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.     

量子限制效应对限制在多量子阱中受主束缚能的影响

从实验和理论上,研究了量子限制效应对限制在GaAs/AIAs多量子阱中受主对重窄穴束缚能的影响.实验中所用的样品是通过分子束外延技术生长的一系列GaAs/AIAs多量子阱,量子阱宽度从3nm到20nm,并且在量子阱中央进行了浅受主铍(Be)原子的δ掺杂.在4,20,40,80和120K不同温度下,分别对上述系列样品进行了光致发光谱(PL)的测量,清楚地观察到了受主束缚激子从ls3/2(Г6)基态到同种宇称2s3/2(Г6)激发态的两空穴跃迁,并且从实验上测得了在不同量子阱宽度下受主的束缚能.理论上应用量子力学中的变分原理,数值计算了受主对重空穴束缚能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.     

量子限制效应对限制在多量子阱中受主束缚能的影响

从实验和理论上,研究了量子限制效应对限制在GaAs/AIAs多量子阱中受主对重窄穴束缚能的影响.实验中所用的样品是通过分子束外延技术生长的一系列GaAs/AIAs多量子阱,量子阱宽度从3nm到20nm,并且在量子阱中央进行了浅受主铍(Be)原子的δ掺杂.在4,20,40,80和120K不同温度下,分别对上述系列样品进行了光致发光谱(PL)的测量,清楚地观察到了受主束缚激子从ls3/2(Г6)基态到同种宇称2s3/2(Г6)激发态的两空穴跃迁,并且从实验上测得了在不同量子阱宽度下受主的束缚能.理论上应用量子力学中的变分原理,数值计算了受主对重空穴束缚能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.     

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.     

量子阱材料的电子显微镜及光致发光研究

对GaAs/Al_xGa_(1-x)As量子阱材料进行的光致发光(PL),横断面透射电子显微镜(XTEM)和反射电子显微镜(REM)的研究结果表明量子阱材料的结构质量对其光电性能有一定影响。另外,也观察到分子束外延对改进异质结界面的平整度有明显作用。     

InxGa1—xAs／AlyGa1—yAs多量子阱的高压光致发光研究

用金刚石对顶砧压力装置在浓氮温度下和０～４ＧＰａ的压力范围内测量了不同阱宽（１．７～１１．０ｎｍ）的ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＡｌｙＧａ１－ｙＡｓ（ｘ，ｙ＝０．１５，０；０．１５，０．３３；０，０．３３）多量子阱的静压光致发光谱，发现在Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ／ＧａＡｓ多量子阱中导带第一子带到重空穴第一子带间激子跃迁产生的光致发光峰能量的压力系数随阱宽的增加而减小，在Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ／     

赝形δ掺杂AIGaAs／InGaAds／GaAs量子阱的光致发光性质研究

测量了一系列不同隔离层（ｓｐａｃｅｒ）厚度、阱宽和硅δ掺杂浓度的单边掺杂的赝形高电子迁移率晶体管（ｐＨＥＭＴｓ）量子阱的变温和变激发功率光致发光谱,详细研究了（ｅｌ－ｈｈ１）和（ｅ２－ｈｈ１）两人发光峰之间的动态竞争发光机制,并运用有限差分法自治求解薛定谔方程和泊松方程以得出电子限制势、子带能极以及相应的电子包络波函数、子带占据几率和δ掺杂电子转移效率,研究了两个峰的相对积分发光强度随隔离层厚度、阱宽和δ掺杂浓度的变化。     

Siδ-掺杂In_(0.2)Ga_(0.8)As/GaAs应变单量子阱光致发光研究

研究了单层Ｓｉ分别δ－掺杂于Ｉｎ０．２Ｇａ０．８Ａｓ／ＧａＡｓ单量子阱系统中的单边势垒与双边势垒的光致发光谱,并与未掺杂样品相比较,发现掺杂样品的发光峰红移,其中单边势垒掺杂样品红移约４ｍｅＶ,双边势垒掺杂样品红移的量更多约１２ｍｅＶ．本文用杂质散射与空穴空间局域化来解释掺杂样品的发光半峰宽较本征样品大很多．用有效质量方法计算３个样品的光致发光能量,并用电子相关交换势解释掺杂样品发光红移的现象．     

赝形δ掺杂AlGaAs/InGaAs/GaAs量子阱的光致发光性质研究

测量了一系列不同隔离层(spacer)厚度、阱宽和硅δ掺杂浓度的单边掺杂的赝形高电子迁移率晶体管(p-HEMTs)量子阱的变温和变激发功率光致发光谱,详细研究了(el-hh1)和(e2-hh1)两个发光峰之间的动态竞争发光机制,并运用有限差分法自洽求解薛定谔方程和泊松方程以得出电子限制势、子带能级以及相应的电子包络波函数、子带占据几率和δ掺杂电子转移效率,研究了两个峰的相对积分发光强度随隔离层厚度、阱宽和δ掺杂浓度的变化.     

用PL谱评测多量子阱红外探测器外延材料

对GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器外延材料进行了光致荧光谱(PL)测量,结合理论计算,由材料吸收峰位置得到势垒高度以及势阱基态位置,并由此推算出相应的红外探测响应波长。推算结果与器件光电流实验值的对比表明,由光致荧光谱(PL)测量结果计算得到的响应波长与实际器件的响应波长有良好的一致性。     

InGaN/GaN多量子阱电池的垒层结构优化及其光学特性调控

InGaN基量子阱作为太阳电池器件的有源区时,垒层厚度设计以及实际生长对其光学特性的影响极为重要.采用金属有机化学气相沉积(MOVCD)技术,在蓝宝石衬底上外延生长了垒层厚度较厚的InGaN/GaN多量子阱,使用高分辨X射线衍射和变温光致发光谱研究了垒层厚度对InGaN多量子阱太阳电池结构的界面质量、量子限制效应及其光学特性的影响.较厚垒层的InGaN/GaN多量子阱的周期重复性和界面品质较好,这可能与垒层较薄时对量子阱的生长影响有关.同时,厚垒层InGaN/GaN多量子阱的光致发光光谱峰位随温度升高呈现更为明显的“S”形(红移-蓝移-红移)变化,表现出更强的局域化程度和更高的内量子效率.     

应变层多量子阱InGaAs—GaAs的光电流谱研究

在10—300K温度范围,用光电流谱方法研究了未掺杂的x为0.1、0.15和0.2,InGaAs层厚度为8和15nm的In_xGa_(1-x)As—GaAs应变层多量子阱的能带结构。在1.240—1.550eV光子能量范围,除11H、11L和22H激子跃迁以及GaAs的基本带间跃迁外,还观察到束缚子带到连续带的跃迁。对样品In_(0.15)Ga_(0.85)As(8nm)-GaAs(15nm),观察到11H重空穴激子的2s及其它激发态跃迁,由此得到激子结合能的近似值,约为8meV。重空穴能带台阶Q_v=0.40±0.02。应变效应使得电子和重空穴束缚在InGaAs层,而轻空穴束缚在GaAs层。     

GaAs/AlGaAs多量子阱材料差分反射光谱

介绍了一种新型的空间调制光谱技术—差分反射 ( DR)光谱技术 .利用振动光束差分反射测试系统 ,获得了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱 ,初步分析了 DR信号的产生机制 .通过与材料的 PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析 ,论证了 DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性 ,并从实验角度证明了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱具有反射率谱对能量的一阶微商线型特征     

ZnSeTe/ZnTe多量子阱中载流子动力学过程

用飞秒脉冲泵浦.探测技术通过时间分辨差分透射谱和透射衰减曲线研究了ZnSe0.2Te0.8/ZnTe Ⅱ型多量子阱结构中热载流子的产生、弛豫及复合过程.观察到阱层和垒层中热载流子的形成,ZnTe垒层中热载流子在10ps左右会弛豫回ZnTe基态,并在10ps内注入到ZnSeTe阱层并辐射复合.     

ZnSeTe/ZnTe多量子阱中载流子动力学过程

用飞秒脉冲泵浦.探测技术通过时间分辨差分透射谱和透射衰减曲线研究了ZnSe0.2Te0.8/ZnTe Ⅱ型多量子阱结构中热载流子的产生、弛豫及复合过程.观察到阱层和垒层中热载流子的形成,ZnTe垒层中热载流子在10ps左右会弛豫回ZnTe基态,并在10ps内注入到ZnSeTe阱层并辐射复合.     

GaAs (110)量子阱的电子自旋弛豫

采用固态源分子束外延的方法在GaAs(110)取向衬底上生长了GaAs/AlGaAs多量子阱结构.对样品进行了低温光致发光谱和时间分辨光致发光谱的测量,结果表明激发功率和激发波长对室温下量子阱内电子的自旋弛豫时间有强烈的影响.对于常见的GaAs(100)量子阱起支配作用的D'yakonov-Perel' (DP)自旋弛豫机制,在GaAs (110)量子阱材料里被充分地抑制了.对于缺失了DP相互作用的GaAs (110)多量子阱,电子-空穴相互作用对自旋弛豫时间随激发功率变化有重要的影响.