砷化镓和磷化金铟在0.5～6.2eV之间的光学性质

我们在0.5～6.2eV的光谱范围内测量了室温下砷化镓和磷化铟的垂直入射的反射光谱。由反射光谱中反射峰的位置可以确定砷化镓和磷化铟中的光跃迁,与光吸收实验得到的结果符合很好,砷化镓中2.95eV和3.18eV的反射峰是L_3~1→L_1跃迁,出现两个峰是由于自旋轨道耦合引起L_3~1能级的分裂。在5.17eV的反射峰是X_4→X_1跃迁。磷化铟中3.07eV的反射峰是Γ′_(25)→Γ_(15)跃迁,在5.12eV的反射峰是X_4→X_1跃迁。在浓掺杂N~     

GaAs/AlAs短周期超晶格的静压光致发光研究

在室温和液氮温度下对不同层厚的GaAs/AlAs短周期超晶格在0—50kbar范围内进行了静压光致发光研究。在导带最低能级为类Γ态能级(Ⅰ类超晶格)和类X态能级(Ⅱ类超晶格)两种情况下都得到了类Γ态能级与类X态能级差随层厚的变化。首次直接观察到室温、常压下(GaAs)_(11)(AlAs)_(11)超晶格中类Γ态能级与类X态能级发生交叉。从发光峰的强度随压力的变化求得室温下在类Γ态能级与类X态能级恰好交叉的压力下类X态电子和类Γ态电子到价带空穴的跃迁几率之比从(GaAs)_(17)(AlAs)_(17)的1.4×10~(-4)逐渐增加到(GaAs)_6(AlAs)_6的4.6×10~(-3)。表明类Γ态和类X态间的混合较弱。对实验结果进行了简短的讨论。     

δ掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱的拉曼光谱

通过显微拉曼(Raman)光谱仪,对一系列δ掺杂GaAs/AlAs量子阱中浅受主铍(Be)原子能级间跃迁进行了研究.实验样品是利用分子束外延技术生长在GaAs衬底(100)面上的GaAs/AlAs多量子阱,阱宽范围从30到200 A,并在阱中央进行了受主Be原子的δ掺杂.在4.2 K液氦温度下,对样品进行了Raman光谱测量,并与光致发光(PL)光谱进行了对比,清楚地观测到了受主原子从基态能级1S_(3/2)(Γ_6)到第一激发态能级2S_(3/2)(Γ_6)之间的跃迁.根据量子力学中的变分原理和打靶法算法,计算了量子阱中类氢受主Be原子1 s到2 s能级间跃迁能量,并和实验结果进行了比较.计算结果表明,受主1 s到2 s能级间跃迁的能量随量子阱宽度减小而单调增加,并且与实验结果符合较好.     

InGaAs的电调制反射谱及其组份分析

本工作采用电解液电调制反射谱技术,对n型InGaAs外延片进行了研究.从所测得的光谱中,利用三点法计算出了临界点跃迁能量E_0、E_1,自旋轨道分裂△_0、△_1和线宽参数Γ_0、Γ_1,还研究了临界点能量E_1与含金组分x的关系.所得结果均与国内外报道的理论和实验值符合得较好.     

高纯外延N型砷化镓中的X_(1C)导带最小点

对高纯外延 N 型 GaAs 的高压霍尔测量作到了60千巴,结果表明,在50千巴和室温下,X_(1C)迁移率为350±40厘米~2伏~(-1)·秒~(-1)。X_(1C)-Γ_(1C)子带能隙确定为0.38±0.01电子伏,X_(1C)态密度有效质量是0.85±0.10m_e。结果还指出,可能有三个而不是六个 X_(1C)最小点,它们位在区域边缘。     

InSb表面机械损伤层厚度的光谱测定

我们根据InSb的能带结构及反射光谱特性,提出了一种新的利用反射光谱测定损伤层厚度的方法。InSb在紫外光谱区有较明显的反射峰,对应有如下的跃迁:Γ_(15v)→Γ_(15o)(3.45eV),X_(5v)-X_(1c)(4.2eV)和L_(3v)-L_(3o)(5.4eV)。由于表面的机械损伤,将引起反射率的下降,当我们使用适当化学腐蚀液逐次对InSb样品进行腐蚀,并逐次测量其反射光谱,会发现反射光谱     

量子阱中Be受主的光致发光

报道了掺杂在GaAs体材料中和δ掺杂在一系列GaAs/AlAs多量子阱中的Be受主带间跃迁的光致发光. 实验所用样品,GaAs体材料中均匀掺杂Be受主的外延单层和一系列量子阱宽度从3到20nm,并在量子阱中央进行了Be受主δ掺杂的GaAs/AlAs多量子阱样品都是通过分子束外延技术制备的. 在4,20,40,80及120K不同温度下,分别对上述样品进行了光致发光谱的测量,清楚地观察到了受主束缚激子从1S3/2(Γ6)基态到同种宇称2S3/2(Γ6)激发态的两空穴跃迁,并从实验上得到了不同量子阱宽度下Be受主从1S3/2(Γ6)到2S3/2(Γ6)态的带间跃迁能量. 理论上利用变分原理,在单带有效质量模型和包络函数近似下,数值计算了Be受主1S3/2(Γ6)→2S3/2(Γ6)的跃迁能量随量子阱宽度的变化关系,比较发现理论计算和实验结果符合较好.     

量子阱中Be受主的光致发光

报道了掺杂在GaAs体材料中和δ掺杂在一系列GaAs/AlAs多量子阱中的Be受主带间跃迁的光致发光.实验所用样品,GaAs体材料中均匀掺杂Be受主的外延单层和一系列量子阱宽度从3到20nm,并在量子阱中央进行了Be受主δ掺杂的GaAs/AlAs多量子阱样品都是通过分子束外延技术制备的.在4,20,40,80及120K不同温度下,分别对上述样品进行了光致发光谱的测量,清楚地观察到了受主束缚激子从1S3/2(Γ6)基态到同种宇称2S3/2(Γ6)激发态的两空穴跃迁,并从实验上得到了不同量子阱宽度下Be受主从1S3/2(Γ6)到2S3/2(Γ6)态的带间跃迁能量.理论上利用变分原理,在单带有效质量模型和包络函数近似下,数值计算了Be受主1S3/2(Γ6)→2S3/2(Γ6)的跃迁能量随量子阱宽度的变化关系,比较发现理论计算和实验结果符合较好.     

In_(1-x)Al_xSb外延层的E_1和E_1+Δ_1的光调制反射光谱研究

首次用光调制反射光谱的实验测量方法,在～10K下对In_(1-x)Al_xSb(0≤x≤0.55)外延层的光跃迁E_1和E_1+△_1及其谱线展宽ω,进行实验测定。由测定结果,得到对E_1和E_1+△_1的弯曲参数分别为0.752eV和0.723eV。     

可调能隙的光电器件结构——(AlAs)_ (n_l)/(GaAs)_(m_l)渐变周期超晶格

本文提出了一种具有渐变周期的(AlAs)_(nl)/(GaAs)_(ml)(1=1,2,…)超晶格,并采用递归方法计算了这种渐变周期超晶格的电子结构.其特点是带隙E_g在空间随(n_(?),m_(?))渐变.例如,对(AlAs)_4/(GaAs)_4(AlAs)_4、/(GaAs)_5/(AlAs)_4/(GaAs)_6/(AlAs)_4/(GaAs)_7结构,带隙由短周期一端的1.93eV变到长周期一端的1.78eV.同时导、价带边得到不同的调制,因而提高了电子与空穴电离率比值,有可能应用到作光电探测材料.     

^39K2分子C^1Ⅱu→X^1Σg^＋跃迁的碰掸诱导光谱

用441.56nm CW He-Cd+激光获得了39K2分子C1Ⅱu→X1∑g+跃迁的碰撞诱导(CI)光谱。光谱分析表明:来自C1Ⅱu(u′=0,J′=53)的碰撞诱导跃迁是P(△J=±2)、R(△J=±2)、Q(△J=±1)。碰撞诱导谱的波数计算值和实验值之间有令人满意的符合。研究了碰撞诱导(CI)伴线和激光诱导荧光(LIF)光谱主线的强度比ρ与缓冲气体压强、样品池温度的关系,给出了物理解释。     

~(39)K_2分子C~1Ⅱ_u→X~1∑_g~+跃迁的碰撞诱导光谱

用441.56nm CW He-Cd~+激光获得了~(39)K_2分子C~1Ⅱ_u→X~1∑_g~+跃迁的碰撞诱导(CI)光谱。光谱分析表明:来自C~1Ⅱ_u(u′=0,J′=53)的碰撞诱导跃迁是P(△J=±2)、R(△J=±2)、Q(△J=±1)。碰撞诱导谱的波数计算值和实验值之间有令人满意的符合。研究了碰撞诱导(CI)伴线和激光诱导荧光(LIF)光谱主线的强度比ρ与缓冲气体压强、样品池温度的关系,给出了物理解释。     

量子限制效应对受主跃迁的影响

通过光致发光光谱,研究了量子限制效应对GaAs体材料中均匀掺杂和一系列GaAs/AlAs多量子阱(阱宽范围从30A到200A)中δ-掺杂浅受主杂质铍(Be)原子带间跃迁的影响.实验中所用的样品是利用分子束外延技术生长的均匀掺Be受主的GaAs外延层和一系列在量子阱的中央进行了浅受主Be原子δ-掺杂的GaAs/AlAs多量子阱.在4.2K的低温下,测量了上述样品的光致发光谱,很清楚地观察到了受主束缚激子从基态1S3/2(Γ6)到两个激发态2S3/2(Γ6)和3S3/2(Γ6)的双空穴跃迁.研究发现,随着量子限制效应的增强,受主跃迁能量会增加.对量子限制效应调节受主杂质问跃迁能量的研究,进一步增强了对受主能态可调性的认识,为太赫兹远红外发光器或激光器的研发提供了一种新的途径.     

超薄层超晶格GaAs/AlAs(001)的电子结构

本文讨论了SU(N.M)的空间对称性和布里渊区经折叠后的特殊性质。使用分区变分法计算了超薄层超晶格(GaAs)_n/(AlAs)_n(n=1,2,3)的能带,运用四个势场调整参数所算出的能带和实验结果基本相符。结果表明,(GaAs)_1—(AlAs)_1为间接能隙半导体,禁带宽度为1.87eV,导带底位于Z_x点(1,0,0)(2π/a)。而(GaAs)_n—(AlAs)(n≥2)则为直接能隙半导体,且禁带宽度E_g随着n的增大而减小。并将计算结果和别的理论结果、实验数据作了比较和分析。     

硅npn型平面超高频晶体管hFE的温度特性

本文根据“带尾效应”和异质结理论得到了硅npn型平面超高频晶体管的H_(FE)∞exp(-△E_g/kT).分析和测试表明“带尾效应”引起的发射区材料和基区材料的能隙(禁带)差上△E_g是影响该类晶体管温度特性的主要因素.但是实验得到的△E_g较用发射区表面浓度或用发射区平均浓度得到的△E_g都要小.本文认为这是因为exp(-△E_g/kT)中的△E_g应是“有效能隙势垒”,而“有效能隙势垒”不仅与发射区材料和基区材料的能隙差有关,而更重要的是与能隙的坡度有关.对所谓的“同质结”晶体管实际上就是与发射结附近的杂质浓度梯度有关.     

电场下超晶格GaAs/Ga_(1-x)Al_xAs[111]的电子结构

用有效质量理论研究了GaAs/Ga_(1-x) Al_xAs[111]超晶格在外加电场下的电子结构.具体计算了超晶格的子能带色散关系曲线,子能级随外加电场的变化,并且计算了k_u=0的光跃迁矩阵元平方随电场的变化.与零电场情况相比,发现在k_u≠0处子能带的二重简并解除.随电场的增大,△n=0的跃迁减小,而△n≠0的跃迁增大.考虑单轴压力效应后,轻空穴和重空穴的能级位置发生下降和上升.     

紧束缚法计算GaAs-GaP超晶格的能带结构及电子的有关性质

本文使用紧束缚法研究了GaAs-GaP超晶格的能带结构和电子的有关性质.久期方程的矩阵元中包括了一直到次近邻的原子轨道间的相互作用积分.本文计算了超晶格(GaAs)1-(GaP)_1布里渊区中三条主要对称线上的能带;计算了超晶格(GaAs)m-(GaP)n在Γ点、X点和M点的能带值,这里m+n≤10;讨论了m=n时禁带宽度随周期长度的变化、周期长度不变时组分变化对禁带宽度的影响以及在几个典型的单电子状态中电子处于各个原子上的几率.     

用K-K关系求Hg_(1-x)Cd_xTe的长波折射率

根据Hg_(1-x)Cd_xTe的本征吸收光谱,利用K-K关系式,计算了Hg_(1-x)Cd_xTe不同组份样品的长波折射率N_0,发现该材料符合Moss关系式n_0~4E_g=55.5x+7.8。把E_g(x,T)的经验公式代入,得到n-0的经验公式,可以计算不同组份样品在不同温度下的n_0值,结果与实验基本相符。     

窄隙Hg_(1-x)Cd_xTe(0.2

石世范 《红外与激光工程》1993,(2)

GaNxAs1—x／GaAs单量子阱发光性质及带阶研究

用光荧光谱（PL）研究了GaNxAs1-x/GaAs单量子阱（SQW）的光跃迁性质和带阶,通过研究积分荧光强度与激发强度的关系及光谱峰值位置与温度的关系,发现GaNxAs1-x/GaAs单量子阱中的发光是本征带－带跃迁,并且低温发光是局域激子发光,通过自渝计算发现它的导带带阶（△Ec）与氮含量的关系不是纯粹的线性关系,其平均变化速率（0．110eV/N％）比文献中报道的要慢得多（0．156－0．175eV/N％）,此外发现Qc（＝△Ec/A△Eg）随氮含量的变化很小,用Q≈x^0.25来表示,还研究了GaNxAs1-x/GaAs单量子阱中氮含量的变化对能带弯曲参数（b）的影响。