GaN微盘中激子与光子的耦合作用研究

在硅基GaN-LED上成功制备了不同形状和不同尺寸的微盘。通过角分辨光谱研究了圆形和不同尺寸的六边形微盘中光与激子的耦合作用。证明了微盘中共振模式的数量和强度对光与激子间的耦合作用的影响,为实现室温下GaN微盘的激子极化激元提供了依据。

半导体的禁带宽度与温度关系研究

半导体禁带宽度Eg与温度的依赖关系Eg(T)是一个基础的理论课题,对材料特性的认识具有极其重要的意义。目前,对不同半导体材料的Eg(T)研究存在多种半经验的理论模型,尚未形成定论,所以该课题仍然是一个基础研究的热点。文章梳理了近几十年来Eg(T)分析模型的发展历程,分析了Varshni模型以及基于晶格振动和电子声子作用发展出的四个半经验模型的优缺点,提出了新的问题,对Eg(T)研究的进一步发展以及基于声子特性改善光电子器件性能具有指导意义。

GaN三角脊光场分布研究

使用时域有限差分法(FDTD)研究了蓝宝石衬底上的GaN三角脊的光学特性。分析了不同顶角角度的GaN三角脊的截面光场分布,结果表明,三角脊结构可以有效地使光聚集在顶部。分析了不同顶角角度下GaN三角脊的截面电场强度的最大值,结果表明,随着顶角角度的增大,其最大电场强度先逐渐增大后趋于小幅振荡。当其顶角角度较小时,仅在三角脊尖端处产生一个光场极大值区域,随着顶角角度的增大,在脊顶部会产生多个极大值区域。分析了GaN三角脊中量子阱层附近的光场分布,结果表明,随着顶角角度的增加,量子阱层附近的平均电场强度先基本不变后振荡增加,量子阱层附近的光场由均匀分布逐渐趋于不均匀分布。从研究中发现,当顶角角度处于40度至60度时,量子阱与光子耦合作用更强,这为基于GaN三角脊的高光子密度器件提供了器件设计的理论基础。