适用于反射光谱测量的样品结构 ,并在实验中观察到激子跃迁 .通过对反射谱进行导数操作 ,达到了准确测定激子跃迁能量的目的 ,为采用反射谱法研究该量子阱系统的光学特性提供了技术基础     

表面电场导致InGaAs/GaAs量子阱子带跃迁选择定则的改变

本文报道用MOCVD方法制作高质量的InGaAs／GaAs应变量子阱材料．单量子阱样品在室温光伏谱中出现清晰的11H、12H、21H和22H激子吸收峰．首次用室温光伏方法研究表面自建电场导致InGaAs／GaAs量子阱中子带间跃迁选择定则的改变．     

SiGe／Si量子阱结构材料的激子发光谱

在用分子束外延生长的ＳｉＧｅ／Ｓｉ多量子阱结构中，观察到激子发光光谱，从无声子参与的或ＴＯ－声子参与的激子发光峰位能量，计算了量子阱中合金的组份，并与通过Ｘ－射线衍射谱得到的结果作了比较，发现在Ｇｅ的组份比较小时，利用激子发光峰位能量确定合金组份比利用Ｘ－射线衍射谱更为方便和精确．     

匹配In_(0.53)Ga_(0.47)As/InP量子阱材料的GSMBE生长及特性分析

在国产CBE设备上，用GSMBE方法首次在国内成功地生长出了具有不同阱宽（1～18nm）的高质量的In0.53Ga0.47As／InP匹配量子阱结构材料，低温光致发光谱测试结果表明：量子阱材料发光谱峰强且锐，每个阱的激子跃迁峰清晰可辨．当阱宽大于6nm时，阱中激子跃迁能量的实验值与理论计算值符合得很好；当阱宽小于6nm时，实验值小于理论值；对阱宽相同的窄阱而言，我们样品的实验值高于Tsang的实验值，当阱宽小于4nm时，阱中激子跃迁谱峰的半高宽小于当量子阱界面起伏一个分子单层时所引起的展宽值，表明量子阱的界面具有原子级的平整度；与1nm阱相应的低温光致     

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     

半导体量子阱中的激子束缚能

本文讨论了半导体量子阱内激子束缚能的计算方法，并推导出了在外电场作用下量子阱中激子束缚能的计算公式。本文推导出的理论结果可用于计算一般半导体材料量子阱内的激子束缚能。     

GaAs-GaAlAs多量子阱结构发光的激子性质和温度特性

本文详细研究了GaAs-GaAlAs多量子阱结构发光的激子性质和温度特性.高质量的量子阱材料在低温下具有窄的激子发光谱线,且在宽广的温度范围内保持激子发光特性.本文首次报道了同一样品中来自宽阱和窄阱的发光谱线在不同温度下的竞争现象.     

GaN/GaAlN宽量子阱的二类激子特征

考虑了内建电场的影响,用变分法计算了GaN/GaAlN量子阱(QW)的电子子带和激子结合能.结果表明,对于阱宽较大情形,电子和空穴高度局域在QW边沿附近.内建电场造成的电子空穴空间的较大分离使QW激子表现出二类阱特征.重空穴基态结合能对Al浓度变化不敏感.     

InP系量子阱相位调制器的理论设计

本文应用量子限制Ｓｔａｒｋ效应理论计算了ＩｎＰ系量子阱中激子的波函数及激子的能量．在此基础上，计算了不同电场条件下激子能量的红移，以及吸收系数的变化．然后，根据Ｋ－Ｋ关系计算了折射率的变化，得到了一定强度外电场条件下，折射率变化与波长、组份及阱宽的关系．按照我们的计算，折射率变化可达２.５４e－２．     

InGaAs／GaAs多量子阱SEED设计和特性研究

本文分析了计算了InGaAs/GaAs多量子阱（SEED）的激子吸收行为,对器件的多量子阱及谐振腔结构进行了设计和理论分析,用MOCVD系统生长了多量子阱外延材料,并且对器件的反射谱和光电流谱特性进行了测试。     

In_（0．6）Ga_（0．4）As／InP应变量子阱的光致发光

本文研究了不同阱宽的Ｉｎ０．６Ｇａ０．４Ａｓ／ＩｎＰ应变量子阱的光致发光，通过量子尺寸效应和压缩应变引起的峰值能量位移判断了不同谱峰的跃迁．在一定的温度范围内，相应量子阱的发光强度随着温度的升高而增加，当温度高出此范围，其光强随温度的升高而减小，此温区不仅与阱宽有关。且随激发光强而变化．我们用量子阱的限制效应和激子的转换机理，初步探讨了此温度范围的形成和消失．