AlGaN/GaN势垒层异质结构与二维电子气密度的相互作用

在忽略二维电子气波函数对势垒层渗透的前提下提出了直接求解无电子势垒层泊松方程来计算势垒层能带的新思路,提出了把势垒层以外的极化电荷、杂质电荷及电子电荷作为势垒层边界上的界面电荷来解势垒层泊松方程的新方法。由此计算出的势垒层能带和自洽能带计算结果相吻合。用电子气密度多项式来拟合沟道阱子带能级随电子气密度变化的曲线,推算出新的二维电子气密度的超越方程。对于各种不同异质结构,从超越方程解出的电子气密度和势垒层能带同自洽能带计算结果相吻合,从而创立了一种自洽求解沟道阱泊松方程和薛定谔方程的新方法。研究了二维电子气密度与势垒层异质结构的相互作用,讨论了电子气密度随异质结构的变化,提出了异质结能带剪裁的新思路。

缓冲层对量子阱二能级系统中电子子带间跃迁光吸收的影响

由于ZnO缓冲层对纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O有限深单量子阱结构左垒的限制作用,导致阱和右垒的尺寸、Mg组分值等因素将影响系统中形成二能级.本文考虑内建电场、导带弯曲及材料掺杂对实际异质结势的影响,利用有限差分法数值求解Schr?dinger方程,获得电子的本征能级和波函数,探讨ZnO缓冲层对此类量子阱形成二能级系统的尺寸效应及三元混晶效应的影响;利用费米黄金法则探讨缓冲层、左垒、阱及右垒宽度和三元混晶效应对此类量子阱电子子带间跃迁光吸收的影响.计算结果显示:对于加入ZnO缓冲层的ZnO/Mg_xZn_(1-x)O有限深单量子阱二能级系统,左垒宽度临界值会随着阱宽和Mg组分值的增大而逐渐减小,随着右垒宽度和缓冲层厚度的增大而逐渐增大;量子阱中电子子带间跃迁光吸收峰会随着左垒、右垒尺寸以及Mg组分的增大发生蓝移,随着阱宽增大而发生红移.本文所得结果可为改善异质结器件的光电性能提供理论指导.

密度对声子晶体带隙的影响

从弹性波动方程出发,利用平面波展开法计算二维(三维)声子晶体的带结构,研究散射体与基体的密度比对最低带隙的影响,得出了最低带隙宽度和带隙边界随密度比的变化规律.数值计算结果显示随着密度比的增加,带隙下边界的频率降低,而上边界的频率升高,从而增加带隙宽度,且带隙能级不变.

用深能级瞬态谱及瞬态电容研究靠近禁带中央能级的新方法

半导体中的深能级杂质缺陷在禁带中往往有好几个能级,如果其中有接近禁带中央的能级,它在载流子复合等问题中起重要作用.本文指出利用接近禁带中央的能级在深能级瞬态谱(DLTS)中的峰高与其它能级的峰高的比值或利用相应的瞬态电容的初始值的比值,可以求出接近禁带中央的那个能级的电子热发射率与空穴热发射率的比值C_n(T)/e_p(T),结合DLTS的率窗或瞬态电容的时间常数,可以同时确定该能级的e_n(T)及c_p(T),并可进而求出该能级在禁带中的位置、禁带宽度在绝对零度的外插值等参数.以掺金的硅为例应用上述方法,在较高的温度范围用DLTS,在较低的温度范围用瞬态电容,求得了金的受主能级的c_n(T)/c_p(T).c_n(T)、c_p(T)及其它参数,与文献所载的用其它方法求出的相近.文中还讨论了这种方法的误差以及这种方法在识别杂质缺陷方面的可能作用.

LiYF4：Ce^3＋晶体的电子结构和f→d电子跃迁谱

利用相对论从头目恰计算DV—Xa(离散变化Xa)程序计算LiYF4：Ce^3+晶体的电子结构和f→d电子跃迁谱。分别用镶嵌于微晶(含1938个原子)中的团簇Y5Li8F24和CeY4Li8F24模拟基质和掺杂晶体。基态计算表明Y-4p和Ce-5d共同组成了导带，Ce^3+的最低5d能级Ed在BCB(导带底部)附近，而其最低4f能级较BCB低2．5eV。即使对低于BCB的能级Ed，其波函还含有24％的Y-4p和9％的F-2p。这可能就是文献[3]采用纯5d波函数进行晶场拟合不十分成功的原因。而关于f→d跃迁，本文采用过渡态(使单电子跃迁的初末态各占据一半电子)计算去获得各4f→5d跃迁能Efd。Ce^3+的离子半径比Y^3+的大。作为晶格畸变的近拟模拟，让最近邻和次近邻的8个氟离子同时沿径向向外移动，结果发现：向外畸变4．56％的CeY4Li8F24团簇有最低的总能，且由此算出与实验十分符合的5个Efd能级，但是其基态计算的能级Ed比BCB高0．68eV；对于另外一个畸变7．36％的团簇，虽其Ed比BCB低0．43eV，使仅观测到最低f→d带的精细结构(包括零声子线)的实验较易理解，但其计算的各Efd能量分裂不如前者。因此，畸变应在4．56％-7．36％左右。

I_2三光子共振激发紫外荧光谱(340nm)的研究

通过3光子激发I2,观察到了340mm紫外荧光谱。经过理论计算和电离谱分析,确认340nm是F′0+u→1Πg跃迁产生的。