非晶壳层SixN/SiyC包覆硅量子点的微结构表征

通过磁控溅射技术和1100℃的高温后退火处理,在富硅碳化硅薄膜中形成高密度小尺寸的硅量子点,硅量子点的结构由X射线光电子能谱和高分辨透射电镜进行表征,结果表明,在高温退火过程中,碳化硅薄膜发生了相分离,硅和碳的化学结合态在热力学的驱动下形成稳定的Si-Si键和Si-C键,同时,氮原子钝化了分解过程中形成的Si悬挂键,在硅量子点的表面形成SixN/SiyC非晶壳层。这种非晶壳层包覆量子点的结构配置非常有利于形成稳定的超小硅量子点 （1-3 nm）,此结构的量子效应所产生的光吸收了从绿光到紫外光的光谱范围,大幅度提高光伏太阳能电池的光电转换效率。     

AgIn合金量子点复合玻璃的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶法结合气氛控制的技术制备了AgIn合金量子点掺杂钠硼硅基(NBS)玻璃。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对AgIn合金量子点在玻璃中的形貌和微结构进行了表征, 并利用荧光光谱仪对该玻璃的荧光性质进行了研究。结果表明, 在600℃热处理下钠硼硅玻璃中形成了尺寸分布在5 nm左右的均一的AgIn六方晶系量子点, 而且分布在玻璃中的AgIn量子点在435 nm附近存在一个荧光峰, 表明AgIn量子点掺杂NBS玻璃可以作为激光源、非线性介质和光子设备的候选玻璃。     

硅量子线的研究

利用常规硅工艺的反应离子刻蚀、各向异性化学腐蚀、热氧化和超低压ＣＶＤ生长技术，成功地硅单晶衬底上制作了硅／二氧化硅异质界面结构超精细硅量子线。本项研究结果对开展低维量子结构物理及硅量子器件的研究具有十分重要的意义。     

InAs自组织量子点(线)的制备和表征

在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长了InAs纳米结构材料，通过改变生长方式，得到了InAs量子点和量子线。根据扫描电镜和透射电镜观测结果的分析，认为衬底旋转时浸润层三角形状的台阶为InAs量子线的成核提供了优先条件，停止衬底旋转时InAlAs缓冲层沿[11^-0]方向分布的台阶促使InAs优先形成量子点。讨论了量子点和量子线的形成机理。     

一种新颖的硅量子点-金复合纳米粒子的制备和表征

利用电化学刻蚀法制备的硅量子点的还原特性,通过调整硅量子点与氯金酸的量的比例,可控合成了包含有不同尺寸金纳米颗粒的复合纳米粒子,并通过实验证明了硅量子点与金纳米颗粒的结合。在电化学刻蚀制备硅量子点的同时,通过微波辅助法可以迅速地在硅量子点表面有效地修饰上一部分羧基、羟基或者烷基链,从而间接预先对这种复合纳米粒子进行修饰。这种新型的纳米复合材料具有硅量子点的荧光性质的同时,还具有各种尺寸纳米金的光学性质,具有广阔的应用前景和研究价值。     

纳米硅量子线的发光特性研究

利用脉冲激光蒸发或高温物理升华的方法,制备出纯度极高、直径分布均匀(13nm左右)的硅的一维量子线.光致发光(PL)测量显示,在313.5nm激光激发下,室温下硅量子线具有红绿蓝三色发光.对硅量子线进行氧化处理后,随氧化时间的增加,红光PL峰发生蓝移,而绿、蓝峰没有移动.红光PL与量子尺寸限制效应有关,而绿、蓝光PL来源于表层氧化硅中的缺陷发光.     

美国生产出99.9999%最高纯度硅可为量子计算铺路

正继去年获得纯度高达5个9(99.9998%)的硅后,美国国家标准与技术研究院的团队又一次刷新纪录:他们使用一项相对简单的技术,生产出了可能是目前纯度最高的硅,该材料99.9999%以上的成分为硅28,仅有不到百万分之一为不确定的同位素硅29。许多量子计算方案需要同位素纯硅,比如用作衬底,在其上嵌入量子位(存储信息的量子比特)。项目负责人、该研究院物理测量实验室量子工序和计量学组的乔希·波默罗伊表示,"眼下面临的真正挑战是如     

延长自组织InAs／GaAs量子点发光波长的研究进展

在近几年的InAs／GaAs自组织量子点的研究中，如何荻得1．3～1．55μm。长波长量子点材料是一个很热门的课题。本文综述了各种延长自组织InAs／GaAs量子点发光波长的方法，并提出了实用化的最佳途径。     

单光子源低密度长波长InAs／GaAs量子点的制备

通过优化分子束外延生长条件,得到室温发光在1300nm低密度的自组织InAs/GaAs量子点.使用极低的InAs生长速率(0.001单层/秒)可以把量子点的密度降低到4×106cm-2.这些结果使得InAs/GaAs量子点可以作为单光子源应用在未来的光纤基量子密码、量子通信中.     

尺寸分布和界面混合对InAs/GaAs量子点光学性质的影响

研究了自组织生长模式(S-K modes)下量子点尺寸的不均匀分布对量子点发光性质的影响,对其光致发光峰进行了拟合计算.研究发现,量子点尺寸的不均匀分布导致了量子点发光峰的展宽以及发光峰位的红移.另一方面,后处理工艺中的退火及质子注入引起的界面混合导致了量子点PL谱发光峰的蓝移及半高宽的减小.     

量子计算研究现状与未来发展

量子计算乃至更为广泛的量子信息,是基于量子力学原理发展出来的概念与技术体系,涉及信息的本质及其处理。量子计算利用量子叠加、量子纠缠等资源进行信息编码和处理,已被证明在若干问题上具有相对于经典计算的极大优势,在实用化后将对信息及相关科技产生深远影响。本文概要回顾了量子计算的发展历史,如量子计算思想与概念的形成、重要理论及算法的发展以及应用情况;梳理总结了代表性的量子计算技术路线及其发展态势,如超导量子计算、分布式超导量子计算、光量子计算、囚禁离子量子计算、硅基量子计算及若干其他体系。着眼不同技术路线面临的共性问题,对我国量子计算领域未来发展提出建议：注重战略规划和布局,培养高水平研究团队,加强基础研究、核心技术、关键设备的自主研发。     

胶体化学法合成半导体量子点的研究进展

介绍了制备半导体量子点的3种方法,包括光刻、自组织生长和胶体化学方法.简要比较了3种方法,详细讨论了用胶体化学法合成半导体量子点.胶体量子点具有一些优异的性能,有着广泛的应用,列举了胶体量子点的一些独特应用.     

InAs/GaAs自组织量子点的可控分子束外延生长及其新型光电器件研究北大核心CSCD

半导体量子点因其具有类原子的分立能级结构,可在三维方向上对载流子运动进行束缚,因此被认为是光发射器件(激光器、量子光源等)极具前景的有源物质之一。其器件的性能强烈依赖于量子点材料的品质、光场与量子点偶极子场的有效相互作用等。本文将从半导体InAs/GaAs自组织量子点的可控分子束外延生长调控技术出发,进一步探讨应用于光通信、片上光互联领域的量子点激光器,以及应用于光量子信息领域的高品质量子光源器件。     

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。     

单元素半导体量子点制备及其光致发光性能的研究进展

单元素半导体量子点的制备成功使光电集成成为可能.介绍了单元素半导体量子点的制备方法,包括射频磁控溅射技术、硅离子注入技术、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等;并且介绍了单元素半导体量子点的发光机理模型,包括量子限制效应模型、与氧有关的缺陷发光、量子限制效应-发光中心复合发光和界面层中的激子效应发光等;另外对单元素半导体量子点的发展前景进行了展望.     

量子点敏化太阳能电池研究进展

半导体量子点(Quantum Dot,简称QD)因其具有多种优异的光电性能而在太阳能转换方面得到了广泛地应用。量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot Sensitized Solar Cell,简称QDSC),因其工艺简单、制造成本低和理论光电转换效率高,被认为是极具发展潜力的新一代太阳能电池。本文介绍了QDSC的基本结构和工作原理、QDSC的转换效率及影响因素、QDSC的研究进展等。另外,我们还对量子点敏化太阳能电池的发展进行了展望。     

PbS量子点/ZnO纳米片复合膜的制备及其光电化学性能

通过两步法合成PbS量子点(QDs)修饰ZnO纳米片复合膜. 首先利用电化学法在掺氟的SnO₂导电玻璃(FTO)上生长ZnO纳米片, 然后在ZnO纳米片上通过逐次化学浴法沉积PbS量子点形成PbS/ZnO复合膜. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)详细表征了样品的表面形貌和晶体结构, 并研究了PbS/ZnO复合膜作为量子点敏化太阳能电池光阳极的紫外-可见吸收谱、光电化学性能和表面光电压谱. 对比ZnO纳米片经PbS量子点修饰前后, 发现PbS量子点修饰后光阳极的光吸收和光伏响应均从紫外区拓宽到了可见光区, 同时光电化学性能有了显著提高, 短路电流密度从敏化前的0.1 mA/cm²增加到0.7 mA/cm², 效率由0.04%增加到0.57%. 与单一ZnO纳米片相比, PbS/ZnO复合膜的表面光伏响应强度明显增强, 说明PbS与ZnO之间形成了有利于光生电荷分离的异质结, 从而导致了PbS/ZnO复合膜光电性能的增加.     

含Ag量子点钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

以正硅酸乙酯、硼酸、金属钠为前驱体采用溶胶-凝胶法合成含Ag量子点的钠硼硅玻璃。X射线粉末衍射 (XRD) 分析Ag量子点具有立方相。通过透射电子显微镜 (TEM) 和高分辨透射电子显微镜 (HRTEM) 测定量子点的尺寸和分布, 结果显示在玻璃中量子点呈规则的球形, 并且尺寸在5~13 nm之间。紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱仪得到Ag量子点的表面等离子体共振吸收峰大约在406 nm附近; 利用飞秒Z-scan 技术在800 nm波长处用飞秒钛宝石激光辐照对Ag量子点玻璃的非线性光学性质进行研究, 该玻璃的非线性折射率γ、非线性吸收系数β和三阶非线性极化率χ⁽³⁾分别为 –1.72×10^-17 m²/W、9.96×10^-11 m/W、1.01×10^-11 esu。     

美公司推出高性能量子点感光元件

仅靠硅来提高当今数码相机传感器的性能已变得越来越困难，不过，美国InVisage公司新近研发的一种新材料或许可使数码相机的性能得到大幅提升。与传统的硅材料相比，这种由量子点组成的材料量子薄膜（QuantumFilm）可提供比传统硅传感器高约4倍的性能和2倍的动态范围。     

硒化锌量子点二维阵列的LB方法制备与表征

以去铁铁蛋白作为生物模板合成了硒化锌量子点,采用Langmuir-Blodgett技术在硅基质表面制备1:4的EA/SMA的LB薄膜并将硒化锌核铁蛋白吸附组装到EA/SMA薄膜上形成二维阵列。用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)进行表征,结果表明成功制备得到了硒化锌量子点核铁蛋白单分子层二维阵列。这种排列在固体表面的有序微观尺寸的纳米结构由于其独特的光学和生物学特性在生物传感、药物和诊断等领域具有潜在的应用前景。