埋层应变对溅射生长Ge量子点的影响

利用离子束溅射制备双层Ge/Si量子点,通过变化Si隔离层厚度和Ge沉积量研究了埋层应变场对量子点生长的影响。实验中观察到隔离层厚度较薄时,双层结构中第2层量子点形成的临界厚度减小,生长过程提前;此外,随着Ge沉积量的增加,第2层量子点密度维持在一定范围,分布被调制的同时岛均匀长大呈现单模分布。增大隔离层厚度,埋层岛的生长模式在第2层岛生长时得到复制。通过隔离层传递的不均匀应变场解释了量子点生长模式的变化。     

张应变GaAs层引入使InAs/InP量子点有序化排列的机理研究

采用ＬＰ－ＭＯＶＰＥ技术,在（００１）ＩｎＰ衬底上生长的ＩｎＡｓ／ＩｎＰ自组装量子点是无序的。为了解决这个问题,在ＩｎＰ衬底上先生长张应变的ＧａＡｓ层,然后再生长ＩｎＡｓ层,可得到有序化排列的量子点。本文对张应变ＧａＡｓ层引入使量子点有序化排列的机理进行了分析,为生长有序化、高密度,均匀性好自组装量子点提供了依据。     

透镜形量子点的盖层和高宽比对应变场分布的影响

对透镜形自组织生长量子点的应变分布进行了研究。主要分析了透镜形状的量子点形貌对应变分布的影响,针对开放量子点（无盖层）和非开放量子点（有盖层）情况分别进行了讨论。结果表明,无论有无盖层,横向大尺寸量子点内部的应变分布趋向于均匀,无盖层量子点与有盖层情况相比内部应变释放程度大,甚至在量子点顶部有应变过释放情况,这一现象可以定性解释量子点生长的高度受限、量子点后续生长中出现的量子点塌陷和盖层生长停顿后产生的量子点“挖空”现象。     

Ge/Si量子点生长的研究进展

回顾了近年来在Ge/Si量子点生长方面的研究进展.主要讨论了为了提高量子点空间分布有序性、增大量子点的密度、减小量子点的尺寸及改善其分布均匀性而采取的各种方法,如图形衬底辅助生长、表面原子掺杂及利用超薄SiO2层辅助生长等,以及Ge量子点的演变及组分变化.     

采用InGaP和InAlP作为虚衬底的张应变Ge薄膜的材料性质比较

我们利用气态源分子束外延设备在不同In组分的InGaP或InAlP虚衬底上生长Ge薄膜,并比较不同虚衬底上Ge薄膜的材料性质。利用拉曼光谱方法测得生长在InGaP虚衬底上的Ge薄膜最大的张应变量可达1.8%,而生长在InAlP虚衬底上的最大张应变量可达2.0%。通过对表面Ge进行腐蚀并测试电阻的方法,我们发现Ge生长在InGaP上存在平行导电问题,而Ge生长在InAlP上则可以消除平行导电的影响。通过霍尔测试验证了Ge受到张应变时对电子迁移率的提高作用。     

生长温度对Si基Ge量子点VLP-CVD自组织生长的影响

对利用超低压化学气相淀积技术在Ｓｉ上自组织生长Ｇｅ量子点的特征进行了研究,发现生长温度对Ｇｅ量子点尺寸分布和密度的影响不同于分子束外延的结果,这种现象与ＶＬＰ－ＣＶＤ表面控制反应模式有关,实验表明,选择适当的生长温度可以在Ｓｉ上自组织生长具有窄尺寸分布和高密度和Ｇｅ量子点。     

有缺陷和无缺陷量子点内应变分布的比较与分析

阐述了量子点内能级结构与应变的关系,用ANSYS7．1计算了有缺陷和无缺陷两种情况下：InAs／GaAs量子点的应变分布,通过对计算结果的比较,讨论了两种情况下不同的应变分布对量子点电子结构影响的不同结果,指出有缺陷时量子点各能级的改变量都与无缺陷时不同,无缺陷时应变的作用只是使能级平行移动;有缺陷时,缺陷将使量子点内能级结构复杂化,有缺陷时发光波长和发光光谱都比无缺陷时复杂。     

异质外延自组织量子点弹性应变场分布的研究

通过有限元法,在ANSYS环境下,利用二维模型对自组织应变外延异质结透镜形量子点的应力应变分布情况进行了系统分析。分析过程分别考虑了孤立量子点系统、单层多量子点系统以及量子点超晶格系统3种情况,结果表明单层和超晶格多量子点系统衬底之间存在的长程相互作用力对量子点及其周围的应力应变分布有显著影响。在计算应变对多量子点系统的电子结构的影响时,必须将多量子点系统整体考虑。     

束流密度对Ge/Si量子点溅射生长的影响

采用离子束溅射技术在Si基底上自组织生长了一系列Ge量子点样品,研究了束流密度对Ge/Si量子点的尺寸分布和形貌演变的影响。原子力显微镜测试结果表明,随着束流密度的增加,量子点的面密度持续增大,其尺寸不断减小,量子点的形貌由圆顶形转变为过渡圆顶形。计算直径标准偏差的结果表明,当束流密度为0.86mA/cm2时,量子点的尺寸均匀性最佳。束流密度与沉积速率成正比,影响着表面吸附原子与其它原子相遇而形成晶核的能力。     

异质外延自组织锥形量子点长程相互作用对弹性应变场分布的影响

利用有限元法,在ANSYS 环境下,利用二维模型对自组织应变外延异质结锥形量子点的应力应变分布情况进行了系统分析.分析过程分别考虑了孤立锥形量子点系统、单层多量子点系统以及量子点超晶格系统三种情况,结果表明,单层和超晶格多量子点系统衬底之间存在的长程相互作用力对量子点及其周围的应力应变分布有显著影响.在计算应变对多量子点系统的电子结构的影响时,必须将多量子点之间的相互作用对应变的贡献考虑进去.     

超高真空化学气相淀积自组织生长锗量子点

采用超高真空化学气相淀积系统制备了小尺寸、高密度、纵向自对准的Ge量子点．通过TEM和AFM对埋层和上层量子点的形貌和尺寸分布进行了研究，对生长的温度和时间进行了优化．采用硼预淀积的方法得到了尺寸分布小于3％的均匀的圆顶形Ge量子点．采用低温光荧光测量了多层量子点的光学特性．在10K的PL谱可以观察到明显的蓝移现象，表明量子点中较强的量子限制效应．量子点非声子峰的半高宽约为46meV，表明采用UHV／CVD工艺生长的多层量子点具有较窄的尺寸分布．     

InP量子点的掺杂及其光学性能

采用原位成核掺杂法合成了Li、Zn金属离子掺杂的InP量子点(分别记为Li: InP和Zn: InP), 并研究了掺杂剂对量子点的结构、尺寸和光学性能的影响。研究结果表明, Li⁺、Zn²⁺掺杂的InP量子点结晶度较高且尺寸均匀。虽然Li⁺掺杂未引起InP量子点的结构发生变化, Li⁺未进入InP晶格, 但是抑制了InP量子点的成核与长大, 使其吸收谱和荧光谱均发生大幅度的蓝移。Zn掺杂同样也抑制InP量子点的成核与长大, 并且形成InP/Zn₃P₂/ZnO复合核壳结构, 显著增强了InP量子点的荧光, 尤其是当Zn掺杂浓度(Zn/In原子比)为0.2时, InP量子点的荧光强度增加近100多倍, 这对短波长InP量子点的合成具有一定的参考价值。     

退火条件对Sn量子点生长和红外光学性质的影响

首次采用固相外延生长技术在Si(001)表面直接生长Sn量子点,并应用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和同步辐射傅里叶红外光谱(FTIR)研究了退火条件对量子点样品的表面形貌、结晶性和红外光学性质的影响.AFM结果表明,随着退火温度的升高和退火时间的延长,量子点的平均尺寸变大,面密度减小.XRD结果显示,外延得到的Sn量子点为四方结构的β-Sn,与衬底的相对取向为Sn(110)//Si(001).由于β-Sn量子点的尺寸仍较大,同步辐射FTIR谱中没有观察到量子点的特征吸收峰.     

ZnO含量对熔融法制备PbSe量子点玻璃的影响

采用高温熔融－退火法在钠硼铝硅酸盐（SiO2-B2O3-Na2O-Al2O3-ZnO-AIF3-Na2O）玻璃中生长了PbSe量子点,通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、光致荧光（PL）谱等研究了玻璃配料中不同ZnO含量对PbSe量子点尺寸和浓度的影响,结果表明,ZnO含量占总玻璃配料质量比约9．4％时,生成的量子点尺寸比较均匀,直径约为6．5nm,且浓度较高,PL谱强度最强,辐射峰位于1790nm,FWHM为296nm。玻璃配料中加入适量的ZnO有助于PbSe量子点的形成,减少Se元素的挥发,使玻璃中的量子点尺寸分布趋于均-化。     

水溶性ZnS量子点的共沉淀法制备、 表征及其光学性能

以硫化钠和乙酸锌为反应物,3-巯基丙酸为表面包覆剂,利用共沉淀法制备了水溶性ZnS量子点。并采用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光分光光度计等对样品的结构、形貌、粒径和光学性能进行了表征。结果表明:所得样品为ZnS立方型闪锌矿结构,量子点的形状呈不规则球形,粒径主要集中在4.8nm左右;样品在585～590nm之间出现了黄色荧光发射波峰。同时,利用红外光谱对ZnS量子点的合成机理进行了初步分析。     

On the Homogenization Analysis of Electromagnetic Properties for Irregular Honeycombs

Honeycombs are widely used in aerospace structures due to their low density and high specific strength. In this paper, effective electromagnetic properties of irregular honeycombs are investigated, by using the three dimensional homogenization theory and corresponding computational procedure. This homogenization method, being the extension of two-scale asymptotic approach, is employed to determine the expressions of the effective dielectric permittivity, magnetic permeability and electrical conductivity. To verify and validate the proposed model and procedure, effective permittivities of a typical irregular honeycomb are studied and compared with those of semi-empirical formulae. Moreover, the effect of geometry of honeycomb's unit cell on effective permittivities is also examined. Compared to semi-empirical estimations, the two-scale asymptotic homogenization method can be used to achieve more accurate results of effective electromagnetic properties for honeycombs in the scope of numerical modeling, and it can be also extended for estimation of effective electromagnetic tensors for various periodic composites.     

One‐Pot Exfoliation of Graphitic C3N4 Quantum Dots for Blue QLEDs by Methylamine Intercalation

Here, a simplified synthesis of graphitic carbon nitride quantum dots (g‐C₃N₄‐QDs) with improved solution and electroluminescent properties using a one‐pot methylamine intercalation–stripping method (OMIM) to hydrothermally exfoliate QDs from bulk graphitic carbon nitride (g‐C₃N₄) is presented. The quantum dots synthesized by this method retain the blue photoluminescence with extremely high fluorescent quantum yield (47.0%). As compared to previously reported quantum dots, the g‐C₃N₄‐QDs synthesized herein have lower polydispersity and improved solution stability due to high absolute zeta‐potential (?41.23 mV), which combine to create a much more tractable material for solution processed thin film fabrication. Spin coating of these QDs yields uniform films with full coverage and low surface roughness ideal for quantum dot light‐emitting diode (QLED) fabrication. When incorporated into a functional QLED with OMIM g‐C₃N₄‐QDs as the emitting layer, the LED demonstrates ≈60× higher luminance (605 vs 11 Cd m^?2) at lower operating voltage (9 vs 21 V), as compared to the previously reported first generation g‐C₃N₄ QLEDs, though further work is needed to improve device stability.     

碳纳米管电磁量子性质的研究

对碳纳米管电磁特性的研究进展进行了系统的综述,并溶入我们最近对碳纳米管输运特性、本征电阻、磁阻等的研究结果,简洁地介绍了碳纳米管电磁量子特性研究的方法、理论、主要发现及意义.