晶格原子光学及其应用

首先介绍了近年来发展起来的晶格原子光学,包括冷原子光学晶格、磁晶格和磁光晶格,并报道了国内一些小组研究磁晶格和磁光晶格的一些新结果.其次,简单综述了光学晶格中原子动力学、玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和量子态的相干传输与控制等晶格原子光学研究的最新进展.最后,介绍了冷原子光学晶格、磁晶格和磁光晶格在光子晶体制备等方面的潜在应用.     

InAs/GaSb II类超晶格材料界面特性的表征分析

本文系统地介绍了国内外研究机构对超晶格界面进行研究时采用的测试分析手段。其中,通过拉曼光谱、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、扫描隧道显微镜（STM）、二次离子质谱（SIMS）、X射线光电子能谱（XPS）等测试方法可以对InAs/GaSb II类超晶格材料界面类型、界面粗糙度、陡峭性等特性进行测试分析,从而评估超晶格界面质量。光致发光谱（PL谱）、高分辨率X射线衍射（HRXRD）、霍尔测试、吸收光谱等测试方法则可以研究超晶格界面质量对超晶格材料能带、晶体质量、光学性质的影响。     

MOCVD脉冲法制备InAlGaN/GaN异质结材料特性研究

采用MOCVD脉冲供源方法制备了76.2 mm(3英寸)高质量薄势垒层的InAlGaN/GaN异质结材料。通过对样品表面形貌及电学特性等测试,研究了进入反应腔MO源的不同脉冲组合对InAlGaN材料生长的影响,并分析了相关机理。其中等效为InAlN/AlGaN类超晶格结构的势垒层外延方法,基于原子层间近晶格匹配和超晶格的原子层调制作用,有效改善了势垒层材料质量和表面形貌,提升了异质结料的电学特性,室温下电子迁移率达到1 620cm~2/(V·s),方块电阻217.2Ω/。     

基于金属圆柱阵列的原子光学晶格

文中提出一种采用金属圆柱阵列实现二维原子光学晶格的方案,并利用Comsol软件仿真对其表面等离激元特性和三维光强分布进行研究。在此基础上分析冷原子所受光学势与范德瓦尔斯势的作用,讨论了总势场分布及势阱中心位置与结构参数的依赖关系。研究发现,在4个金属纳米圆柱中间上方可以形成长350 nm、宽350 nm、高66 nm的周期性暗中空区域并可用于冷原子囚禁。该研究结果为获得突破衍射极限的原子光学周期性元器件提供了一个新的思路。     

GaAs衬底上（ZnS）n／（ZnSe）n（001）超晶格的光学性质

本文用Ｌｉｎｅａｒｉｚｅｄ－Ｍｕｆｆｉｎ－Ｔｉｎ Ｏｒｂｉｔａｌｓ能带方法，计算ＧａＡｓ衬底上（ＺｎＳ）ｎ／（ＺｎＳｅ）ｎ（００１）超晶格的能带结构。计算中采用外加调整势进行带隙修正，从而得到较准确的能带结构和波函数。在此基础上计算了超晶格系统的光学介电函数虚部ε２（ω）。结果表明，该超晶格系统的光学性质结合了ＺｎＳ和ＺｎＳｅ体材料光学性质的特点，在相当宽的能量范围内有较好的光谱响应，并且该超晶格     

半导体超晶格物理与器件（12）

半导体超晶格物理与器件（１２）彭英才（河北大学电子与信息工程系０７１００２）二、超晶格异质结界面性质的光谱技术研究如前所述，超晶格材料是一种由多层超薄膜和多个异质结界面组成的叠层结构。其界面状况，如界面原子状态、化学组成、界面突变性以及界面形成过程等...     

用分子束外延(MBE)法制作GaAs—AlGaAs超晶格及其评价

1.前言以前超晶格一词是用来表示晶体表面的晶格周期比原子的晶格周期大(主要是Cu、Zn等二元合金),而Esaki等人在提出超晶格器件方案的当时是用这个词来主要表示半导体领域的极薄膜周期构造(一层的厚度与原子的量子力学波长相同或比它还薄时)的。他主张用这种半导体超晶格结构制作各种高性能器件,而他的一部分研究成果已达     

分子束外延InAs/GaSbⅡ类超晶格的缺陷研究

InAs/GaSb Ⅱ类超晶格被认为制备第三代高性能红外探测器的优选材料。本文对GaSb衬底上分子束外延生长的Ⅱ类超晶格材料缺陷进行了研究,首先对材料表面缺陷分类,然后分析了各类缺陷的起源,并研究了生长温度、GaSb生长速率、As/In束流比等对超晶格表面缺陷的影响,对制备高性能大面阵探测器的Ⅱ类超晶格材料生长具有参考价值。     

自填隙原子对Si晶体性能影响的研究

运用第一性原理的超软赝势方法研究了Si晶体中自填隙形成的多种缺陷对体Si电子结构和光学性质的影响.理论计算表明,缺陷使体 Si 材料的晶格常数、体积、电学和光学性质等产生了不同程度的改变,空位缺陷导致Si晶体材料吸收光谱红移.     

光学超晶格中红外光参量振荡器研究进展

基于光学超晶格的光参量振荡技术是研制2～5μm波段中红外相干光源的有效技术手段,在遥感探测、精密测量、环境监测、医疗诊断、科学研究和军事国防等领域具有非常重要的应用价值。总结了光学超晶格2～5μm中红外光参量振荡器的国内外研究进展,重点分析了连续波、纳秒脉冲以及皮秒脉冲等不同运转模式下光参量振荡器的结构特点、优势和发展前景。并对光学超晶格中红外光参量振荡器的发展趋势进行了展望,指出高功率、宽调谐、低功耗、小型化和轻量化是光学超晶格光参量振荡器的重要发展方向,而高质量大尺寸(厚度)的光学超晶格晶体、性能优异的泵浦源和可靠的工程化样机设计是未来光参量振荡器发展的核心技术。     

硅基低维结构材料

Ｓｉ／Ｇｅ超晶格外延生长技术的发展和多孔硅发光现象的发现引起了对硅基低维结构材料的关注。本文简单综述了近年来在Ｓｉ／Ｇｅ超晶格电子态和光学性质、调制掺杂Ｓｉ／ＧｅｘＳｉ１－ｘ异质结构输运性质以及多孔发光机理等方面的研究进展。     

应变和成份调制超晶格的CBED研究

由A晶格和B晶格超薄层构成一维周期性结构称为超晶格。根据超晶格中应变量的大小可对超晶格进行分类,当应变量很小,各层的原子散射振幅相差甚远时,则为成份调制的超晶格,如AlAs/GaAs超晶格:若应变量显著,而各层的原子散射振幅相差不大时,则为也变调制的超晶恪,如In_xGa_(1-x)As/GaAs超晶格。最近我们用会聚束电子衍射(CBED)研究了成份调制的超晶格AlAs/GaAs和应变调制的超晶格In、Ga_(1-x)As/GaAs的运动学和动力学衍射效应。     

国家自然科学基金委员会信息科学部召开光学超晶格研讨会

国家自然科学基金委员会信息科学部召开光学超晶格研讨会光学超晶格材料引入晶格场参与非线性光学过程，产生了许多全新的概念和非常丰富的内涵，开辟了一个全新的研究领域，已成为物理学、光学和材料科学共同关注的问题，可望如同当今半导体超晶格中电子“能带工程”所取...     

ZnTe—ZnS应变超晶格的光学性质

研究了常压MOCVD方法生长在GaAs(100)衬底上的ZnTe-ZnS应变超晶格光学性质。在77K温度下观测到了与载流子有关的带间跃迁复合。随着激发密度增加,高能子能带上的载流子参与发光过程增强。通过Kroing-Penney模型计算了ZnTe-ZnS应变超晶格的能带结构,并拟合实验结果解释了发光的起因。     

Si_（1—x）Gex／Si应变层超晶格的结构稳定性研究

利用喇曼散射谱研究了Ｓｉ１－ｘＧｅｘ／Ｓｉ合金型超晶格的结构热稳定性．对超晶格中折叠声学模和各类光学模的散射谱所作的定量分析表明：在８００℃下退火１０分钟，超晶格中由于原子互扩散引起的界面展宽已经非常严重；相比之下，晶格弛豫的大小与材料的生长条件有关．对较低温度（４００℃）下生长的超晶格，晶格弛豫量并不大，仅为１６％．同时，我们也从理论上证实并且在实验上观察到：折叠声学模的带隙随超晶格界面展宽而减小．     

相变温度以上超冷玻色气体的一阶空间相干性

利用一维光学驻波场产生的相位光栅对静磁阱中相变温度以上超冷原子气体的一阶相干性质进行研究。在理论上首先计算了热原子的干涉图样,然后在实验上获得了相变温度以上超冷原子气体的干涉图样；通过对理论上和实验上原子气体的干涉图样的对比度进行比较发现：当温度非常接近相变温度的时候，原子气体的相干性明显好于热原子的相干性；随着温度的升高，原子气体的相干性逐渐减弱，最终与热原子的相干性完全相同。     

S掺杂纤锌矿ZnO的光催化性质的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了硫(S)掺杂纤锌矿氧化锌(ZnO)的能带结构、态密度和光学性质。结果表明:掺杂后晶格畸变,晶格常数随着掺杂量的增加而增大;S原子掺杂减小了能带间隙,提高了电子跃迁的概率;进一步的光学性质计算发现,S掺杂后吸收谱出现红移,且吸收谱峰值随掺杂量的增加而增大,提高了可见光和紫外光区域的光吸收。     

铁电薄膜光学性质的研究

本文对铁电薄膜的光学性质的研究进展进行了详细的总结。与人们对铁电薄膜的电学性质的研究相比，人们对光学性质的研究较少。由于铁电薄及其无定形薄膜都具有许多优良的电学性质，因此对它们的光学性质研究也很有必要。光学手段具有非破坏性，通过这种手段可以获得薄膜的光学常数折射率和消光系数，从而进一步获得它们的禁带宽度。中红外透射可以表征铁电薄膜内部结构的相变过程。通过远红外手段，可以研究薄膜的内部微观机制，如晶格振动等。最后，阐述了铁电薄膜及其无定形薄膜光学性质研究的发展方向。     

用于原子磁强计的超表面集成反射型气室设计

原子磁强计以其高灵敏度和成本低等优势受到了越来越多的关注,如今,进一步提高原子磁强计的芯片集成度已成为主要趋势,因为它有利于生物磁性测量与成像。但是,目前实现原子磁强计小型化的主要障碍是微加工原子气室的光学元件分立。鉴于此,笔者提出一种基于新兴超表面的超紧凑片上原子气室方案,该方案将超表面与各向异性腐蚀的单晶硅相结合,在保证高灵敏度的同时提高了原子气室的集成度。该方案能够对圆偏振入射光束进行光路操纵,效率可达到80%。超表面采用厚度为500 nm的硅设计而成,可以通过基本的微加工工艺直接在原子气室上制造。所设计的新型原子气室具有集成度高、可大批量制造的优点,为未来生物磁性传感系统的发展提供了参考。     

InAs/GaSb超晶格中波焦平面材料的分子束外延技术

报道了InAs/GaSb超晶格中波材料的分子束外廷生长技术研究.通过改变GaSb衬底上分子束外延InAs/GaSb超晶格材料的衬底温度,以及界面的优化等,改善超晶格材料的表面形貌和晶格失配,获得了晶格失配△a/a=1.5×10-4,原子级平整表面的InAs/GaSb超晶格材料,材料77 K截止波长为4.87 μm.