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管理3C-SiC内硅量子点中的损耗（热化-传输）以设计超高效率太阳能电池
摘要： 热化损失是单结太阳能电池中的主要损耗之一。本研究采用宽禁带半导体3C-SiC来管理这种损耗。为防止低能光子透射，利用禁带隙内的中间能带实现该功能。具体方案是在碳化硅中引入硅量子点。首先通过详细平衡计算确定具有单/双微带的电池效率极限，随后采用三维有限元法求解薛定谔方程进行光学模拟，从而获取微带结构、波函数及相应的光学吸收系数。通过优化量子点阵列的半径、点间距和阵列尺寸等维度参数以实现最高效率，并计算带间与带内吸收系数以确定基于量子点的中间能带太阳能电池最优特性。研究发现随着量子点间距减小，光电流随之增强。最终确定了可获得高吸收系数（从而提升光电流）的适宜半径与点间距参数。最后模拟了非辐射复合对器件性能的影响。这些结果为设计三维量子点基中间能带太阳能电池提供了重要依据。
关键词： 中间带，超晶格，碳化硅，多能带，三维薛定谔方程，Si/SiC量子点，高效率
更新于2025-09-16 10:30:52
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采用固态源分子束外延技术实现太赫兹量子级联激光器结构的高性能生长
摘要： 基于混合束缚-连续跃迁与共振声子抽取技术，采用固态源分子束外延实现了太赫兹量子级联激光器（THz QCLs）的高性能生长。研究详细探讨了生长过程中对层厚度和合金成分的精确控制，通过反射高能电子衍射和高分辨X射线衍射技术精准校准镓铝生长速率。利用表面等离子体脊形波导器件结构，在脉冲模式下实现了3.3 THz波段激射，10 K时最大输出功率达426 mW，80 K时为213 mW，最高激射温度达到110 K。
关键词： 量子级联激光器、超晶格、分子束外延、太赫兹、异质结构
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于6、18、70和120周期GaAs/AlAs超晶格二极管的电子输运特性与亚太赫兹辐射产生特性的比较
摘要： 对基于6、18、30、70和120周期GaAs/AlAs超晶格（设计相似但周期数和二极管面积不同）的二极管电子输运特性进行了比较研究。分析了近接触区二极管寄生电阻的相关性，并确定了所有电流-电压特性特殊点处单个超晶格周期的特定压降。研究了高掺杂水平下6、18、30、70和120周期GaAs/AlAs超晶格二极管中稳定电流振荡现象的产生机制。
关键词： 二极管、太赫兹产生、电子输运、超晶格
更新于2025-09-11 14:15:04
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超晶格中的晶体合金半导体
摘要： 本研究从载流子输运过程相关效应及合金超晶格中因缺陷与无序状态导致的半导体材料电子结构变化入手进行分析。这些缺陷位于材料的特定区域，既可能发生相互作用也可能保持惰性，通常通过局域波函数进行描述。针对半导体晶体超晶格的研究需考量晶体无序效应、以及具有不同带隙和微带隙能量的两种半导体层交替周期性生长等重要参数。通过量子力学计算来确定半导体晶体的物理特性，本研究全面评估了缺陷与晶体无序状态的影响，并探讨了缺陷在周期排列、准周期排列及无序排列中的存在形式。该理论方法用于理解实验技术的机理及其表征半导体晶体电流输运与光学输运特性的实验结果。
关键词： 缺陷、超晶格、半导体、量子力学
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 基于锑化物的遥感红外探测器
摘要： 自20世纪50年代首次报道红外探测器以来，红外成像技术（3-25微米波段）在过去60年间已成为重要的技术工具。过去十年间，基于锑化物探测器和低功耗电子器件的发展取得显著进展，新型材料如InAsSb、InAs/GaSb超晶格和InAs/InAsSb超晶格展现出优异性能。6.1?族半导体（InAs、GaSb和AlSb）的独特之处在于能够通过能带结构工程实现定制化能带偏移。我们团队研究锑化物基红外探测器的核心挑战，并探索下一代红外探测器、阵列及成像器的新途径。该技术在遥感应用的主动/被动成像领域具有重要价值。 本次报告将阐述锑化物体系的材料科学与器件物理，探讨包括限制探测器性能的缺陷识别等系统挑战，并介绍利用"单极势垒工程"实现高性能红外探测器与焦平面阵列的方法。我们当前正研究采用超晶格的低过剩噪声雪崩光电二极管（APD），这对遥感应用具有重大意义——其中存在两个关键权衡：其一是传统速度-灵敏度权衡限制增益-带宽积，用户需根据系统需求选择适配探测器；其二是灵敏度与动态范围的权衡。研究者已通过双探测器组合方案巧妙实现高灵敏度与大动态范围的兼顾。
关键词： 锑化物、遥感、超晶格、红外探测器、雪崩光电二极管
更新于2025-09-09 09:28:46
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石墨烯/六方氮化硼超晶格器件中扭转角的应变工程
摘要： 通过用六方氮化硼（hBN）替代二氧化硅作为衬底，并在石墨烯/hBN异质结构中形成超晶格，人们得以观测到霍夫斯塔特蝴蝶、拓扑电流和非常规超导性等新奇物理现象。这类器件通常是将石墨烯蚀刻成霍尔棒形状并连接金属电极制成。金属电极的沉积方式、触点的设计与具体配置会深刻影响器件的电子特性，甚至可能改变石墨烯/hBN超晶格的排列取向。本研究我们探测了采用两种金属触点（二维面接触与一维边缘接触）连接的hBN上石墨烯的应变构型。结果表明：面接触会在石墨烯层沿两个相反引线方向引入应变，导致器件通道内形成复杂应变模式；而边缘接触则未呈现此类应变模式。有限元模拟证实该应变模式源自夹持在石墨烯上的金属触点机械作用。热退火虽降低整体掺杂浓度但增加总应变，表明石墨烯与hBN相互作用增强。值得注意的是，两种触点构型使石墨烯/hBN超晶格产生不同扭转角，经热退火后趋于相同值——该发现证实即便存在应变梯度，石墨烯/hBN超晶格仍具有自锁机制。本实验对基于异质结构的未来电子器件研发具有重要启示，并为二维材料中诱导复杂应变模式提供了新机理。
关键词： 拉曼、六方氮化硼、石墨烯、扭转角、超晶格、应变
更新于2025-09-09 09:28:46
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合金辅助的InGaN中俄歇复合
摘要： 已通过数值计算研究了合金化对纤锌矿型n-InGaN中俄歇复合率的影响。为明确考虑合金无序效应，计算采用包含256个原子的超胞，其中In和Ga原子随机分布于超胞位点以获得指定组分。使用完整能带结构（未采用能带剪刀修正）及高密度非均匀k点网格以提高计算精度。研究表明，平移周期性破缺产生的大量允许带间俄歇跃迁在宽禁带InGaN合金中起关键作用。这些合金的合金辅助俄歇系数范围为1.0×10?32~4.7×10?31 cm?/s。
关键词： InGaN合金，原子无序，超晶格，俄歇复合
更新于2025-09-09 09:28:46
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通过共振非弹性X射线散射观测氧化物异质结构中载流子浓度与电子-声子耦合的解耦现象
摘要： 我们利用共振非弹性X射线散射（RIXS）技术，在nSrIrO3=mSrTiO3型超薄超晶格中观测到多重声子卫星特征。随着n和m值的变化，能量损失谱显示出声子卫星相对强度的系统性演变。通过RIXS截面的闭合解，我们提取出电子-声子耦合强度随n和m变化的规律。结合SrTiO3层中可忽略的载流子掺杂效应，这些结果表明电子-声子耦合的调控能有效与掺杂过程解耦。本研究既展示了从超晶格中提取电子-声子耦合的有效方法，也揭示了调控该耦合的潜在途径——这种耦合通常与SrTiO3基体系中的超导性相关联。
关键词： 超晶格、电子-声子耦合、SrTiO3、SrIrO3、共振非弹性X射线散射
更新于2025-09-09 09:28:46
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SrRuO3/SrTiO3超晶格中磁性SrRuO3单层的应变诱导金属-绝缘体转变
摘要： 二维系统中的铁磁相不仅在应用中具有重要作用，在相变理论研究中也意义重大。在众多铁磁材料中，SrRuO3以其半金属性、巡游铁磁性和非费米液体金属特性而闻名?；诿芏确汉砺郏―FT）预测，SrRuO3/SrTiO3（SRO/STO）超晶格中的单层SrRuO3是二维半金属铁磁体系。然而实验表明，当SRO厚度小于4个单位晶胞时会出现与铁磁-反铁磁（FM-AFM）转变相关的金属-绝缘体转变。本研究通过结合DFT计算与蒙特卡洛模拟证明：通过调控应变效应触发金属-绝缘体转变，可在SRO/STO超晶格单层SRO中实现块体铁磁金属性，从而获得超越反铁磁绝缘体实验观测的二维（2D）半金属SRO薄膜。该成果为制备超薄自旋极化二维电子气（SP-2DEG）开辟了新途径。
关键词： 超晶格、金属-绝缘体转变、半金属、磁性、二维电子气
更新于2025-09-04 15:30:14