关键词： 量子阱混合   InGaAsP四元系材料   光子吸收诱导无序   无杂质空位无序   光致发光谱  

摘要： 半导体光子集成(PIC)和光电子集成(OEIC)技术中的关键问题是工艺上的兼容性,即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和几何尺寸的光电子器件.量子阱混合(QWI)作为一种平面型的后工艺技术以其能简单有效地改变量子阱材料的带隙而成为PIC和OEIC中一种十分理想的手段.该文针对晶格与InP匹配的InGaAsP四元系量子阱材料,从理论和实验两方面,对量子阱混合技术中的光子吸收诱导无序(PAID)和无杂质空位无序(IFVD)技术进行了研究.在理论方面,建立了InGaAsP四元系量子阱材料组分互扩散的简化物理模型,在分别考虑Ⅲ、Ⅴ族元素原子互扩散的情形下,对量子阱混合前后的组分分布、带边形状和量子跃迁能量进行了计算.针对光子吸收诱导无序技术的分析,建立激光辐照下的简化分层模型,给出稳态的温度场模拟.

关键词： 纳米铁铜颗粒膜   输运特性   量子线   束缚极化子   射频磁控溅射   基态能  

摘要： 本论文主要分成实验和理论两个研究领域：纳米铁铜颗粒膜的实验和抛物线型量子线中束缚极化子基态能理论研究。在第一部分中，纳米铁铜颗粒膜的实验主要是系统地研究了颗粒膜的制备方法、微观结构、阻温特性、直流R-I特性以及磁阻效应，观察到一些新意的物理现象，并从理论上对这些现象作了合理解释。在第二部分，在抛物线型量子线中束缚极化子基态能的研究中主要是创造性运用Feynman路径积分的变分方法统一地给出了其基态能的表达形式，并讨论了量子点、量子线及量子阱中各种情况下的基态能，具体地描述了量子线中极化子的特性参数随约束势和电声耦合常数的变化。\n 全文共分五章，各章内容如下：\n 第一章：作者概要地评述了近几年受到人们极为关注的纳米材料科学的一些重要方面：例如纳米微粒的反常效应，各种奇异物性(在磁学性能、热学性能、光学性能以及表面活性和敏感性等)，描述了纳米微粒的各种形貌，并简单地介绍了纳米结构材料构成、缺陷形态以及它在物理和化学、生物上所具有的特异性能和广阔的应用前景。\n 第二章：着重介绍了金属纳米颗粒膜现阶段的制备方法、纳米颗粒度的测定手段以及薄膜膜厚的测量手段以及相关的一些物理概念。\n 第三章：深入研究了射频磁控溅射方法制备的不同成分不同厚度下的FexCu1-x纳米颗粒膜。系统地测量了FexCu1-x纳米颗粒膜在不同组分(X=0.21、0.42、0.64)，不同厚度(对应溅射时间为1分钟、2分钟、5分钟等)下它所展示的特殊的阻温变化关系：发现在很宽的温度范围内(12K～290K)有显著的负阻温特性，而且随着溅射时间、铁铜原子比、退火条件的改变分别有着负阻温特性向正阻温特性的转变过程；当X=0.64溅射时间为1分钟时，出现了比一般非晶合金大一个数量级的负阻温变化。我们还发现在纳米颗粒膜中，电流对电阻有着不可逆的结构影响，而且这种影响随薄膜的厚度和组成成分密切相关。实验表明在纳米材料中，较大的电流对这种亚稳态薄膜结构有着不容忽视的影响，所以为了研究这类材料的输运特性，测量的电流应当足够小。通过X射线衍射、电子衍射以及透射电镜分析了FexCu1-x纳米颗粒膜的结构、形貌，并结合非晶态理论对上述实验现象作了合理的解释。\n 第四章：简单地介绍了极化子的概念和该领域的一些重要理论研究，并着重简要推导了离子晶体中自由的大极化子费留里希(Frohlich)哈密顿量，以及变分的费曼路径积分方法在该领域中的应用。在此基础上介绍了近年以来约束极化子的进展，并着重简要介绍了Feynman-Haken路径积分方法。\n 第五章：运用费曼路径积分的变分方法统一地推导出了抛物线型约束势中杂质库仑束缚势下极化子的基态能，并仔细讨论了它的一些特殊情况：类如有杂质库仑束缚势的量子点，无杂质库仑束缚势的量子点，有杂质库仑束缚势的量子线，无杂质库仑束缚势的量子线，有杂质库仑束缚势的量子阱，无杂质库仑束缚势的量子阱，以及自由极化子等。具体地给出了有杂质库仑束缚势的量子线中基态能的修正随电声耦合常数，库仑束缚参数的变化，并比较了Feynman路径积分的变分方法和Feynman-Haken路径积分方法所得的基态能结果，比较的结果证明了本论文所使用方法更加有效，所得的基态能更低。

关键词： 迟滞现象   自组装量子点   砷化铟   砷化镓   肖特基二极管   电流输运特性  

摘要： 设计了含有InAs自组装量子点 (SAQDs)的新型金属 半导体 金属隧穿结构 ,研究了其直流输运特性 ,观察到了电流迟滞回路现象 .这种回路现象是由于紧邻金属肖特基接触的量子点充电和放电引起的 ,也可以说是由外加电压控制的量子点的单电子过程引起的 .分析了量子点总体的充放电特性 ,量子点中电子在高电场下隧穿出量子点的概率变化决定了量子点的放电过程 ,而充电过程是由流过量子点层的二极管正向电流决定 .理论拟合结果显示充电过程主要由于量子点基态能级俘获电子照成的 ,激发态对量子点充放电过程只有微弱影响 .

关键词： 量子计算   磁性半导体材料   自旋电子  

摘要： 尽管量子计算的前景带来了数据存储量和处理速度大幅提升的可能性 ,但是 ,由于缺乏某些至关重要的材料 ,特别是在常温下具有磁性的半导体 ,其发展受到了限制。最近的一些实验仅仅暗示了这种材料产生的可能性。目前 ,太平洋西北实验室能源部的科学家研制出了一种半导体材料。这种材料在常温下具有超磁特性 ,可能会将实现量子计算可能的研究向前推进一步。太平洋西北实验室的科学家利用一种特殊的合成技术 ,研制了一种由钛、氧和钴组成的薄膜半导体材料。在国际商用机器公司阿尔马登研究中心的科学家的协助下 ,他们证明 ,很有可能研制出量子计算和新兴的自旋电子学领域所需的材料。目前的计算机利用电子的电荷储存并处理信息 ,但是 ,这种方法限制了可能实现的极限速度和存储密度。磁存储——类似计算机硬盘驱动器中的存储形式——依赖于电子自旋产生的磁特性。不过 ,如果可以在半导体中对电子自旋加以利用 ,就有可能创立使计算机速度和存储密度大大提升的全新计算和信息处理方式。利用电子自旋 ,而不是电荷 ,来传送信息通常被称作自旋电子学。自旋电子装置可以为先进的技术提供基本特性 ,例如 ,磁存储、电子处理功能和量子计算在芯片上的集合——依赖电子相干自旋状态来...

关键词： 宏观量子隧道效应   量子尺寸效应   超微颗粒   超微粒子  

摘要： 对介于原子、分子与大块固体之间的超微颗粒,宏观物体中的连续的能带将分裂为分立的能级,能级间距也随颗粒粒径减小而增大,当热能、电场能或者磁场能比平均的能级间距小时,就会呈现一系列与宏观物体截然不同的反常特性,称之为量子尺寸效应.例如,导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体,磁矩的大小与颗粒中电子是奇数还是偶数有关,比热亦会反常变化,光谱线会产生向短波长方向的移动,这就是量子尺寸效应的宏观表现.因此,对超微颗粒在低温条件下必须考虑量子效应,宏观规律已不再适用.电子具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应.近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应.量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,确立了现存微电子器件进一步微型化的极限.例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在0.25μm.目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件.(马青)

关键词： 自组织量子点   光致发光技术   Ⅲ-V族半导体材料   InAlAs/AlGaAs量子点结构   光致 发光特性  

摘要： 自组织量子点是目前国际上的研究热点之一,最近宽带隙的InAlAs/AlGaAs量子点由于是实现红光量子点激光器的理想材料而受到人们的重视.在该工作中,作者采用变温,变激发功率的常压和静压光致发光技术,研究了几种Ⅲ-V族半导体材料,主要是InAlAs/AlGaAs 量子点结构光致发光特性.

关键词： 半导体   应变自组装量子点材料   量子点激光器  

摘要： 半导体应变自组装外延生长量子点结构是目前最有前途的量子点制备方法。本文简要叙述了半导体量子点结构的基本原理、制备和应用,讨论了改善量子点激光器性能的关键问题及进一步发展的趋势。

关键词： 多量子阱   GaAs/AlGaAs   差分反射光谱  

摘要： 介绍了一种新型的空间调制光谱技术—差分反射 ( DR)光谱技术 .利用振动光束差分反射测试系统 ,获得了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的 DR谱 ,初步分析了 DR信号的产生机制 .通过与材料的 PR谱及反射光谱的一阶微商谱比较分析 ,论证了 DR光谱技术用于多量子阱量子化跃迁观测的理论可行性 ,并从实验角度证明了 Ga As/Al Ga As多量子阱材料的

关键词： 输运理论   等时量子输运   重离子碰撞   等离子体  

摘要： 建立在Wigner算符基础上的输运理论被广泛用于讨论超相对论重离子碰撞和夸克胶子等离子体。Wigner算符可以在4维和3维动量空间表示,即(x,p)和(x,)。相应地,输运理论有协变和等时两种形式。除了具有明显的Lorentz协变性外,协变理论的另一个优点是量子动力论方程可以分解为输运方程和反映离壳效应的约束方程。等时理论的最大优点是它能作为初始问题求解,因此。

关键词： 量子阱材料   电子辐照   质子辐照   半导体   能级  

摘要： 作者对AlGaAs/GaAs结构调制掺杂材料及多量子阱材料 ,分别使用电子束或质子束辐照 电子束辐照能量为 0 .4～ 1.8MeV ,辐照注量为 1× 10 13cm- 2 ～ 1× 10 16 cm- 2 ,质子束辐照能量为 2 0～ 130keV ,辐照注量为 1× 10 11cm- 2 ～ 1× 10 14 cm- 2 .辐照前后的样品均经过深能级瞬态谱 (DLTS)的测试 .测试结果表明 ,电子束辐照引入了新缺陷 ,其能级位置为E3=Ec-0 .6 5eV ,而质子辐照引入的深缺陷能级为E1=Ec- 0 .2 2eV ,电子和质子束辐照同时对与掺Si有关的原生缺陷DX中心E2 =Ec- 0 .4 0eV也有影响 ,即浓度发生改变 ,峰形亦不对称 ,说明其中包含有其他邻近缺陷的贡献 .DLTS测试给出了这些深中心的浓度及俘获截面等参数 .