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从胶体CdSe量子点到通过自下而上自组装形成的微尺度光学各向异性超晶体
摘要： 新型纳米结构材料制备技术的发展是现代材料科学的关键任务之一。实现这一目标的有效途径之一是通过胶体纳米粒子的自下而上组装，形成既保留单个纳米粒子特性、又因相互作用产生新特性的有序超结构。然而，纳米粒子自组装过程受多种参数影响，这使得对该过程的精确控制成为复杂难题。本研究分析了量子点（QD）自组装为有序超结构的过程及其形貌与光学性质的演变。量子点自组装通过均相与非均相两个独特阶段进行，最终形成具有层状形貌的超晶体。对超结构生长过程中光学性质的分析表明：其吸收带与光致发光（PL）带发生蓝移，而PL寿命几乎与初始量子点溶液保持相同。这些超晶体因其层状形貌还展现出独特的四重对称性强双折射光学特性。此类超晶体可用于制备具有高消光系数和特定偏振特性的微尺度光路，为新型光电器件提供关键材料。
关键词： 光学各向异性、纳米结构材料、双折射、自组装、量子点、超晶格
更新于2025-11-21 11:08:12
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基于ZnO的天然超晶格中声子和电子输运各向异性的起源、组分依赖性以及原子层界面的作用
摘要： 氧化锌与三价离子反应可形成天然超晶格（SL）化合物，这类材料具有独特的结构特征和强各向异性的物理输运性质。本研究通过合成强织构的纯SL相块体多晶材料，并对面内和截面方向进行表征测量，揭示了其强烈的晶体取向依赖性输运特性。观测到的电导率随组分或SL界面间距的变化主要归因于纤锌矿区ZnO的整体掺杂效应。原子层级的SL界面构成声子屏障，界面热阻（卡皮查阻）与SL界面间距相关。垂直于这些SL界面的输运方向是电子迁移率显著更高的导电通道。这些原子层SL界面存在电子势垒，我们测定了有效及绝对势垒高度，其值与天然导带不连续度成正比。本研究为理解SL界面在ZnO基天然超晶格中声子和电子输运过程中的作用提供了新发现，对设计修饰含能量载流子输运应用的复杂层状化合物（包括人工超晶格体系）具有重要启发意义。
关键词： 界面、超晶格、电子势垒、界面热（卡皮查）阻、热导率、氧化锌
更新于2025-11-21 11:03:13
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2016年欧洲显微镜学大会论文集 || 氮化物基金属/半导体超晶格的微观结构演变与热稳定性：在热电及硬质涂层领域的应用
摘要： 本文通过高分辨（扫描）透射电子显微镜（HR(S)/TEM）成像与能量色散X射线光谱（EDX）面扫描技术，对沉积态及退火处理的多种金属/半导体超晶格样品进行了质量与微观结构的详细分析。外延生长的金属/半导体超晶格作为电子、光子及等离子体器件中的化合物材料具有应用前景，同时在硬质涂层和热电材料领域也备受关注[1]。超晶格的晶体质量（包括缺陷密度、相纯度、界面粗糙度及各层化学计量比）对其物理特性及实际应用至关重要。最新研究表明，以(Al,Sc)N为半导体组分的金属/半导体超晶格可通过磁控溅射在[001]MgO衬底上实现低缺陷密度的外延生长[2]。结合HR(S)/TEM与EDX面扫描对沉积态及长期退火的立方相TiN/(Al,Sc)N超晶格进行相形成与热稳定性研究发现：随着退火时间延长，金属原子相互扩散导致TiN与(Al,Sc)N层发生混合[3]。本研究采用磁控溅射法制备了性能改进的(Ti,W)N/(Al,Sc)N[4]和(Hf,Zr)N/ScN[5]超晶格，并通过多种透射电镜技术分析其微观结构演变与热稳定性（图1展示了改进型立方相(Ti,W)N/(Al,Sc)N超晶格截面的STEM全景图(a)及金属/半导体界面区域的高分辨TEM照片，证实了优异的外延生长质量[4]；图2对比显示(Zr,Hf)N基体系相比传统TiN基超晶格具有更优热稳定性——经950°C退火120小时后，TiN/AlScN体系的EDX高分辨面扫描揭示金属原子扩散现象(b)，而Hf0.5Zr0.5N/ScN超晶格保持结构完整(d)）。所有实验均在林雪平大学配备Gatan Quantum ERS GIF、高亮度XFEG光源及Super-X EDX探测器的图像与探针校正单色化FEI Titan3 60-300电镜（300kV）上完成[6]。
关键词： 氮化物、超晶格、能量色散X射线（EDX）面扫描图
更新于2025-09-23 15:23:52
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从碘化铅到自由基态碘化铅超晶格：高电导增益与更宽的光电导响应带隙
摘要： 超晶格材料为调控新兴二维材料的光电特性提供了新途径。通过温和溶液法将四乙基二氨基苯（EtDAB）插入已知二维PbI?半导体层间，制得具有自由基与非自由基两种形态的碘化铅超晶格EtDAB·4PbI?（EtDAB=四乙基二氨基苯）。其非自由基形态具有区别于无机-有机杂化卤化铅常见离子结构的非离子结构。相较于纯PbI?及非自由基形态，自由基形态展现出五个数量级的电导率提升及更宽的光电导响应范围（紫外-可见光→紫外-可见光-红外光）。
关键词： 无机-有机杂化材料，光导性，半导体性，卤化铅，超晶格
更新于2025-09-23 15:22:29
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从碘化铅到自由基态碘化铅超晶格：高电导增益与更宽的光电导响应带
摘要： 超晶格材料为调控新兴二维材料的光电特性提供了新机遇。通过温和溶液法将四乙基苯胺插入已知二维PbI?半导体层间，制得具有自由基与非自由基形态的碘化铅超晶格EtDAB·4PbI?（EtDAB=四乙基苯胺）。其中非自由基形态具有区别于常规无机-有机杂化卤化铅离子结构的非离子结构；而自由基形态较纯PbI?及非自由基形态展现出五个数量级的电导率提升，且光电导响应范围更宽（从紫外-可见光扩展至紫外-可见光-红外波段）。
关键词： 无机-有机杂化物，光导性，半导体，卤化铅，超晶格
更新于2025-09-23 15:22:29
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偏置GaAs/AlAs非对称五量子阱超晶格的光学性质与载流子输运
摘要： 研究了GaAs/AlAs非对称五量子阱超晶格（AQQW-SL）的光致发光（PL）特性和载流子输运行为。由于AQQW之间由极薄的AlAs势垒分隔，基于GaAs量子阱中Γ态与AlAs势垒中X态波函数的强耦合效应，可预期多种载流子输运现象。将20周期AQQW嵌入pin二极管的i层后，在740nm附近观测到基态Γ态与重空穴（hh）态间的PL信号；而在约6V电压下于665nm处出现另一PL分支。通过Γ态与X态波函数的数值计算表明：当电压达到6.1V时，电子会从厚AlAs势垒中的X态（X11）输运至第三量子阱的Γ态（Γ31）。因此665nm处的PL信号可归因于Γ31与hh11态的复合发光。
关键词： 砷化镓/砷化铝，光致发光，非对称五量子阱，超晶格
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于AlInGaN的超晶格p区用于提升深紫外LED性能
摘要： 提出了一种由特殊设计的中间p型区构成的深紫外发光二极管（DUV LED），该区域包含超晶格四元氮化物合金。研究发现，在200 A/cm2电流密度下，该结构的出光功率显著提升，约为传统结构的28.30倍。其最大内量子效率比传统结构高出153.63%，且效率衰减降低了99.08%。超晶格p-AlInGaN层提供的应变补偿消除了陡峭势垒，为增强有源区空穴注入提供了有效方案，从而显著提升了DUV LED的性能。
关键词： 效率下降，超晶格-AlInGaN，应变补偿，深紫外LED
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过沉降法制备的刻面PbS量子点超晶格具有长载流子寿命
摘要： 我们制备了胶体量子点（QD）超晶格薄膜并研究了其基本光学特性。通过溶液法在金字塔微孔阵列模板和平坦基底上沉积具有晶面的PbS量子点制得该薄膜。光致发光光谱显示成膜后量子点的量子态发射出现红移，表明中间能带中载流子的量子限域效应减弱。QD超晶格薄膜激发态的发射衰减曲线呈双指数特征，较长寿命达数十纳秒，归因于载流子在中间能带的离域化。相较于平坦基底，模板制备的QD薄膜发光寿命延长两倍以上，说明该模板有助于形成大面积QD超晶格。
关键词： 沉降法、胶体量子点、硫化铅、超晶格、载流子寿命
更新于2025-09-23 15:19:57
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稀释氮化物II型超晶格：克服太阳能电池中体相GaAsSbN的难题
摘要： 我们证实II型GaAsSb/GaAsN超晶格（SL）是构建晶格匹配的1.0-1.15 eV子电池的理想结构，可实现最优单结多结太阳能电池设计。生长过程中Sb与N原子的分离使该结构比块体GaAsSbN材料具有更优的组分均匀性和更低的缺陷密度。II型能带排列超晶格相比同类型I超晶格具有更长的辐射寿命，更利于载流子收集。此外，通过调节周期厚度可可控改变辐射寿命——这一特性在I型超晶格中无法实现。减小周期厚度会因波函数重叠增强而提升吸收率，并使输运机制从扩散型转变为准弹道型，从而提高载流子提取效率。结果表明，短周期SL单结太阳能电池的功率转换效率较等效块体器件提升了134%。
关键词： 应变平衡、砷镓锑氮、II型能带排列、多结太阳能电池、超晶格、1电子伏特带隙
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于InGaAs/InGaAlAs超晶格有源区的激光异质结构中的光学增益
摘要： 提出并实际实现了一种基于InGaAs/InGaAlAs超晶格的活性区，用于工作在1535至1565纳米光谱范围内的激光二极管。研究表明，在相同泵浦二极管电流密度下，使用超晶格比典型的基于InGaAs量子阱阵列的活性区设计能提高模式增益。
关键词： 超晶格、量子阱、分子束外延、垂直腔面发射激光器、异质结构、有源区
更新于2025-09-23 15:19:57