光伏法测量AlAs/GaAs超晶格子带间光跃迁

采用电容耦合法,在18—300K温度范围内测量了AlAs/GaAs超晶格的光伏谱.在100K以下,光伏曲线反映了台阶式二维状态密度分布,可观测到6个信号峰.采用Kronig-Penney模型计算势阱中导带和价带子带的位置和带宽,共有3个导带子带,6个重空穴子带和3个轻空穴子带.根据宇称守恒确定光跃迁选择定则,对6个峰进行指认.实验结果与理论计算的结果基本相符合.

GaInNAs/GaAs量子阱结构基态光跃迁的能量

从理论和实验两个方面对GaInNAs/GaAs量子阱结构基态的光跃迁能量进行研究.在理论计算过程中,分别采用电子有效质量近似法和双能级推斥模型计算了GaInNAs合金的电子空穴分立能级的能量及其带隙能,讨论了由应变引起的带隙变化量.将理论计算结果与光致发光的实验结果进行比较,两者符合得很好.并简单分析了N的加入对GaInNAs合金带隙能产生的影响.

GaN基量子阱激子结合能和激子光跃迁强度

采用变分法 ,计算了GaN基量子阱中激子结合能和激子光跃迁强度。计算结果表明 ,GaN基量子阱中激子结合能为 10～ 55meV ,大于体材料中激子结合能 ,并随着阱宽减小而增加 ,在临界阱宽处达到最大。结间带阶同样对激子结合能有着较大的影响 ,更大带阶对应更大的结合能。同时量子限制效应增加了电子空穴波函数空间重叠 ,因此加强了激子光跃迁振子强度 ,导致GaN/AlN量子阱中激子光吸收明显强于体材料中激子光吸收。

静压下Zn_(1-x)Cd_xSe/ZnSe窄量子阱的激子和光跃迁

利用波恩公式近似建立了应变与介电常量的定量关系 考虑应变对介电常量、有效质量、晶格常量 (体积 )等诸多物理量的影响 ,用变分法计算了静压下Zn1 -xCdxSe/ZnSe窄量子阱中激子结合能和光跃迁能量随压力的变化

Ge_xSi_（1－x）／Si（001）量子阱的电子结构及光跃迁

采用包络函数方法及Ｋｒｏｎｉｇ－Ｐｅｎｎｙ模型计算了量子阱ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ（００１）的电子结构．对量子阱的光跃迁几率进行了估算，并讨论了量子阱参数的最佳选择．

短周期超晶格AlP/GaP能带结构的转变及其带间的光跃迁

介绍了间接跃迁的半导体ＡｌＰ与ＧａＰ形成的超晶格，由于零折叠效应，实现了能带由间接带隙向直接带隙的转变，从而增加了带间的光跃迁几率。

耦合ZnO/Mg_xZn_(1-x)O量子点中的激子态和带间光跃迁

在有效质量近似和变分原理的基础上,考虑量子点的三维约束效应和内建电场,研究了ZnO/MgxZn1-xO耦合量子点中激子结合能、带间光跃迁能以及电子-空穴复合率随量子点结构参数(量子点高度和势垒层厚度)的变化。结果表明:激子结合能、带间光跃迁能和电子-空穴复合率随量子点高度或势垒层厚度的增加而降低。

（100）和（111）BGaAs衬底上的In_（0．14）Ga_（0．86）As／GaAs量子阱的发光特性和光跃迁能量计算

在（１００）和（１１１）ＢＧａＡｓ衬底上，同时用ＭＯＣＶＤ生长出Ｉｎ０．１４Ｇａ０．８６Ａｓ多量子阱结构．对两种晶向的样品进行了低温（２Ｋ）光致发光谱特性对比研究，测量与理论计算的光发射能量对比表明：（１００）面样品两者一致，而（１１１）Ｂ样品计算值比测量值高出１０～１５ｍｅＶ．这一差别用（１１１）Ｂ面量子阱中的压电效应产生的自建电场引起的发射能量红移作出解释．

用光电压谱研究 GeSi/Si 量子阱的带间光跃迁

在１８～３００Ｋ温度范围内，测量了ｘ＝０．２和０．５两种不同结构的ＧｅｘＳｉ１－ｘ／Ｓｉ应变层多量子阱的光电压谱，观测到ＨＨ１，ＬＨ１，ＨＨ２等激子光吸收跃迁信号以及ＴＯ声子辅助ＨＨ１激子光吸收跃迁信号．低温下的光电压谱反映了量子阱台阶式的状态密度分布．方形势阱模型的理论计算结果与实验结果符合较好．

锗硅量子阱中近带边光跃迁的理论和实验研究

本文研究了SiGe/Si量子阱中近带边光跃迁的产生机制,对由杂质无规分布引起的近带边光跃迁给出了一个物理模型。用此模型计算了光跃迁偶极矩,给出了跃迁偶极矩的上限。提出了未掺杂SiGe/Si量子阱中近带边光跃迁的一种跃迁机制,认为是Ge原子周围波函数畸变的集体行为。用MBE方法生长了掺杂SiGe/Si量子阱材料,在低温下观测到近带边光跃迁。

直接带隙Ge/Si_(1-x)Ge_x量子阱中激子态和带间光跃迁

利用有效质量近似和变分原理,对直接带隙Ge/Si1-x Gex量子阱中激子态和带间光跃迁进行研究.结果表明:直接带隙Ge/Si1-x Gex量子阱中带间光跃迁能、激子复合时间和基态振子强度依赖于阱宽和Si1-x Gex中Ge含量.当阱宽大于30nm时,跃迁能、激子复合时间、振子强度对Ge含量和阱宽的变化不敏感;基态线性光极化率随着Ge含量的增加而减小,同时光极化率峰值所对应的光子能量减小.

电场下多量子阱能级和光跃迁的计算

本文利用迫近递推法(ATM),用准静态近似,以较高的精度模拟实际的带边形状,自治地计算了中等强度电场下,第Ⅰ类 GaAs/Ga_(0.7)Al_(0.3)As半导体多量子阱的载流子能级和波函数,并由此计算了多阱系光跃迁的吸收系数.结果表明,正如Bleuse等用紧束缚模型所预言的,电场导致了能级的等间距分布,载流子波函数的局域化以及对应于不同能级的波函数之间的平移关系.本文的方法可用于计算有复杂形状带边的半导体异质结构的载流子性质.

量子点光跃迁性质的研究

针对半导体量子点中电子的光跃迁性质进行了研究 ,建立起盘形量子点模型 ,具体分析了该模型的电子结构和电子态 .讨论了光场作用下 ,量子点中电子的跃迁几率、跃迁频率、选择定则和能级结构 ,并给出了吸收系数α的解析表达式和相应的吸收曲线 .最后 ,还讨论了量子点光跃迁性质对尺寸的依赖性以及此模型的一维、二维过渡 .结果表明 ,当束缚增强 ,能级随半径变小而增高 ,能级差变大 ;而且 ,吸收峰随尺寸减小向短波方向移动 。

多孔硅中电子光跃迁过程的研究

用硅-氧化硅复合纳米材料的能带混合模型研究了多孔硅中的各类电子状态。分析了各种状态的能带属性及其量子限制特性，从而解释了实验中观察到的量子限制态和非量子限制态。在有效质量理论框架下计算了不同能级间的光跃迁矩阵元，得出了带内和带间状态间的跃迁选择定则。运用所计算的结果较好地解释了实验中观察到的PL和CL光谱中的量子限制态、非量子限制态、元激发陷阱以及各种不同的谱峰。最后从多孔硅发光特性与半导体材料及杂质、缺陷发光的对比中阐明了这种纳米发光材料的特征。由此笔者提出了研究硅一氧化硅复合纳米材料来开发新的硅基发光材料、器件和集成电路的新途径。

GaAs/Al_xGa_(1-x)As超晶格子带间光跃迁的研究

运用Kronig-Penney模型的新形式,研究了超晶格子带间光跃迁的频率、带宽和跃迁强度,用GaAs/Al_xGa_(1-x)As多量子阱材料做了关于红外吸收的实验,理论与实验符合较好。

氟锆酸盐玻璃中Tm^（3＋）离子的光跃迁

给出了ＺＢＬＡＮ中Ｔｍ~３＋离子的一些光谱参量（Ａｒ，β，τｍ，τｒ，△λ，σｒ）的实验和计算结果。报道了不同波长激发下Ｔｍ￣３＋离子的发射光谱（ＵＶ－ＮＩＲ）。荧光寿命和发射强度随掺杂Ｔｍ３＋浓度的变化。着重讨论了Ｔｍ￣３＋离子之间的能量转移过程。

晶体中稀土离子4f^N组态内光子跃迁强度的计算

在介绍晶体场导致稀土离子“能级分裂”和4fN组态内单光子跃迁的宇称禁戒的“部分解除”的基础上,讨论了该组态内单光子、双光子跃迁及电子拉曼散射几率计算的国际动态,总结了我们在此领域的工作并提出了进一步工作设想。

黄昆先生很喜爱的一个研究领域：多声子参与的光跃迁和非辐射跃迁

2019年是黄昆先生百岁诞辰,也是他逝世15周年。在纪念黄先生的时候,我们不由得想起黄先生的夫人李爱扶(Avril Rhys),今年是李先生的93岁诞辰和逝世6周年。李爱扶先生是英国人,英国布里斯托大学物理系本科毕业生,黄先生就是在1945—1948年间,在布里斯托大学物理系师从N.F.Mott教授取得博士学位的。黄先生1948—1951年在英国利物浦大学理论物理系做博士后,李先生当时也在那里做H.Frohlich教授的办公室助理。

导电聚合物的能带结构和光跃迁

采用计及电子电子（ｅｅ）相互作用的扩展的紧束缚模型，研究了非简并基态的导电聚合物—顺式聚乙炔（ｃｉｓＰＡ）的能带结构，发现ｅｅ相互作用的增强和链长的增加均可使其带隙变窄。

磷酸盐玻璃中Er^(3+)离子的光跃迁和激光作用

给出了Li-Al磷酸盐玻璃中Er^(3+)离子发射特性(Ar、σ_ρ、β、τ_γ)的计算结果。报道了Cr^(3+)→Yb^(3+)→Er^(3+)的一种有效能量转移,并获得了室温下3J1.54μm波长的激光输出。