PbSe缓冲层表面微结构的演化及PbTe量子点的制备

用分子束外延技术在BaF2衬底(111)晶面上生长了PbSe单晶薄膜,研究了不同Se/PbSe束流比(Rf)对薄膜表面形貌的影响.在无Se束流(Rf=0)下制备的PbSe薄膜表面呈现三维岛状结构.当Rf较小(例如0.2)时,样品表面呈现三角形孔状结构特征,孔的尺寸随Rf的增大而减小.当Rf较大(0.6)时,样品表面的三角形孔消失,出现单原子层厚度的螺旋结构.螺旋由台阶环构成,平面尺寸为1～3μm,表面台阶平均宽度为150nm,台阶间高度差为一个单原子层(1ML=0.354nm).PbSe薄膜表面微结构的演化是由于Se束流改变了薄膜中的应变弛豫方式,从而改变了薄膜的生长模式引起的.最后,我们在以螺旋结构为特征的PbSe缓冲层表面自组织生长了PbTe量子点,观察到两种高度分布的量子点.     

PbSe缓冲层表面微结构的演化及PbTe量子点的制备

用分子束外延技术在BaF2衬底（111）晶面上生长了PbSe单晶薄膜，研究了不同Se/PbSe束流比（Rf）对薄膜表面形貌的影响. 在无Se束流（Rf=0）下制备的PbSe薄膜表面呈现三维岛状结构. 当Rf较小（例如0.2) 时，样品表面呈现三角形孔状结构特征，孔的尺寸随Rf的增大而减小. 当Rf较大（0.6）时，样品表面的三角形孔消失，出现单原子层厚度的螺旋结构. 螺旋由台阶环构成，平面尺寸为1～3μm，表面台阶平均宽度为150nm，台阶间高度差为一个单原子层（1ML=0.354nm) . PbSe薄膜表面微结构的演化是由于Se束流改变了薄膜中的应变弛豫方式，从而改变了薄膜的生长模式引起的. 最后，我们在以螺旋结构为特征的PbSe缓冲层表面自组织生长了PbTe量子点，观察到两种高度分布的量子点.     

PbSe量子点的制备与近红外波段光学性质研究

通过化学溶液体系中反应温度与原料配比的控制获得了尺寸分布均匀的窄带隙半导体PbSe量子点。利用吸收光谱、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和高分辨透射电子显微镜（HRTEM）等手段研究了化学溶液法制备的PbSe量子点形貌、尺寸分布及红外吸收等特性。结果表明,所获得的量子点尺寸分布均匀,结晶性良好,并实现了第一吸收峰在885 nm～2 200 nm范围内可调的PbSe量子点。     

PbSe量子点掺杂玻璃的制备及表征

采用高温熔融法,经过两步热处理,成功制备了PbSe量子点(QD)掺杂的硅酸盐玻璃.当热处理温度为550℃、热处理时间为1～10 h时,X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测量表明,玻璃中,生成的PbSe QD平均尺寸为5～6 nm.随着热处理时间的延长(3～8 h),玻璃中生成的PbSe QD尺寸增大.近红外荧光(...     

中红外宽带荧光PbSe量子点掺杂玻璃光纤研究

宽带可调谐中红外光源在光谱传感器以及医疗、环境监测等实际应用方面备受关注。目前,发光玻璃主要通过稀土离子掺杂来实现中红外波段发光,但其可调范围较小。PbSe量子点具有较窄的带隙、较大的玻尔半径,因而易实现量子限域效应。在低声子能量的锗酸盐玻璃中原位析出PbSe量子点,有望产生近中红外宽带可调谐荧光发射。本课题组利用管内熔融法成功制备了全固态PbSe量子点掺杂玻璃光纤,获得了覆盖1.8～2.8μm的宽带可调谐发射,有望用于宽带可调谐中红外光源。     

PbSe量子点光纤激光器的数值模拟

提出了一种新型的光纤激光器--掺量子点的光纤激光器(QDFL).在QDFL中,利用PbSe量子点具有大发射截面的特点,将PbSe量子点作为激光器的激活介质,对QDFL进行了计算机数值模拟.数值计算了掺PbSe量子点光纤激光器的激光功率及饱和长度,并给出了不同输出镜反射率对激光功率的影响.结果表明:与传统的掺镱离子的光纤激光器相比,QDFL的输出激光功率更高,增益系数更大,光纤的饱和长度较短.QDFL的激光功率与光纤长度密切相关,饱和功率与掺杂浓度无关.改变谐振腔出射镜的反射率,可以改变激光功率.这些结果有待于实验的证实和检验.     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术，按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点（QD）微结构材料. 用这种QD材料制成的激光器，内光学损耗为2.1cm-1，透明电流密度为15±10 A/cm2. 对于条宽100μm，腔长2.4mm的激光器（腔面未经镀膜处理），室温下基态激射的波长为108μm，阈值电流密度为144A/cm2，连续波光功率输出达2.67W（双面），外量子效率为63%，特征温度为320K. 研究了QD激光器翟激射特性，并对结果作了讨论.     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术,按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点(QD)微结构材料.用这种QD材料制成的激光器,内光学损耗为2.1cm-1,透明电流密度为15士10 A/cm2.对于条宽100μm,腔长2.4mm的激光器(腔面未经镀膜处理),室温下基态激射的波长为1.08μm,阈值电流密度为144A/cm2,连续波光功率输出达2.67W(双面),外量子效率为63%,特征温度为320K.研究了QD激光器翟激射特性,并对结果作了讨论.     

InAs/GaAs多层堆垛量子点激光器的激射特性

利用固态源分子束外延技术,按S-K模式生长出五层堆垛InAs/GaAs量子点(QD)微结构材料.用这种QD材料制成的激光器,内光学损耗为2.1cm-1,透明电流密度为15士10 A/cm2.对于条宽100μm,腔长2.4mm的激光器(腔面未经镀膜处理),室温下基态激射的波长为1.08μm,阈值电流密度为144A/cm2,连续波光功率输出达2.67W(双面),外量子效率为63%,特征温度为320K.研究了QD激光器翟激射特性,并对结果作了讨论.     

量子线与量子点微结构的选择生长制备技术

本文介绍了用于制备量子线和量子点微结构的选择区域外延和精细束加工技术，并评述了今后研究与发展方向。     

The refractive index of compounds PbTe, PbSe, and PbS

The theoretical refractive indexnof the direct gap IV-VI compounds PbTe, PbSe, and PbS below the fundamental absorption edge is presented. A theoretical expression fornis obtained from a quantum mechanical calculation of the dielectric constant using the band structure of Kane theory. Comparison to experimental data is discussed.     

Synthesis of PbTe and PbSe nanoparticles under the influence of hydrochloric acid and carbon dioxide

Parameters that influence the growth of nanomaterials have been extensively studied. Recent studies have shown that the addition of halogen can influence the growth mechanism and properties of nanomaterials. We have used simple reduction thermolysis method to synthesize hexadecylamine (HDA) and oleylamine (OLA) capped PbTe and PbSe nanoparticles. We added a small amount of hydrochloric acid (HCl) and bubbled carbon dioxide (CO₂) to determine their effect on the particle morphology. For PbTe the particle morphology was determined by the capping group with the HDA capped PbTe in the form of rods whereas the OLA capped particles were hexagonal in shape. The addition of HCl gave shorter rods in the case of HDA PbTe while in the case of the OLA capped PbTe regular shaped hexagonal cubes were observed. The bubbling of CO₂ resulted in the change of shape from rods to cubes. Both the HDA and OLA capped PbSe nanoparticles were oblate in shape. The bubbling of CO₂ into the reaction system resulted in PbSe nanoparticles with a hexagonal morphology. Powder X-ray diffraction studies revealed a pure cubic phase for both PbTe and PbSe nanomaterials. The optical absorption spectra for both HDA /OLA capped PbTe and PbSe showed evidence of quantum confinement.     

过渡层对Ge衬底GaAs外延层晶体质量的影响

利用低压金属有机化学汽相淀积(MOCVD)设备在Ge衬底上生长GaAs外延层.通过改变GaAs过渡层的生长温度对GaAs外延层进行了表征,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪研究了表面形貌和晶体质量,优化出满足高效太阳能电池要求的高质量GaAs单晶层生长条件.     

一种具有Buffer层的分离栅VDMOS研究

介绍了一种具有Buffer层的分离栅VDMOS器件,通过Medici进行了仿真研究,分析了Buffer层对器件电学特性的影响,并提供了获得合适Buffer层参数以优化器件功率优值的设计公式。优化后器件的功率优值较现有研究结果均出现了30%以上的增加。     

SiC衬底AlN缓冲层的应变对GaN外延层质量的影响

在3英寸(1英寸=2.54 cm)SiC衬底上采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)法生长GaN外延材料。研究了AlN缓冲层的应变状态对GaN外延层应变状态和质量的影响。使用原子力显微镜和高分辨率X射线双晶衍射仪观察样品表面形貌,表征外延材料质量的变化,使用高分辨喇曼光谱仪观察外延材料应力的变化,提出了基于外延生长的应变变化模型。实验表明,GaN外延层的张应变随着AlN缓冲层应变状态的由压变张逐渐减小,随着GaN张应力的逐渐减小,GaN位错密度也大大减少,表面形貌也逐渐变好。     

Effects of TiN Buffer Layer Thickness on GaN Growth

Smooth GaN layers were successfully grown on metallic TiN buffer layers by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). One important factor in controlling GaN layer smoothness was the TiN layer thickness. We investigated systematically the effects of this thickness, and found an optimal thickness of 5 nm, at which the smallest average grain size (20 nm) and smoothest surface were obtained. The TiN layers increased surface coverage with GaN hexagons at an early stage of GaN growth, indicating that enhancing the GaN nucleation is essential for smooth GaN layer growth, and small grain size and smooth surface are needed to enhance GaN nucleation. Further reduction in TiN layer thickness to 2 nm decreased the surface coverage with GaN hexagons, and a high density of grooves and holes were observed in the surface of the 2-μm-thick GaN layers. Defect structures in the GaN layers grown on the TiN layers were remarkably changed on reduction of TiN layer thickness from 5 nm to 2 nm. GaN growth was found to be sensitive to the TiN layer thickness between 2 nm and 5 nm.     

蓝宝石图形衬底上GaN低温缓冲层的研究

低温下,在蓝宝石图形衬底上使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)生长低温GaN(LT-GaN)缓冲层,并对其表面形貌进行了细致的观察,发现了不同于已报道的GaN选择性成核生长现象。基于不同厚度的低温GaN缓冲层生长了n型GaN(n-GaN),发现过厚或者过薄的缓冲层都会对n-GaN晶体质量产生负面影响,并结合初始成核阶段进行了原因分析。制备了基于不同厚度的n-GaN的发光二极管(LED)样品,分析了GaN晶体质量对LED输出功率的影响。同时发现,晶体质量较差的时候,光提取效率可能主导着对LED器件性能的影响。