关键词： 量子阱混合(QWI)   无杂质空位扩散(IFVD)   离子注入诱导无序(IICD)   带隙蓝移   光荧光谱(PL)   等离子增强化学气相沉积(PECVD)  

摘要： 实现半导体光子集成(PIC)和光电子集成(OEIC)的关键问题是工艺上如何采用简单可靠的方法,在同一衬底上制成具有不同禁带宽度的光电子器件.量子阱混合技术以其能简单有效地改变量子阱材料的带隙成为人们研究的热点.量子阱混合技术主要包括以下几种方法:杂质诱导扩散(IID),离子注入诱导无序(IICD),光吸收诱导无序(PAID)和无杂质空位扩散诱导无序(IFVD). 该论文用量子阱混合技术中的离子注入诱导无序和无杂质空位扩散方法,研究了InGaAsP/InP多量子阱结构材料的带隙蓝移.在无杂质空位扩散方法中,用PECVD沉积SiOP结构的电介质薄膜作为诱导量子阱混合的盖层,在850℃,7s的条件下快速热退火.光荧光谱(PL)测试表明:该膜能引起很强的量子阱混合效果,沉积此膜后退火的样品比原始样品的发射波长蓝移了341nm,带隙能量增宽了224 meV.并用红外光谱和XPS谱确定了膜的结构,分析其增强量子阱混合的原因.用离子注入诱导的方法在样品中注入与量子阱组成元素相关的P离子,经750℃,60s的快速热退火后,用光荧光谱测量,得出的结论是:磷离子注入诱导方法引起量子阱混合的效果明显,同时存在带隙蓝移随注入能量的增加而变大的规律.对于180keV的注入能量,10<\'13>量级的注入剂量,带隙蓝移随注入剂量的增加而减少.另外,我们用SiO<,2>膜作为掩膜层,通过不同厚度的SiO<,2>膜对样品进行P+注入,在同样条件下快速热退火.发现蓝移量随SiO<,2>膜厚度的增加而减少,而且变化较为明显,可用于实现横向区域的选择性量子阱混合.首次使用光荧光谱扫描(PL Mapping)的检测方法,对用无杂质空位扩散实现选择性量子阱混合后的InGaAsP/InP样品进行研究.结果显示,整个样品的PL峰值横向出现了可分辨的区域,有SiO<,2>膜覆盖下区域蓝移明显比无SiO<,2>膜覆盖下区域蓝移要大(相差近30nm).有SiO<,2>膜覆盖区域样品的光强和半高宽与原始样品比较基本没有变化,说明样品用IFVD方法实现量子阱混合后较好的保持了光学品质.

关键词： CHEMICAL bonds   POLYETHYLENE   NANOTUBES   BINDING energy  

摘要： To make full use of the strength of carbon nanotubes in a composite, it is important to have a high-stress transfer at the matrix-nanotube interface via strong chemical bonding. This paper investigates the possible polyethylene-nanotube bonding with the aid of a quantum mechanics analysis. The polyethylene chains were represented by alkyl segments, and the nanotubes were modeled by nanotube segments with H atoms added to the dangling bonds of the perimeter carbons. The study predicts that covalent bonding between an alkyl radical and a nanotube is energetically favorable, and that the tubes of smaller diameters have higher binding energies. Hence, a high-stress transfer can be realized in polyethylene-based carbon nanotube composites in the presence of free-radical generators.

关键词： 量子级联激光器   红外器件   分子束外延   晶格失配度   X射线衍射   光学微腔  

摘要： 该论文利用MBE技术制备了高质量InP基InGaAs/InAlAs量子级联激光器材料,通过X射线双晶衍射、透射电镜和子带间吸收谱等实验手段深入细致地研究了量子级联激光器材料的光学性质和生长机理.利用光刻、带胶蒸发剥离以及化学气相沉积(CVD)等技术制备出量子级联激光器条形器件以及微腔器件.取得了以下主要成果:(1)采用组分调节的方法,制备出失配度在10<\'-4>量级的量子级联激光器器件结构的材料,利用子带间跃迁的吸收谱以及透射电镜等测试技术对InP基InGaAs/InAlAs量子级联激光器材料的质量和光学性质进行了深入细致的研究,成功地制备出激射中心波长5.1μm的量子级联激光器材料结构.(2)利用光刻技术、湿法化学腐蚀和化学气相沉积(CVD)等工艺制备出双沟量子级联激光器件以及圆柱状微腔.在扫描电镜(SEM)下观察,器件表面非常平整,微腔边缘非常完好,台阶仪测试的结果说明器件的腐蚀工艺非常成功,种种实验结果表明我们的工艺得到改进.(3)对Kane模型、传递矩阵法、隧穿透射率,以及运用自洽法求解薛定谔方程进行了理论上的说明.运用束传播(简称BPM)方法对多层(multilayer)半导体材料的垂直腔面方向的光强分布进行了理论上的计算.对高浓度掺杂效应、光波导损失进行了理论上深入的分析.为进一步优化设计光波导的结构打下坚实的基础.(4)对微腔效应在半导体激光器中的应用进行了回顾与展望.(5)对一个周期的注入区I-V特性进行了测试分析,针对出现的负微分电阻现象进行分析,并指出其不利之处.对器件的P-I特性进行测试,并指出提高器件性能的工艺改进方法,由此制备出阈值电流密度为0.73kA/cm<\'2>的低阈值电流密度的量子级联激光器,这与目前世界上已经达到的最低阈值电流密度0.69kA/cm<\'2>非常接近.

关键词： 量子干涉效应   准粒子   分量   微分   铁磁层   超导   势垒   绝缘层   铁磁材料   振荡  

摘要： 通过求解Bogoliubov-deGennes方程,利用推广的Bonder-Tinklam-Klapwijk方法,计算铁磁/绝缘层/铁磁/绝缘层/超导结构中的微分电导(G)和散粒噪声(S)。研究发现系统中的微分电导和散粒噪声都随中间铁磁层厚度作两种不同周斯的振荡,其中通过增强铁磁材料中的交换劈裂和铁磁/超导界面的势垒强度,短周期分量可从长周期中分离出来,反之通过降低铁磁层中的交换劈裂和铁磁/超导界面的势垒强度,长周期分量可从短周期中分离出来,这一结果表明G和S中的两种不同周期的振荡分量分别来自入射电子与铁磁/超导界面处的Andreev反射和正常电子反射的量子干涉效应。

关键词： 量子级联激光器   X射线衍射  

摘要： 报道了用气态源分子束外延 (GSMBE)技术生长的InAlAs/InGaAs四阱耦合量子级联激光器 (QCL)材料的结构特性。X射线双晶回摆曲线谱测量结果表明所生长的QCL有源区的界面 (含 770层外延层 )、厚度达到单厚子层控制 ,组份波动≤ 1% ,晶格失配≤ 1× 10 - 3。采用特殊的优化工艺 ,Φ5 0mm外延片的表面缺路陷密度降至 1× 10cm- 2 ,达到了器件质量的要求。

关键词： 固源分子束外延   应变补偿多量子阱   X射线衍射   光致荧光  

摘要： 利用新型全固源分子束外延技术 ,对 1.5 5 μm波段应变补偿InAsP/InGaP多量子阱材料的生长进行了研究。在InAsP阱和InGaP垒之间插入InP中间层以减小阱和垒之间较大的剪切力。通过对生长材料的X射线衍射摇摆曲线和室温光致荧光光谱的比较 ,优化生长参数 ,获得了高质量的InAsP/InP/InGaP/InP应变补偿多量子阱结构 ,阱、垒、中间层的厚度分别为 7.1,6.0 ,1.9nm的 7个周期的应变补偿多量子阱材料室温光荧光谱半高全宽为 18.2meV ,是当前文献报道的 1.5 5 μm波段的InAsP多量子阱材料的最好结果之一。

关键词： 自然科学基金   半导体科学   2003年   申请项目   光电子   技术创新   纳米结构   量子输运  

摘要： 半导体科学经过几十年的迅猛发展 ,在基础研究和应用研究方面都取得了丰硕的成果 .近年来在相关的基金申请项目中 ,涉及与其他学科相互交叉渗透的项目逐年增多 ,有关新材料、新器件的探索层出不穷 .但各学科分支的发展极不平衡 ,今后几年将会逐步加强调控力度 ,促进学科均衡发展 .文中简述了 2 0 0 3年半导体领域基金申请与资助概况 ,分析近期动态及学科对策 ,并附 2 0 0 3年半导体学科领域资助的面上项目清单 ,供有关科技工作者参考 .

关键词： 量子相干效应   隧道谱   束缚态   界面散射效应   正常金属/d波超导/正常金属双隧道结   量子相干输运   反射系数   超导能隙  

摘要： 考虑到量子相干效应和界面散射效应,结合电子和空穴流对电导的贡献,利用推广的Blonder-Tinklam-Klapwijk(BTK)方法,研究正常金属/d波超导/正常金属双隧道结中的准粒子输运系数和隧道谱.结果表明系统中的所有准粒子输运系数和电导谱都会随能量做周期性振荡,其中Andreev反射系数在超导能隙之上随能量会出现周期性消失现象;在绝缘层势垒强度取很大的隧道极限下,超导层中会形成一系列准粒子束缚态.

关键词： 飞秒激光脉冲   砷化镓材料   量子阱   密度矩阵   时间分辨   简并四波混频   退相特性   偏振方向  

摘要： 采用飞秒时间分辨瞬态简并四波混频技术 ,在室温下测量了GaAs体材料及其量子阱材料GaAs Al0 3Ga0 7As的光学极化超快退相时间 ,当激光中心波长为 785nm ,受激载流子浓度为 10 1 1 cm- 2 时 ,它们的退相时间分别为 2 8fs和4 6fs.量子阱材料的退相时间比体材料的长 ,这是由于量子阱中的载流子在垂直于GaAs AlGaAs界面的运动受到限制 ,运动呈现二维特性 ,大大减小了载流子的散射概率 .实验中观察到瞬态简并四波混频信号的强弱与入射光的强度和偏振方向有关 。

关键词： 晶体生长   垂直堆垛的InAs量子点   分子束外延(MBE)   光致发光  

摘要： 用MBE设备以Stranski Krastanov生长方式外延生长了 5个周期垂直堆垛的InAs量子点 ,在生长过程中使用对形状尺寸控制法来提高垂直堆垛InAs量子点质量和均匀性。样品外延的主要结构是 5 0 0nm的GaAs外延层 ,15nm的Al0 .5Ga0 .5As势垒外延层 ,5个周期堆跺的InAs量子点 ,5 0nm的Al0 .5Ga0 .5Asnm势垒外延层等。在生长过程中用反射式高能电子衍射仪 (RHEED)实时监控。生长后用原子力显微镜 (AFM)进行表面形貌的表征 ,再利用光制发光 (PL)