Znse/GaAs超晶格的电子态和芯态激子

本文用半经验紧束缚法计算了ZnSe/GaAs(001)超晶格的能带结构,研究了其能隙与有效质量随层厚的变化.计算了(ZnSe)_5/(GaAs)_5超晶格中与杂质有关的芯态激子,其结果能说明相应异质结中束缚在Ga上的激子峰.本文还提出了该材料中导带底存在界面态.     

InGaAs／InP超晶格材料的GSMBE生长研究

在国产第一台ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）设备上，用ＧＳＭＢＥ（Ｇａｓｓｏｕｒｃｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）技术在国内首次研究了ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ匹配和应变多量子阱超晶格材料的生长，用不对称切换方法成功地生长了高质量的匹配和正负应变超晶格材料，并用双晶Ｘ－射线衍射技术对样品进行了测试和分析．结果表明，我们在国产第一台ＣＢＥ设备上用ＧＳＭＢＥ技术采用非对称切换方法生长的超晶格材料质量很好．     

GaAs/AlGaAs超晶格微带带宽的计算

利用MBE设备制备GaAs/AlGaAs超晶格材料,在低温(T=77K)下测量样品的光电流谱,从电子波动的观点出发,通过考虑电子波在超晶格阱层/势垒层的反射和干涉,讨论了超晶格的电子态.提出了一种计算超晶格微带带宽的方法,并计算了GaAs/AlGaAs超晶格的微带带宽.理论计算结果和实验结果符合得相当好.     

超晶格中浅杂质能带与光吸收

超晶格BEST模式像传感器是近几年来发展的非常有潜力的红外探测器件。本文结合这种器件计算和讨论了超晶格中浅杂质能谱和光吸收,给出了:杂质能带;杂质离化能;杂质能带的带宽和能态密度;杂质基态与第一束缚子能带基态间光跃迁:量子化极限尺寸以及其它性质。这不但具有一定物理意义,并对于BEST模式红外传感器件的光吸收有一定参考价值。     

四层结构模型下的InAs/GaSb超晶格材料能带计算

在包络函数近似下采用K.P理论计算了InAs/Ga(In)Sb II类超晶格材料的能带结构.同时, 计算了超晶格材料的电子有效质量和空穴有效质量, 以及不同的结构对应的吸收系数.在此基础上使用了考虑包括界面在内的四层超晶格模型进行能带计算, 并与实验结果进行比较, 超晶格材料响应截止波长的结果更为接近实验值.不同的界面也会引起能带结构的变化, 带来截止波长的变化.对于应变补偿的InAs/GaSb超晶格材料, 非对称InSb界面相比对称界面有更大的截止波长.     

ZnTe—ZnS应变超晶格的光学性质

研究了常压MOCVD方法生长在GaAs(100)衬底上的ZnTe-ZnS应变超晶格光学性质。在77K温度下观测到了与载流子有关的带间跃迁复合。随着激发密度增加,高能子能带上的载流子参与发光过程增强。通过Kroing-Penney模型计算了ZnTe-ZnS应变超晶格的能带结构,并拟合实验结果解释了发光的起因。     

四层结构模型下的InAs/GaSb超晶格材料能带计算

在包络函数近似下采用K.P理论计算了InAs/Ga(In) Sb Ⅱ类超晶格材料的能带结构.同时,计算了超晶格材料的电子有效质量和空穴有效质量,以及不同的结构对应的吸收系数.在此基础上使用了考虑包括界面在内的四层超晶格模型进行能带计算,并与实验结果进行比较,超晶格材料响应截止波长的结果更为接近实验值.不同的界面也会引起能带结构的变化,带来截止波长的变化.对于应变补偿的InAs/GaSb超晶格材料,非对称InSb界面相比对称界面有更大的截止波长.     

超晶格材料

本文了与当今研究超晶格材料相关的几个重要问题。     

光子晶体超晶格的能带折叠

我们分析了光子晶体超晶格的能带结构，光子晶体超晶格的能带与半导体超晶格的相同，都有能带的折叠现象。一维光子晶体超晶格的每条能带被折叠成M条，二维光子晶体超晶格的第一条能带被折叠成M^2条，M是每个维度晶格放大的倍数。显然如果是三维光子晶体超晶格，每一条能带将被折叠成M^3条。     

GaAs/AlGaAs超晶格微带带宽的计算

利用MBE设备制备GaAs/AlGaAs超晶格材料,在低温(T=77K)下测量样品的光电流谱,从电子波动的观点出发,通过考虑电子波在超晶格阱层/势垒层的反射和干涉,讨论了超晶格的电子态.提出了一种计算超晶格微带带宽的方法,并计算了GaAs/AlGaAs超晶格的微带带宽.理论计算结果和实验结果符合得相当好.     

掺杂超晶格量子阱带内跃迁的量子力学描述

引入正弦平方势,把掺杂超晶格中电子的运动问题化为带有大参数的Schrodinger方程。利用WKB近似和Langer变换,找到了系统的本征值和本征函数,并计算了掺杂超晶格电子的带内跃迁。结果表明,电子在相邻能级之间的跃迁能量大约在毫电子伏量级,而相应频率位于太赫兹附近。     

(GaN)n/(AlN)n应变层超晶格的电子结构

以Free-Standing条件生长的超晶格原胞为计算模型，运用LCAO-Recursion方法研究了(GaN)n/(AlN)n (001)应变层超晶格的电子结构. 由计算结果分析了GaN/AlN应变层超晶格中Ga, Al和N之间的成键情况及其带隙Eg随超晶格层数n的变化趋势；当超晶格中存在空位时，带隙中将形成缺陷能级. 最后分析了在超晶格中引入Mg掺杂后对超晶格电子结构的影响.     

超晶格电子垂直输运的激子势垒穿透

激子的势垒穿透在超晶格的光电性质研究中有着十分重要的意义。文章在Fowler-Nordheim理论基础上, 引入权重因子描述了激子库仑场和外场之间的竞争, 并对不同的权重因子进行了仿真分析。结果表明, 激子效应使势垒高度降低。用爱里函数和椭圆积分严格地给出了激子的势垒穿透几率, 为超晶格光电性质和垂直输运提供了基础分析。     

超晶格电子垂直输运的激子势垒穿透

激子的势垒穿透在超晶格的光电性质研究中有着十分重要的意义。文章在Fowler-Nordheim理论基础上,引入权重因子描述了激子库仑场和外场之间的竞争,并对不同的权重因子进行了仿真分析。结果表明,激子效应使势垒高度降低。用爱里函数和椭圆积分严格地给出了激子的势垒穿透几率,为超晶格光电性质和垂直输运提供了基础分析。     

InGaAsP／InP异质结构材料组分及结构的XPS测定

采用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ异质结构ＭＯＣＶＤ外延晶片作了表面薄层元素、组分定性、定量和深度分布分析。利用ＸＰＳ组分定量数据与带隙和组分量数据与晶体常数的经验公式计算带隙、晶格常数和失配率，并与光压谱（ＰＶＳ）测定的带隙值和Ｘ射线双晶衍射（ＤＣＤ）测定的失配率作了比较，比较结果是满意的。实验和分析表明，在研究ＭＯＣＶＤ外延膜材料表面组分和表面点阵结构方面。     

球壳量子点中电子能态及其量子比特的性质

通过求解球壳量子点的能量本征方程,得到电子能态,并以两能态叠加构造一个量子比特。对InAs材料的数值计算表明:当电子受限增强时,能量本征值增大。量子比特内电子的概率密度分布与电子的空间坐标和时间有关,在球壳的中心球面上电子出现的概率最大,在球壳边界面出现的概率为零,且各个空间点的概率密度随方位角周期性变化和随时间做周期性振荡,振荡周期随着外径(或内径)的增大而增大。     

States confined in the barriers of type-III HgTe/CdTe superlattices

We present a theoretical study of states quasi-localized in CdTe barriers of HgTe/CdTe superlattices. We show that the quasi-localization of both electrons and holes will lead to strong Coulomb interaction, and thus to the formation of excitons. It is further demonstrated that such quasi-localized states, including excitons, exhibit confinement effect similar to those of loclaized states in quantum wells.