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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 具有可控自由载流子密度的超薄等离子体氧化钨量子阱

    摘要： 我们报道了约3个钨氧（W-O）层厚（~1纳米）、二维（2D）WO3-x纳米片（NPLs）（x约0.55-1.03）的胶体合成方法。这些纳米片展现出可调的近红外局域表面等离子体共振（LSPR）光谱及高自由电子密度（Ne），这主要源于其较大的形状因子。值得注意的是，通过LSPR测量推算出的钨氧组成比例显示氧空位百分比远高于X射线衍射分析结果，表明超薄WO3-x NPLs的长宽比是产生前所未有的高Ne的关键因素，尽管合成温度也是独立影响因素。研究发现纳米片的形成受动力学控制，而热力学参数调控可使Ne高达4.13×1022 cm?3——接近等离激元贵金属水平，因此这类氧化物基纳米结构可视为准金属。二维纳米材料的独特结构特性与WO3-x NPLs的高Ne共同为能量转换应用提供了替代贵金属等离激元纳米结构的理想方案。

    关键词： 超薄等离子体氧化钨、量子阱、胶体合成、局域表面等离子体共振、自由载流子密度

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 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

  • 非对称耦合Ge/SiGe量子阱导带中的子带间跃迁工程

    摘要： n型锗/硅锗非对称耦合量子阱是多种纳米级量子器件的基础构建?？椋ń谔岢龅幕诠璧奶兆攘孔蛹读す馄魃杓品桨?。本文通过研究20个?？榈某Ц窠峁梗扛瞿？榘礁鐾ü徽喙枵嗨泶┦评蓠詈系恼嘹澹?，系统分析了设计几何参数与磷掺杂浓度的影响。通过对比太赫兹光谱数据与子带间光学吸收共振的数值计算结果，我们证明可以通过结构设计调控异质结导带中量子限制子带的能量与空间重叠度。样品优异的结构/界面质量以及对子带杂化的精确控制，为研制电泵浦发光器件提供了良好起点。

    关键词： 量子阱、太赫兹光谱学、IV族外延生长、子带间跃迁、硅锗异质结构

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 等离子体量子点纳米激光器的巨大净模增益

    摘要： 本研究探讨了等离子体量子点（QD）纳米激光器的净模增益。通过构建金属/半导体/金属（MSM）结构实现含活性区域（包含量子点、润湿层和势垒层）的等离子体纳米腔。利用层间能带排列预测各层参数，推导了量子点结构中横磁（TM）模式的动量矩阵元。本研究首次引入并建立了波导费米能概念，将活性区域与银金属层等波导部分的贡献纳入考量。当计入波导费米能时获得巨大净模增益，表明该增益源自材料增益而非限制因子。价带波导费米能的变化解释了高净模增益现象——价带量子点态完全占据意味着空穴的高效贡献。

    关键词： 等离子体激元学、半导体激光器、量子阱、量子线及量子点器件

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过带隙以下激发光揭示的紫外B区AlGaN量子阱中非辐射复合过程的温度依赖性

    摘要： 通过光致发光（PL）光谱研究了MOCVD技术生长的蓝宝石衬底上紫外B波段AlGaN多量子阱样品中通过缺陷态的非辐射复合（NRR）过程及其温度依赖性。我们在4.66 eV的带隙以上激发光基础上添加了光子能量为0.93 eV至1.46 eV的带隙以下激发光来检测NRR中心。所有带隙以下激发光能量在25 K时都降低了PL强度，在相同带隙以下激发光光子数密度下，1.27 eV带隙以下激发光观察到的猝灭效应最显著。对于1.27 eV带隙以下激发光能量的温度依赖性PL强度，我们用三个NRR中心进行了解释。在58 K < T < 88 K的温度范围内，单能级模型占主导地位；在其他温度区域，双能级模型占优。单能级和双能级模型的组合与光谱峰能量随温度变化的偏移一致。

    关键词： 氮化铝镓，量子阱，双波长激发光致发光，复合模型，非辐射复合中心

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高效多量子阱三结串联太阳能电池

    摘要： 本工作展示了一种基于砷化铟镓/砷化镓多量子阱（MQW）结构的高效太阳能电池设计。该太阳能电池的主要关注点在于其制备复杂性、设计复杂度及效率问题。串联太阳能电池旨在吸收最大量的太阳能，在串联结构中，不同的正负结负责吸收太阳光谱的不同波段。此外，嵌入式MQW结构也有助于提升太阳能电池的效率。据报道，不同材料结构中串联太阳能电池的最大效率约为45%-46%。通过合理匹配晶格匹配半导体等材料参数及串联电池厚度可进一步提升效率。本文介绍了一种效率达50%左右的串联太阳能电池，对比研究表明所提电池具有更优性能。同时开发了用于太阳能电池仿真的图形用户界面。

    关键词： 串联太阳能电池、多量子阱、InGaAs-GaAs、量子阱、太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 无序量子阱中疤痕效应对量子混沌的影响

    摘要： 量子现实中混沌的抑制体现在量子疤痕上，即经典周期轨道上增强的概率密度。这为控制纳米尺度量子系统中的量子输运提供了机遇。本文研究了具有强扰动诱导量子疤痕（最新发现现象）的二维受扰量子系统的能级统计特性，重点关注局域扰动与外磁场对本征值统计和疤痕效应的影响。通过分析能谱，我们依据Bohigas-Giannoni-Schmidt猜想探究该量子系统的混沌特性。研究发现：存在强扰动诱导疤痕的系统中，本征值统计主要呈现混合态特征——介于随机矩阵理论中的Wigner-Dyson分布与Poisson分布之间。同时我们报道了本征值统计对扰动强度的显著敏感性，并解析了该效应背后的物理机制。

    关键词： 量子阱、能级统计、无序、量子疤痕、量子混沌

    更新于2025-09-23 01:30:49

  • 浅层未掺杂锗量子阱：自旋与混合量子技术的试验场

    摘要： 埋沟半导体异质结构是制备栅控半导体量子器件的典型材料平台。通过将沟道置于近表面位置可获得陡峭的约束势，但邻近表面态会降低起始材料的电学性能。本研究在仅距表面22纳米的极浅应变锗（Ge）沟道中实现了高迁移率（5×10^5 cm^2 V^-1 s^-1）的二维空穴气。无掺杂场效应晶体管的顶栅控制着非掺杂Ge/SiGe异质结构中约束的沟道载流子密度，该结构具有背景污染低、界面陡峭且均匀性高的特点。高迁移率使平均自由程达到约6微米，为浅层场效应晶体管中的空穴性能树立了新标杆。这种高迁移率结合1.2×10^11 cm^-2的渗流密度、轻有效质量（0.09m_e）以及高达9.2的有效g因子，凸显了无掺杂Ge/SiGe作为低无序度混合量子技术材料平台的潜力。

    关键词： 锗、量子阱、量子器件、迁移率

    更新于2025-09-23 22:14:28

  • 内建电场对InGaN/ZnSnN?量子阱结构中施主束缚能的影响

    摘要： 研究了InxGa1?xN/ZnSnN2量子阱结构中施主原子的束缚能，考虑了1s和2p±杂质态。通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程，采用类氢波函数描述各杂质态。计算包含沿结构存在的本征电场引入的势能曲线能带弯曲效应。将束缚能与杂质态间跃迁能量表示为量子阱宽度、施主位置及铟组分的函数。计算中引入最高10T的外加磁场以计算塞曼分裂。最大跃迁能量约30meV（近7.3THz），出现在15?厚的In0.3Ga0.7N/ZnSnN2量子阱中。强本征电场使跃迁能量随阱宽减小而快速下降，且能量曲线呈现关于阱中心施主位置的高度非对称性。与体材料相比，量子阱结构中的跃迁能量增强近两倍。

    关键词： 结合能，ZnSnN2，杂质，量子阱，施主，GaN

    更新于2025-09-24 05:05:50

  • 基于砷化镓的激光二极管，采用铟镓砷波导量子阱

    摘要： 研究了一种基于GaAs、采用InGaAs波导量子阱的电泵浦室温工作激光器，结果显示：最小激射阈值电流为15安培，实现了波长1010纳米的稳定激射，且垂直于结构层平面的辐射光束发散角为(10±2)度。

    关键词： 砷化镓、激光二极管、量子阱、辐射方向图、波导

    更新于2025-09-19 17:13:59