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[2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - 美国伊利诺伊州芝加哥(2019.6.16-2019.6.21)] 2019年IEEE第46届光伏专家会议(PVSC) - InAs/GaAs量子点超晶格太阳能电池中的热载流子提取
摘要: 我们在15K温度下,对含有InAs/GaAs量子点超晶格(QDSL)作为光吸收层的GaAs太阳能电池进行了热载流子(HC)提取演示。由于带隙以下激发时的态填充效应,QDSL太阳能电池的短路电流密度和开路电压随激发光子密度呈阶梯状变化。此外,通过增加QDSL周期来提高吸收率,源自热载流子提取的短路电流密度和开路电压得到了增强。
关键词: 砷化铟量子点,砷化镓,量子点超晶格,能量选择势垒,热载流子太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于双梳的异步泵浦-探测测量技术,具有超宽时间动态范围,用于表征光激发InAs量子点
摘要: 演示了一种基于双光梳的异步光学采样(ASOPS)泵浦-探测测量系统,用于表征光激发自组装InAs量子点(QD)半导体中的弛豫动力学。尽管光激发QD材料具有多重复杂弛豫过程,但通过该ASOPS系统,在亚秒级短采集时间内成功获取了从飞秒到纳秒的瞬态透射响应。该系统具有高稳定性及约10^5的极宽时间动态范围。所开发系统作为研究QD材料复杂光激发动力学的强大且易用的测量工具,其实用性得到了验证。
关键词: 双梳光谱、异步光学采样、砷化铟量子点、泵浦-探测测量、弛豫动力学
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过铟氧化还原化学介导的可扩展InAs量子点合成
摘要: 下一代以近红外(NIR)和短波红外(SWIR)波长范围为核心的光电子应用需要高质量材料。其中,胶体InAs量子点(QDs)作为生物成像、照明和传感应用的红外活性候选材料脱颖而出。尽管其光学性能已取得显著进展,InAs量子点的合成仍常规依赖有害且商业上不可得的原料。本文描述了一种围绕In(I)Cl作为关键原料的简易单次热注射工艺。In(I)Cl同时作为还原剂和铟源,能与三氨基砷前驱体顺利反应,定量克级制备胶体InAs。通过调节反应温度可得到第一激子吸收特征峰位于700-1400 nm范围内的InAs核。In(I)、金属铟与In(III)之间的动态歧化平衡为前驱体选择提供了额外灵活性。在所得核上生长CdSe壳层可增强其光学性能,所制颗粒中心发射波长介于1000-1500 nm之间,全程保持约120 meV的窄光致发光半高宽(FWHM)。该前驱体平台展现的简便性、可扩展性和可调性有望推动基于铟的胶体量子点进一步研究。
关键词: 胶体合成、砷化铟量子点、短波红外、光电子应用、近红外
更新于2025-09-23 15:19:57
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垂直耦合InAs p-i-p量子点红外探测器原位调控:实现均匀量子点尺寸分布与最小化In-Ga互扩散
摘要: 作者详细分析了一种外延生长技术,用于砷化铟(InAs)量子点红外探测器,以规避垂直耦合异质结构中量子点尺寸逐渐增大带来的不利影响。通过实施该生长策略,实现了垂直耦合量子点层的恒定过生长比例,截面透射电子显微镜(X-TEM)图像验证了这一效果。光致发光光谱(PL)和光致发光激发光谱(PLE)测量表明,采用该生长策略后,样品的光学特性呈现更长的波长响应和更窄的半高宽(FWHM)。X-TEM、面内与面外高分辨X射线衍射(HR-XRD)测量显示,该策略改善了材料形貌,减少了铟解吸并降低了缺陷与位错密度。不同实验结果及其理论模拟之间表现出极佳的相关性。在低温(T=14K)下制备的单像素探测器中,其中一个样品显示出延伸至中波红外区(~4.5μm)的宽响应范围;即使在室温(T=300K)下,也能获得强短波红外区光谱响应。在5V偏压和300K温度下,测得最高响应率(Rp)为166.17 A/W,比探测率(D*)达8.39×101? cmHz1/2W?1。
关键词: p-i-n型红外光电探测器,砷化铟量子点,分子束外延生长策略,均匀的量子点尺寸分布,室温光谱响应,铟镓互扩散
更新于2025-09-19 17:13:59
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硅衬底上生长的InAs量子点位错处的非辐射复合
摘要: 我们研究了失配位错对生长在硅衬底上的InAs量子点(QDs)发光的影响。通过结合电子沟道对比成像与阴极荧光映射技术,定位失配位错并利用近红外光发射谱表征由此产生的载流子非辐射复合效应。采用5千伏电子束探针时发现:浅层量子点有源层中典型失配位错导致的暗线缺陷宽度约为1微米,在室温下会引起40%-50%的峰值发射强度损失。值得注意的是,在低温条件下,这些位错对量子点基态和第一激发态发射的影响显著小于第二激发态发射。同时,暗线缺陷宽度(该参数部分关联系统内的载流子扩散过程)在10K-300K温度范围内保持相对恒定。研究结果表明:量子点润湿层中的载流子动力学过程控制着位错处的发光强度损失,且这些缺陷仅在载流子从量子点热化进入润湿层的概率显著的温度区间才会降低发光效率。我们探讨了这些发现对在硅基上生长耐位错、可靠量子点激光器的启示意义。
关键词: 硅衬底、非辐射复合、量子点激光器、砷化铟量子点、阴极发光、失配位错
更新于2025-09-16 10:30:52
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硒化铋(Bi2Se3)层与纳米线在Stranski-Krastanov型砷化铟量子点上的生长习性
摘要: 在GaAs衬底上不同尺寸和密度的自组装Stranski-Krastanov InAs量子点上,通过分子束外延生长了硒化铋层和纳米线。通过改变生长速率和组分调控了InAs量子点的尺寸与密度。采用高分辨X射线衍射、扫描探针显微镜、能量色散X射线光谱和高分辨电子显微镜研究了Bi2Se3层的结构与生长习性。观察到(0001)晶向Bi2Se3连续层在平整InAs表面上的外延生长。相比之下,InAs量子点的存在促使主要沿[01-1]和[0-1-1]方向生长的100纳米长、20纳米宽的Bi2Se3纳米线形成。当生长持续进行时,这些纳米线会融合成完整层状结构。深入理解并控制Bi2Se3在这些表面上的生长习性,将有助于制备具有增强物理特性的新型纳米结构。
关键词: 砷化铟量子点、Bi2Se3、纳米线、拓扑绝缘体、硒化铋、分子束外延
更新于2025-09-12 10:27:22
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用于超快闪烁体的InAs量子点/GaAs波导的光学特性
摘要: 嵌入GaAs基质中的InAs量子点(QDs)具有独特的闪烁特性,在高能物理和医学应用中具有重要价值。通过温度依赖性光致发光、波导衰减及α粒子响应测量,分析了25毫米厚波导闪烁体的光学性能。采用p型调制掺杂优化量子点层状结构的静电特性后,室温下量子点光致发光(PL)效率高达60%。量子点波导衰减分析表明:光传播前2-3毫米区域以表面散射为主导,而高阶模式(高角度光线)衰减后较长距离范围内低自吸收(约1 cm?1)更为显著。集成于量子点闪烁体/波导(QD/WG)顶部的光电二极管对5.5 MeV α粒子的响应显示:衰减常数极快(300皮秒),时间分辨率达70皮秒(受电路噪声和带宽限制),且每沉积1 MeV能量可收集17000个光子。
关键词: 砷化铟量子点、砷化镓波导、超快闪烁体、α粒子响应、光致发光
更新于2025-09-12 10:27:22