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.     

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.     

不同形状量子阱的量子限制效应

采用差分法求解有效质量方程，考虑轻重空穴的混合效应及应变效应，对三种不同形状的量子阱的能带结构、价带态密度、跃迁矩阵元进行了比较。在阱宽相同的条件下，方阱有最大的限制能力，但抛物阱和三角阱有更平坦的态密度曲线，使得以抛物阱和三角阱为有源区的激光器和半导体激光放大器可以有较低的透明电流密度。同时价带子带的耦合强烈改变了跃迁矩阵元，这对量子阱的增益特性会产生影响。     

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.     

InGaN/GaN多量子阱的变温发光特性研究

采用低压金属有机化学沉积方法制备了InGaN/GaN多量子阱.变温PL测量发现,量子阱发光强度具有良好的温度稳定性,随着温度升高(10～300K),发光强度只减小到1/3左右.分析认为,InGaN/GaN多量子阱的多峰发光结构是由多量子阱的组分及阱宽的不均匀引起的.随着温度升高,GaN带边及量子阱的光致发光均向低能方向移动,但与GaN带边不同,量子阱发光峰值变化并不与通过内插法得到的Varshni经验公式相吻合,而是与InN带边红移趋势一致,分析了导致这种现象的可能因素.还分析了量子阱发光寿命随温度升高而减小的原因.     

垒层Si掺杂对多量子阱InGaN绿光LED性能的影响

InGaN系绿光LED的量子阱结构具有较高的In含量,InN与GaN之间较大的晶格失配度使得绿光器件的量子限制Stark效应更显著。对内建电场的屏蔽可以有效提高载流子的辐射复合效率。论文探讨了绿光多量子阱中垒层的Si掺杂对绿光器件性能的影响。研究发现,多量子阱中垒层适度Si掺杂(3.4×1016 cm-3)可以改善多量子阱结构界面质量和In组分波动,在外加正向电流的作用下更大程度地屏蔽极化电场;同时,还能够增强电流的横向扩展性,提高活化区的有效发光面积。然而,多量子阱中垒层的过度Si掺杂对于绿光LED器件的性能带来诸多的负面影响,比如加剧阱垒晶格失配、漏电途径明显增加等,致使器件光效大幅度降低。     

掺Si对AlGaInP/GaInP多量子阱发光性能的影响

研究了Si掺杂对MOCVD生长的(Al0.3Ga0.7)In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱发光性能的影响.样品分为两类:一类只生长了(Al0.3Ga0.7)In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构;另一类为完整的多量子阱LED结构.对于只生长了(Al0.3Ga0.7)In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构的样品,掺Si没有改变量子阱发光波长,但使得量子阱发光强度略有下降,发光峰半高宽明显增大.这应是掺Si使量子阱界面质量变差导致的.而在完整LED结构的情况下,掺Si却大大提高了量子阱的发光强度.相对于未掺杂多量子阱LED结构,垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍,并对这一现象进行了讨论.     

掺Si对AlGaInP/GaInP多量子阱发光性能的影响

研究了Si掺杂对MOCVD生长的（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱发光性能的影响．样品分为两类：一类只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构;另一类为完整的多量子阱LED结构．对于只生长了（Al0.3Ga0.7）In0.5P/Ga0.5In0.5P多量子阱结构的样品,掺Si没有改变量子阱发光波长,但使得量子阱发光强度略有下降,发光峰半高宽明显增大．这应是掺Si使量子阱界面质量变差导致的．而在完整LED结构的情况下,掺Si却大大提高了量子阱的发光强度．相对于未掺杂多量子阱LED结构,垒层掺Si使多量子阱的发光强度提高了13倍,阱层和垒层均掺Si使多量子阱的发光强度提高了28倍,并对这一现象进行了讨论．     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Strained SiGe/Si multiple quantum wells (MQWs) were grown by cold-wall ultrahigh vacuum chemical vapor deposition (UHV/CVD). Photoluminescence measurement was performed to study the exciton energies of strained Si0.84 Ge0.16/Si MQWs with SiGe well widths ranging from 4.2nm to 25.4nm. The confinement energy of 43meV is found in the Si0.84Ge0.16/Si MQWs with well width of 4.2nm. The confinement energy was calculated by solving the problem of a particle confined in a single finite rectangular poteintial well using one band effect mass model. Experimental and theoretical confinement energies are in good agreement     

Quantum Confinement Effects in Strained SiGe/Si Multiple Quantum Wells

Two heterointerfaces with several nanometers apart will confine the electrons(orholes) in the resulting wells.In the well,there existthe quantized subband levels.Confine-ment of carriers in1D(1dimension) ,2 D or3D occurs in the nanomet...     

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     

InGaAs/AlGaAs量子阱中量子尺寸效应对PL谱的影响

本文采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)方法设计并生长了两组InGaAs／A1GaAs应变多量子阱，量子阱的厚度分别为3nm和6nm，对其光致发光谱(PL)进行了研究，二者的发光波长分别为843nm和942nm，用有限深单量子阱理论近似计算了由于量子尺寸效应和应变效应引起的InGaAs／A1GaAs量子阱带隙的改变，这解释了两组样品室温下PL发射波长变化的原因。     

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.