关键词： 铁磁电极   双量子点   自旋进动  

摘要： 运用Keldysh方程,Dyson方程以及运动方程研究了两个进动自旋量子点系统中的自旋极化输运性质。研究发现:局域自旋在外磁场中的倾斜角只能影响态密度峰的高低,而不能影响态密度的峰位,态密度的峰位只由自旋交换作用强度与两个量子点之间的耦合强度决定,并且态密度峰是出现在ω=-J-t,-J+t,J-t,J+t四个位置上。

关键词： ALUMINUM gallium nitride   GALLIUM nitride   QUANTUM cascade lasers   SEMICONDUCTOR junctions   QUANTUM confinement effects   SPONTANEOUS emission   METAL organic chemical vapor deposition   FOURIER transform infrared spectroscopy  

摘要： We report the realization of quantum cascade (QC) light emission in the III-nitride material system, designed with effective interface grading (EIG). EIG induces a continuous transition between wells and barriers in the quantum confinement, which alters the eigenstate system and even delocalizes the states with higher energy. Fully transverse-magnetic spontaneous emission is observed from the fabricated III-nitride QC structure, with a center wavelength of similar to 4.9 mu m and a full width at half maximum of similar to 110 meV, both in excellent agreement with theoretical predictions. A multi-peak photo-response spectrum is also measured from the QC structure, which again agrees well with theoretical calculations and verifies the effects of EIG. (C) 2015 AIP Publishing LLC.

关键词： 量子热输运   自旋热学   自旋热电   非平衡格林函数  

摘要： 低维材料不断涌现的新奇性质吸引着科学研究者的目光.除了电子的量子输运行为之外,人们也陆续发现和确认了热输运中显著的量子行为,如热导低温量子化、声子子带、尺寸效应、瓶颈效应等.这些小尺度体系的热输运性质可以很好地用非平衡格林函数来描述.本文首先介绍了量子热输运的特性、声子非平衡格林函数方法及其在低维纳米材料中的研究进展;其次回顾了近年来在一系列低维材料中发现的热-自旋输运现象.这些自旋热学现象展现了全新的热电转换机制,有助于设计新型的热电转换器件,同时也给出了用热产生自旋流的新途径;最后介绍了线性响应理论以及在此理论框架下结合声子、电子非平衡格林函数方法进行的一些有益的探索.量子热输运的研究对热效应基础研究以及声子学器件、能量转换器件的发展有着不可替代的重要作用.

关键词： 环糊精   量子点   选择性识别   生物活性分子   药物分子  

摘要： 环糊精(CD)修饰的量子点(QDs)作为一种新型的荧光纳米功能材料,针对QDs修饰及选择性识别方面,近年来广泛受到研究人员的关注。本文着眼于CD修饰的QDs之选择性识别功能,以识别分子种类分类,分为:对生物活性分子的选择性识别,对药物分子的选择性识别和对其他分子的识别。综述了近5年来CD修饰的QDs在上述3方面的代表性研究及应用,并展望了CD修饰的QDs在未来的发展方向。

关键词： 碳量子点   Gd3+螯合物   荧光   磁共振   分子影像探针  

摘要： 碳量子点作为光功能组分和纳米载体用于构筑磁共振-荧光双模态分子探针的研究才刚刚开始。本文首次以兼作Gd3+源和碳源的钆喷酸单葡甲胺为前驱体,研究了热裂解温度、保温时间和加热速率对前驱体碳化程度、所得产物量子产率和Gd3+掺杂量的影响。结果显示,前驱体在经历合理的热裂解条件(热裂解温度不高于350℃)后,可简便地制得Gd3+螯合物掺杂的碳量子点。该碳量子点除了具有优异的发光能力外(量子产率~7.6%),还表现出磁共振响应(纵向弛豫率~6.5 mmol-1·L·s-1),可用作磁共振-荧光双模态分子影像探针。

关键词： 微型光谱仪   纳米材料   清华大学   量子点   胶体   制作   《自然》杂志   Quantum  

摘要： 7月2日，清华大学电子工程系博士生导师鲍捷在《自然》杂志发表论文《基于胶体量子点纳米材料的光谱仪》（A Colloidal Quantum Dot Spectrometer），报道了一种基于胶体量子点纳米材料制作微型光谱仪的新方法。该文章被同期《自然》杂志专题评论。鲍捷是论文的第一作者和通讯作者，

关键词： In0.53Ga0.47As/In   P   量子阱   电子束辐照   光致发光谱  

摘要： 为获得对In0.53Ga0.47As/In P材料在电子束辐照下的光致发光谱变化规律,开展了1 Me V电子束辐照试验,注量为5×1012—9×1014cm-2.样品选取量子阱材料和体材料,在辐照前后,进行了光致发光谱测试,得到了不同结构In0.53Ga0.47As/In P材料在1 Me V电子束辐照下的不同变化规律;对比分析了参数退化的物理机理.结果显示:试验样品的光致发光峰强度随着辐照剂量增大而显著退化.体材料最先出现快速退化,而五层量子阱在注量达到6×1014cm-2时,就已经退化至辐照前的9%.经分析认为原因有:1)电子束进入样品后,与材料晶格发生能量传递,破坏晶格完整性,致使产生的激子数量减少,光致发光强度降低;电子束辐照在材料中引入缺陷,增加了非辐射复合中心密度,导致载流子迁移率降低.2)量子阱的二维限制作用使载流子运动受限,从而能够降低载流子与非辐射复合中心的复合概率;敏感区域截面积相同条件下,体材料比量子阱材料辐射损伤更为严重.3)量子阱的层数越多,则异质结界面数越多,相应的产生的界面缺陷数量也随之增多,辐射损伤越严重.

关键词： 导电性质   拓扑性质   电子态   电脑芯片  

摘要： 按照导电性质的不同,材料可分为＂金属＂和＂绝缘体＂两大类;而更进一步,根据电子态的拓扑性质的不同,＂绝缘体＂和＂金属＂还可以进行更细致的划分。拓扑绝缘体就是根据这样的新标准而划分的区别于其他普通绝缘体的一类绝缘体。因而,拓扑绝缘体的体内与人们通常认识的绝缘体一样,是绝缘的,

关键词： 锑化物   分子束外延   量子阱   激光器二极管   带间级联激光器  

摘要： 锑化物半导体是2~4μm红外波段光电材料和器件研究的理想体系，GaSb基量子阱激光器以其光电转换效率高、材料稳定性好等综合优势成为迄今中红外波段电驱动室温连续工作激光器制备最为成功的技术路线，其在气体探测，红外对抗，外科医疗、自由空间通讯以及工业控制等诸多领域具有广泛应用价值。本文深入系统地研究了GaSb基I型应变量子阱材料的分子束外延生长、激光器制备工艺，探索性研究了GaSb基带间级联ICL量子阱激光器材料的外延生长、界面和发光性质，取得的主要研究成果如下： (1) 利用二元、三元材料参数差值法和Vegard’s法则，计算出了AlGaAsSb、InGaAsSb、AlGaInAsSb等四元和五元材料的能带带隙与晶格常数等重要参数；基于Adachi模型计算了四元材料的折射率.基于上述物理参数，综合考虑光学限制因子等提出了发光波长覆盖2~3.5μm波段的GaSb基量子阱激光器结构的整套设计方案，其量子阱数目确定为2~3组，波导层厚度0.2μm~1μm，限制层厚度1.5μm~2.5μm；限制层组分Al0.6Ga0.4As0.05Sb0.95；对应2~2.7μm和2.7~3.5μm波段的波导层的组分分别为Al0.35Ga0.65As0.02Sb0.98和Al0.3Ga0.45In0.25As0.22Sb0.78 (2) 研究了Al0.6Ga0.4As0.05Sb0.95、Al0.35Ga0.65As0.02Sb0.98、Al0.3Ga0.45In0.25As0.22Sb0.78材料分子束外延生长优化参数；采用XRD、AFM、PL谱等测试方法研究了势垒材料、生长温度、量子阱内应变对3μm波段 InGaAsSb/AlGaInAsSb量子阱的发光性质的影响，确定了在生长温度360oC、阱内压应变1.72%、五元势垒的量子阱的光学性能最佳，将锑化物I类量子阱发光波长拓展到了3.83μm。 (3) 基于上述生长条件设计制备了2μm GaSb基量子阱激光器外延材料；设计该材料F-P腔激光器制备工艺流程，并对其中核心工艺进行优化：采用H3PO4基腐蚀液腐蚀的脊条最佳深度为波导层下方、有源区上方；通过器件侧壁表面钝化降低了表面暗电流与绝缘介质层SiO2针孔密度；采用表面处理和退火实现了N型GaSb欧姆接触。根据上述工艺优化条件制备的2μm GaSb基量子阱激光器实现了室温连续激射，单管出光功率503mW，阈值电流密度106A/cm2，光电转换效率达到5%；实现了2.4μm激光器室温连续激射；制备了2μm宽波导激光器，其阈值电流密度140A/cm2，最大输出功率614mW，光电转换效率达8.18%。 (4) 提出了GaSb基带间级联激光器W型有源区的优化方案，在W型有源区AlSb/InAs/Ga0.71In0.29Sb/InAs/AlSb的Ga0.71In0.29Sb空穴阱层中，插入2? InAs可以提高量子阱中电子与空穴波函数交叠。探索了W型有源区分子束外延生长优化条件。利用变温和变功率PL谱研究了类Sb界面、类As界面以及混合界面对于W型有源区发光性能与辐射复合过程的影响，通过拟合非辐射复合激活能、功率因子，发现在InAs/Ga0.71In0.29Sb界面采用类GaAs界面，InAs/AlSb界面采用混合界面，可以限制载流子泄漏，提高界面平整度，有助于W型有源区光学性能提升。