GaAsBi半导体材料的制备及应用研究进展

1

作者 马玉麟 郭祥 丁召 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期25-37,共13页

稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料在电子和光电子领域具有广泛的应用前景,其制备方法主要有分子束外延法(MBE)和金属有机物气相外延法(MOVPE)。本文聚焦于具有较大带隙收缩、温度不敏感以及强自旋轨道分裂等特殊物理特性的GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材... 稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料在电子和光电子领域具有广泛的应用前景,其制备方法主要有分子束外延法(MBE)和金属有机物气相外延法(MOVPE)。本文聚焦于具有较大带隙收缩、温度不敏感以及强自旋轨道分裂等特殊物理特性的GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材料,对其制备方法和研究进展进行了综述。研究人员对GaAsBi材料的研究主要集中在薄膜、多量子阱、纳米线和量子点材料的制备。在薄膜材料方面,侧重于研究制备工艺条件对GaAsBi薄膜的影响,例如低衬底温度、低生长速率和非常规的Ⅴ/Ⅲ束流比;在多量子阱材料方面,采用双衬底温度技术有效减少Bi偏析问题;对于纳米线和量子点材料,金属Bi作为表面活性剂可以改善材料的形貌和光学性能。然而,目前在该材料研究和应用方面仍存在挑战,如薄膜材料的结晶质量恶化和金属Bi分凝团聚,以及量子点材料中Bi的均匀性和形成机制的争议。解决这些问题对于提高GaAs_(x)Bi_(1-x)半导体材料的质量和促进器件发展具有重要意义。 展开更多

关键词 稀铋Ⅲ-Ⅴ半导体材料 GaAsBi薄膜 多量子阱材料 量子点材料 MBE MOVPE

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量子点量子阱中束缚态的能级结构(英文) 被引量：5

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作者 张立 谢洪鲸 +1 位作者 陈传誉 龚映清 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期338-344,共7页

在有效质量近似下,考察了一个特殊量子点量子阱体系中的电子与空穴束缚态能级结构,以CdS/HgS和ZnS/CdSe构成的量子点量子阱为例进行了数值计算。结果显示,束缚态的本征能量对量子点量子阱的尺寸依赖曲线存在一些拐点,这一结果与均匀量... 在有效质量近似下,考察了一个特殊量子点量子阱体系中的电子与空穴束缚态能级结构,以CdS/HgS和ZnS/CdSe构成的量子点量子阱为例进行了数值计算。结果显示,束缚态的本征能量对量子点量子阱的尺寸依赖曲线存在一些拐点,这一结果与均匀量子点体系明显不同;对某个固定的量子点量子阱结构,随量子数n的增加,CdS/HgS量子点量子阱体系中的束缚电子态的能级间隔不是单调增加的,在某些量子数n处存在峰值,而ZnS/CdSe量子点量子阱体系中的空穴束缚态的能级间隔则是单调增加的,这是由构成量子点量子阱的材料的有效质量比率不同造成的。 展开更多

关键词 能级结构 量子点量子阱 束缚态 电子 数值计算 ZnS/CdSe 硫化锌 碲化镉

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ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱的荧光衰减 被引量：4

3

作者 曹立新 黄世华 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期81-84,共4页

采用反胶束方法制备了ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱 ,并对其光谱性质进行了研究。结果表明所制得的量子点量子阱尺寸分布均匀 ,平均粒径为 4 5nm ,发光峰位于 5 1 5nm左右 ,归属于CdS体内的施主 受主对复合。ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱中CdS... 采用反胶束方法制备了ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱 ,并对其光谱性质进行了研究。结果表明所制得的量子点量子阱尺寸分布均匀 ,平均粒径为 4 5nm ,发光峰位于 5 1 5nm左右 ,归属于CdS体内的施主 受主对复合。ZnS/CdS/ZnS量子点量子阱中CdS的发光比核 壳结构的ZnS/CdS量子点增强了近四倍 。 展开更多

关键词 量子点 量子阱 ZNS CdS 发光 半导体 荧光衰减 硫化锌 硫化镉 光谱性质

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核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh激子光跃迁的受激光子回波研究 被引量：2

4

作者 龚少华 傅军 +1 位作者 符运良 沈振江 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期54-60,共7页

在建模和理论分析的基础上,对三脉冲飞秒激光作用下核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh激子光跃迁引起的受激光子回波效应进行了深入研究.运用有效质量近似方法求解了载流子的静态薛定谔方程,得到能量本征值和对应波函数.基于光学Bl... 在建模和理论分析的基础上,对三脉冲飞秒激光作用下核壳结构CdSe/ZnS量子点量子阱中1se1sh激子光跃迁引起的受激光子回波效应进行了深入研究.运用有效质量近似方法求解了载流子的静态薛定谔方程,得到能量本征值和对应波函数.基于光学Bloch方程,分析了受激光子回波的参量相关性.结果显示受激光子回波信号可以通过量子点量子阱结构和尺寸的改变进行有效调节.同时,在量子尺寸限制理论的基础上讨论了结构和尺寸的变化对受激光子回波信号的具体影响. 展开更多

关键词 受激光子回波 核壳结构量子点量子阱 光学Bloch方程

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量子点量子阱ZnS/HgS/ZnS/CdS的制备与光学特性 被引量：1

5

作者 羊亿 申德振 +2 位作者 张吉英 杨宝均 范希武 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期50-52,共3页

运用湿化学与表面化学方法制备了ZnS/HgS/ZnS/CdS量子点量子阱 (QDQW )结构 ,以吸收光谱、光致发光及激发谱表征该结构 ,并研究了外层CdS对材料发光特性的影响 ,首次观测到CdS对中间HgS阱层发光的增强作用 ,并归因于隧道效应 (Tunneling... 运用湿化学与表面化学方法制备了ZnS/HgS/ZnS/CdS量子点量子阱 (QDQW )结构 ,以吸收光谱、光致发光及激发谱表征该结构 ,并研究了外层CdS对材料发光特性的影响 ,首次观测到CdS对中间HgS阱层发光的增强作用 ,并归因于隧道效应 (TunnelingEffect)的存在。 展开更多

关键词 量子点 量子阱 隧道效应 半导体 光学特性 制备

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Si基Ge异质结构发光器件的研究进展 被引量：3

6

作者 刘智 李传波 +1 位作者 薛春来 成步文 《中国光学》 EI CAS 2013年第4期449-456,共8页

近年来,与Si的CMOS工艺相兼容的Ge/Si异质结构发光器件取得很多重要的进展。本文概述了Si基Ge异质结构发光器件的最新成果,如Ge/Si量子点发光二极管、Si衬底上的Ge发光二极管及激光器和Ge/SiGe多量子阱发光二极管,分别描述了这些器件的... 近年来,与Si的CMOS工艺相兼容的Ge/Si异质结构发光器件取得很多重要的进展。本文概述了Si基Ge异质结构发光器件的最新成果,如Ge/Si量子点发光二极管、Si衬底上的Ge发光二极管及激光器和Ge/SiGe多量子阱发光二极管,分别描述了这些器件的特点和增强其发光特性的途径。最后展望了Si基Ge异质结构发光器件的发展趋势,指出尽管Si基Ge异质结构发光器件获得了很大的发展,但是器件的发光效率仍然很低,离实用还有一定距离,还需要在材料和器件的结构方面有更多的创新。 展开更多

关键词 发光器件 发光二极管 Ge Ge Si量子点 Ge SiGe量子阱

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硅基低维红外探测薄膜材料的研究概况 被引量：2

7

作者 杨宇 王茺 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期5-8,12,共5页

Si基探测器与硅读出电路的单片集成不仅使光电芯片在性能上得到重要改善,还可极大地降低成本。在对量子阱、量子点原理描述的基础上,综述了它们应用于薄膜红外探测材料的研究进展,提出了近期工作的重点。

关键词 硅 量子阱 量子点

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信息功能材料的研究现状和发展趋势 被引量：11

8

作者 王占国 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期117-126,共10页

介绍了国内外信息功能材料目前的研发水平、器件应用概况和发展趋势 ,主要介绍了半导体材料 ,也涉及到信息存储材料、有机光电子材料和人工晶体材料等。

关键词 信息功能材料 半导体硅材料 硅基异质结构材料 固态量子构筑 信息存储材料 有机光电子材料 人工晶体材料

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红外光电探测技术研究现状及展望(特邀) 被引量：12

9

作者 马润泽 张晓明 +3 位作者 冯帅 郑军 徐应强 李传波 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期251-266,共16页

红外探测技术在激光测距、成像、遥感、夜视等领域有重要应用,降低红外光电探测器的尺寸、重量、功耗和成本,以及提高探测器的性能是目前的研究重点。本文综述了红外探测器技术的发展历程、工作原理及研究现状并对其未来发展方向进行了... 红外探测技术在激光测距、成像、遥感、夜视等领域有重要应用,降低红外光电探测器的尺寸、重量、功耗和成本,以及提高探测器的性能是目前的研究重点。本文综述了红外探测器技术的发展历程、工作原理及研究现状并对其未来发展方向进行了展望。内容主要涵盖基于碲镉汞、Ⅱ类超晶格、量子阱、量子点、硅基锗锡等材料的光子型红外光电探测器及其阵列。红外系统成本降低最终取决于在常温条件下耗尽电流限探测器阵列像素密度是否与系统光学元件的背景极限和衍射极限性能匹配,选择HgCdTe、Ⅱ类超晶格和胶体量子点等材料可提高光子探测器室温性能。各种红外探测器在性能方面各具特色,在实际应用中互为补充。 展开更多

关键词 红外探测器 碲镉汞 量子阱 Ⅱ类超晶格 量子点

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低维异质结构光存储单元的等效电路建模及模型 被引量：2

10

作者 李峻蔚 詹国钟 郭方敏 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第7期386-389,共4页

通过新型量子点-量子阱混合异质结构的光存储单元的实际测试结果进行了等效电路建模,运用模型描述响应电流与偏置电压以及器件电容与偏置电压之间的关系。将该新型光子存储器件的实验数据与建模仿真结果进行了对比,发现两者能较好地吻合... 通过新型量子点-量子阱混合异质结构的光存储单元的实际测试结果进行了等效电路建模,运用模型描述响应电流与偏置电压以及器件电容与偏置电压之间的关系。将该新型光子存储器件的实验数据与建模仿真结果进行了对比,发现两者能较好地吻合,从而验证了等效电路模型的正确性。该模型用于实现对该光存储器件器响应信号的匹配读出,对该类型光电器件读出电路的研究具有指导作用。 展开更多

关键词 光存储单元 混合异质结构 等效电路模型 读出电路(ROIC)

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垒层温度对InGaN量子点/量子阱复合结构内量子效率的影响 被引量：3

11

作者 平晨 贾志刚 +2 位作者 董海亮 张爱琴 许并社 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第5期809-815,824,共8页

使用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)方法生长了三个具有不同垒层温度的InGaN/GaN量子阱。由于高密度V型坑的形成,完整的量子阱结构被破坏,转变成了InGaN量子点(quantum dots,QDs)/量子阱(quantum... 使用金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)方法生长了三个具有不同垒层温度的InGaN/GaN量子阱。由于高密度V型坑的形成,完整的量子阱结构被破坏,转变成了InGaN量子点(quantum dots,QDs)/量子阱(quantum well,QW)复合结构。通过变功率光致发光谱和变温光致发光谱,分析了在不同的垒层温度下量子限制斯塔克效应(quantum confined Stark effect,QCSE)、非辐射复合中心密度和载流子局域化效应的变化。结果表明:在较低的垒层温度下,QCSE较弱,因为在较低的温度下,V型坑的深度较深,应力释放较明显,残余应变较低;非辐射复合中心密度也随着温度的升高而逐渐增大;样品的内量子效率(internal quantum efficiency,IQE)随着垒层生长温度的升高而降低。QCSE的增强和非辐射复合中心密度的增大是垒层生长温度升高时内量子效率下降的主要因素。 展开更多

关键词 量子点/量子阱复合结构 V型坑 量子限制斯塔克效应 非辐射复合中心 内量子效率 金属有机化学气相沉积

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半导体中的自旋弛豫——从体材料到量子阱、量子线、量子点 被引量：5

12

作者 王建伟 李树深 夏建白 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2006年第2期228-249,共22页

本文对半导体中的自旋弛豫过程给出一个简要的回顾,介绍了半导体材料从体材料到量子阱、量子线、量子点不同维数的结构中各种自旋弛豫过程,主要关注了自旋去相位和相干控制。对于不同材料中的各种弛豫机制,关注的重点在于如何能够在实... 本文对半导体中的自旋弛豫过程给出一个简要的回顾,介绍了半导体材料从体材料到量子阱、量子线、量子点不同维数的结构中各种自旋弛豫过程,主要关注了自旋去相位和相干控制。对于不同材料中的各种弛豫机制,关注的重点在于如何能够在实验上以一种可以控制的方式来改变可调参数从而达到控制自旋弛豫过程。这些参数主要有电场、磁场、温度、应变、有效g因子等等。本文的组织上,首先介绍研究前景,第1部分简要介绍了自旋弛豫的四种机制。第2部分按照维数的不同将半导体中自旋弛豫分为3个部分:体材料、量子阱、量子线、量子点,在每一部分中又基本上按照电子、空穴、激子的顺序进行了简要的总结:对于不同的载流子,考虑了自旋弛豫对可调参数的依赖关系。这些结果要么试图解释了已有的实验结果,要么从理论上给出预言从而给实验指明了方向,为室温下可以使用的自旋电子学器件设计提供了依据,为固态量子计算和量子信息处理铺平了道路。最后简单地给出展望。 展开更多

关键词 自旋弛豫 半导体 体材料 量子阱 量子线 量子点

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用于单片集成的硅基外延Ⅲ-Ⅴ族量子阱和量子点激光器研究 被引量：1

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作者 王俊 葛庆 +11 位作者 刘帅呈 马博杰 刘倬良 翟浩 林枫 江晨 刘昊 刘凯 杨一粟 王琦 黄永清 任晓敏 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第5期766-782,共17页

硅基光电子技术以光电子与微电子的深度融合为特征,是后摩尔时代的核心技术。硅基光电子芯片可以利用成熟的微电子平台实现量产,具有功耗低、集成密度大、传输速率快、可靠性高等优点,广泛应用于数据中心、通信系统等领域。除硅基激光器... 硅基光电子技术以光电子与微电子的深度融合为特征,是后摩尔时代的核心技术。硅基光电子芯片可以利用成熟的微电子平台实现量产,具有功耗低、集成密度大、传输速率快、可靠性高等优点,广泛应用于数据中心、通信系统等领域。除硅基激光器外,硅基光探测器、硅基光调制器等硅基光电子器件技术已经基本成熟,但作为最有希望实现低成本、大尺寸单片集成的硅基外延激光器仍然面临着诸多挑战。在此背景下,本文从直接外延无偏角Ⅲ-Ⅴ/Si(001)衬底、无偏角硅基激光器材料、外延技术,以及单片集成等方面探讨了近些年国内外硅基光源的研究进展,重点介绍了本研究组在硅基外延Ⅲ-Ⅴ族量子阱和量子点激光器方面的研究进展,包括无反相畴GaAs/Si(001)衬底的制备、硅基InGaAs/AlGaAs量子阱激光器材料外延、硅基InAs/GaAs量子点激光器材料外延和新型并联方式共面电极硅基激光器芯片制作等。 展开更多

关键词 硅基光电子 硅基外延激光器 无偏角Si(001)衬底 量子阱激光器 量子点激光器 对称负极芯片结构

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纳米结构中激子研究进展 被引量：1

14

作者 闫占彪 郭震宁 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第12期44-48,共5页

回顾了近年来耦合量子阱中激子玻色-爱因斯坦凝聚的研究进展和主要实验成果,提供了耦合量子阱中间接激子凝聚的实验证据和高度简并冷激子系统形成的实验条件以及形成机理。介绍了量子点中激子在量子信息中的最新发展,在纳米结构中的准... 回顾了近年来耦合量子阱中激子玻色-爱因斯坦凝聚的研究进展和主要实验成果,提供了耦合量子阱中间接激子凝聚的实验证据和高度简并冷激子系统形成的实验条件以及形成机理。介绍了量子点中激子在量子信息中的最新发展,在纳米结构中的准粒子激子已经成为极有应用前景的发展目标。 展开更多

关键词 激子 耦合量子阱 相图 玻色-爱因斯坦凝聚 自组织量子点

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红外波段超辐射发光二极管研究进展 被引量：2

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作者 杨静航 晏长岭 +5 位作者 刘云 李奕霏 冯源 郝永芹 李辉 逄超 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1621-1635,共15页

超辐射发光二极管(SLD)具有高功率、宽光谱和低相干性等光学特性,在光纤通信、工业国防、生物影像和痕量气体检测等领域具有极高的应用价值。本文聚焦于SLD的输出功率与光谱宽度特性,综合评述了量子阱、量子点近红外SLD与量子级联中红外... 超辐射发光二极管(SLD)具有高功率、宽光谱和低相干性等光学特性,在光纤通信、工业国防、生物影像和痕量气体检测等领域具有极高的应用价值。本文聚焦于SLD的输出功率与光谱宽度特性,综合评述了量子阱、量子点近红外SLD与量子级联中红外SLD的研究进展。详细介绍了InP基量子短线、混合量子点量子阱与异维量子点量子阱等新型有源结构,以及量子点掺杂与区域混杂等相关工艺技术。最后,概述了SLD的应用前景,并对SLD的潜在研究方向和技术发展应用趋势进行了展望。 展开更多

关键词 超辐射发光二极管 量子阱 量子点 量子级联 光学相干层析成像

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