光场辐照下稀磁半导体/半导体超晶格中自旋电子输运特性研究

基于单电子有效质量近似理论和传递矩阵方法,理论研究了稀磁半导体/半导体超晶格结构中电子的自旋极化输运特性.主要讨论了光场和磁场联合调制对自旋极化输运的影响,以及不同自旋电子在该超晶格结构中的隧穿时间.理论和数值计算结果表明,由于导带电子与掺杂Mn离子之间的sp-d电子相互作用引起巨塞曼劈裂,因此在磁场调制下,不同自旋电子在该结构中感受到的势函数不同而呈现出自旋过滤效应,不同自旋电子的共振透射能带的位置和宽度可以通过磁场进行调制.同时在该结构中考虑光场时,自旋依赖的透射谱会因为吸收和发射光子而呈现出对光场的强度和频率响应;最后,通过不同自旋电子的高斯波包在该结构中随时间的演化给出了不同自旋电子的隧穿时间.本文研究结果对研究和设计基于稀磁半导体/半导体超晶格结构的高速量子器件具有一定的指导意义.

半导体超晶格研究与相关学科领域发展的关系

半导体超晶格研究是凝聚态物理学中一个极其活跃的前沿和半导体科学技术发展史上一颗璀璨的明珠。它的确立、研究与发展 ,不仅对现代电子信息科技 ,而且对低维体系物理、新型材料科学和纳米科学技术的发展都产生了革命性的影响。今天 ,在崭新的 2 1世纪来临之际 ,通过重温它的发展历程和总结它的发展规律 ,无论对当代基础科学研究 ,还是对现代高新技术的发展 ,都具有重要的指导意义和宝贵的借鉴价值。

半导体超晶格和量子阱中量子态的光谱研究

本文讨论半导体超晶格及量子阱导带和价带的量子化亚带或子能级之间的带间光跃迁过程。所讨论的光跃迁过程或光谱研究方法有吸收光谱、光电流谱、光荧光和荧光激发谱、调制光谱以及喇曼散射光谱。关于亚带能量状态将着重讨论量子阱中的激子效应和价带亚带混和及其对带间光跃迁的影响。

半导体超晶格与量子微结构研究30年

半导体超晶格与量子阱系指对电子具有一维量子限制作用的多层超薄异质结人工材料,量子微结构泛指对电子具有二维和三维量子约束性质的量子线与量子点介观系统.这类低维体系的研究是近30年来半导体科学技术中,尤其是半导体物理学领域内一个发展最迅速的活跃前沿.它的研究兴起,不仅对信息科学技术,而且对低维物理、材料科学以及纳米技术的发展,正在产生着革命牲的影响.本文着重回顾与评述了30年来半导体超晶格与量子微结构在材料生长工艺、体系维度变化、物理效应产生以及新型器件应用等方面所取得的一系列重大进展,并对其在21世纪的发展作了初步展望.

随机层厚分布的半导体超晶格光荧光对温度的依赖关系

本文提出热激活辐射过程和 Ｂｅｒｔｈｅｌｏｔ－型的非辐射复合过程互相竞争的简单模型解释无序半导体超晶格的光荧光防温度变化行为．预言了当温度升高荧光衰变时间在某一温度附近快速下降；获得了在高温时较大无序度的半导体超晶格比较小无序度的半导体超晶格荧光强，在低温时情况相反；且荧光峰随温度变化存在一个最大值．理论结果与实验观察到的无序半导体超晶格荧光行为一致．

非晶态半导体超晶格研究进展

由于非晶态半导体超晶格具有量子尺寸效应及简便的制备方法,因此具有独特的优点。简要综述了非晶态半导体超晶格的制备、光致发光等特异效应及其应用。。

半导体超晶格研究与相关学科领域发展的关系

半导体超晶格的研究是凝聚态物理学中一个极其活跃的前沿和半导体科学技术发展史上一颗璀璨的明珠。它的确立、研究与发展 ,不仅对现代电子信息科技 ,而且对低维体系物理、新型材料科学和纳米科学技术的发展都产生了革命性的影响。今天 ,在崭新的 2 1世纪来临之际 ,通过重温它的发展历程和总结它的发展规律 ,无论对当代基础科学研究 ,还是对现代高新技术的发展 ,都具有重要的指导意义和宝贵的借鉴价值。

半导体超晶格及其量子阱的原理

应用算符的方法及通过朗道能级的分析 ,得出了二维电子气的能级特性 ,由此通过态密度、简并度的讨论 ,研究了半导体超晶格量子阱的原理及其广泛的应用。

半导体超晶格界面附近的电荷转移

本文采用LMTO能带从头计算方法,研究了(GaAs)_1(AlAs)_1(001)和(GaAs)_2(AlAs)_2(001)超晶格界面附近的电荷转移状况,分析了引起电荷转移的电负性和对称性因素,给出了电荷转移方向的判据.

金属-半导体超晶格中的金属费米能级和半导体平均键能

为了进一步了解在金属-半导体接触势垒高度计算中采用半导体平均键能Em作为参考能级的合理性,本文在金属-半导体超晶格的LMTO-ASA能带计算中,引用“冻结势”方法,计算了(Ge2)4(2Al)6(001),(Ge2)4(2Au)6(001),(Ge2)4(2Ag)6(001),(GaAs)4(2Al)6(001),(GaAs)4(2Au)6(001)和(GaAs)4(2Ag)6(001)等超晶格金属-半导体界面两侧的金属费米能级EF(M)和半导体平均键能Em(S).研究发现,在超晶格的金属-半导体界面两侧,金属的费米能级EF(M)与半导体的平均键能Em(S)几乎处于同一能量水平线上,Em(S)≈EF(M),也就是EF(M)与Em(S)在界面两侧相互“对齐”.因此,在理想金属-半导体接触的势垒高度理论计算中,采用半导体平均键能Em作为参考能级,可以获得比较可靠的计算结果.

dc-ac驱动的半导体超晶格相干带内动力学非微扰方案

在非微扰方案下 ,通过对由静电场和含时电场驱动的光激发半导体超晶格的带内相干动力学的数值研究 ,我们发现 THz发射的模的时间积分信号可用来观察动力学局域化和光助传导。

半导体超晶格物理与器件(19)

在半导体超晶格物理与器件的研究中,锗硅超晶格、异质结、量子阱材料与器件的研究占据着十分重要的地位.这是因为,以Si_(1-x)Ge_x/Si和Ge/Si为主的硅基低维材料具有许多显著不同于体单晶硅,而且相异于Ⅲ-V族超晶格的优异性质,如可生长大直径尺寸单晶,机械强度高、导热性能好、制备工艺成熟、价格低廉,SiGe合金中Ge的组分可调,可与现代微电子技术相兼容,布里渊区的折叠效应可使Si由间接带隙变为直接带隙等,因此在微米波段,毫米波段,超高速ECL电路,红外焦平面阵列等高速电子器件及其集成光电子器件中有着潜在的应用.

半导体超晶格物理与器件（11）

半导体超晶格物理与器件（１１）彭英才（河北大学电子与信息工程系０７１００２）第三章超晶格异质结的结构表征２０余年来，材料物理学家们已采用ＭＢＥ和ＭＯ－ＣＶＤ等现代超薄层外延工艺生长了各种超晶格和量子阱微结构，并对这些人工结构所具有的新鲜电子和物理性质...

金属-绝缘介质-有限半导体超晶格结构中的表面等离子激发的色散关系

将M-I-SL模型推广为M-I-FSL模型,使其更符合实际。应用电磁理论推导出由第Ⅰ类和第Ⅱ类半导体超晶格构成的这种M-I-FSL结构的表面电子集体激发的色散关系。由此色散关系出发在一些极限条件下可以方便地重现一些文献的一系列结果。

半导体超晶格与微结构的发展模式浅析——纪念半导体超晶格与微结构研究30年

半导体超晶格与微结构是半导体科学技术发展史上的一颗璀璨明珠。它的确立与发展不仅对现代信息科学技术,而且对低维物理、材料科学和纳米技术的发展,都产生了重要而深远的影响。今天,在崭新的21世纪来临之际,通过重温它的历史沿革和分析它的发展模式,进而揭示它的内在规律性,以此纪念半导体超晶格与微结构研究发展30年。

半导体超晶格声子激光器的研究进展

太赫兹频率的相干声子在纳米尺度器件的探测和操控领域具有重要的应用价值。半导体超晶格声子激光器是实现太赫兹频率相干声子源稳定输出的重要途径。本文首先回顾了GHz到THz频率范围声学放大的多种方法,然后详细阐述了超晶格声子放大、超晶格声学布拉格镜的工作原理与设计方法以及声子激光器的阈值条件,同时总结了电抽运和光抽运结构器件的研究现状,最后简要讨论了亚太赫兹声子激光器在声-电子领域的应用。分析表明,这种能够产生强相干太赫兹声子的半导体超晶格声子激光器在纳米尺度器件的探测与成像等方面具有广阔的发展前景。

半导体超晶格物理与器件（12）

半导体超晶格物理与器件（１２）彭英才（河北大学电子与信息工程系０７１００２）二、超晶格异质结界面性质的光谱技术研究如前所述，超晶格材料是一种由多层超薄膜和多个异质结界面组成的叠层结构。其界面状况，如界面原子状态、化学组成、界面突变性以及界面形成过程等...

半导体超晶格微结构中的多能谷效应（2）

半导体超晶格微结构中的多能谷效应（２）薛舫时（半导体超晶格国家重点实验室和南京电子器件研究所２１００１６）六、异质谷间转移电子效应和Ｘ电子发生器ＧａＡＳ是直接带隙材料，它的导带底位于布里渊区中心Γ点。而ＡｌＡｓ是间接带隙材料，导带底位于布里渊区边缘Ｘ...

半导体超晶格物理与器件（16）

半导体超晶格物理与器件（１６）彭英才（河北大学电子与信息工程系０７１００２）三、纳米半导体结构的光学性质所谓纳米半导体结构一般是指结构尺寸为几～几＋ｎｍ的低维量子体系。目前研究最活跃的有采用选择外延生长技术制备的量子线与量子点微结构，采用低压成膜技术...