GaNAs/GaAs中的激子局域化和发光特性

通过多种光谱手段研究了GaNAs量子阱和体材料中的局域态和非局域态的不同光学特性.在超短激光脉冲激发下,第一次在GaNAs/GaAs量子阱发光光谱中,观察到非局域激子发光.选择激发光谱表明,局域中心主要聚集在GaNAs、GaAs异质结界面.在低N含量的GaNAs体材料发光光谱中,除了与N相关的局域态发光外,也发现发光特性完全不同的GaNAs合金态发光.这些结果为理解ⅢⅤN族半导体的异常能带特性具有十分重要的意义.

GaNAs/GaAs量子阱的激子局域化以及退局域化(英文)

我们利用光荧光 (PL)以及时间分辨光谱 (TRPL)研究了用MBE生长在GaAs衬底上的GaNAs/GaAs量子阱的激子局域化以及退局域化。研究发现 ,在低温下用连续光 (CW)激发 ,由于GaNAs中势振荡所产生的局域激子发光是所测量到光谱的主要发光来源。然而在脉冲激发下 ,情况完全不同。在高载流子密度激发或者高温下GaNAs/GaAs量子阱中例外 ,一个高能端的PL峰成为了主要的发光来源。通过研究 ,我们将这个新的发光峰指认为量子阱中非局域激子复合的PL峰。这个发光峰在温度和激发强度的变化过程中与局域激子相互竞争。我们相信这一过程也是许多文献所报道的在InGaN和AlGaN等氮化物中经常观测到的发光峰位随温度“S”

GaAs／AlAs波纹超晶格中的激子局域化研究

本文首次报道（３１１）面上生长的ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ波纹超晶格中的激子局域化效应．在这种结构中，波纹异质结界面的缺陷，包括周期微扰和表面不平整将引入较深的激子束缚能级，因此低温下其发光能量相对于（１００）样品发生明显的红移．在Ⅱ类超晶格中，局域化能级成为Ｘ能谷电子向能谷输运的通道，从而加强了Ｘ－电子态混合，使实验观察到的Ｘ跃迁表现出跃迁的某些性质．

a-SiN_xO_y薄膜局域态激子发光

利用等离子体增强化学气相沉积方法在单晶硅衬底上制备出非晶氮氧化硅(a-SiNxOy)薄膜。基于结构表证、光致发光(PL)光谱、温度依赖性PL光谱和光致激发(PLE)光谱,对aSiNxOy薄膜中局域态激子的发光性能进行了详细的研究。傅里叶红外吸收光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)实验结果证实了a-SiNxOy薄膜中存在O—Si—N键合结构;PLE和PL峰位之间存在0.92 eV的斯托克斯漂移,表明a-SiNxOy薄膜室温可见发光主要起源于局域态激子的辐射复合;实验和理论计算结果表明,a-SiNxOy薄膜室温PL主要起源于与Si—O—Si和O—Si—N相关的局域态激子的辐射复合。

二维层状As_(2)S_(3)层间键合诱导超快激发态本征局域化

具有强激子效应的二维层状材料为研究二维极限下的激发态激子行为提供了极好的平台.虽然传统二维层状半导体(如过渡金属二硫族化物)中的激子动力学已经被广泛研究,但对具有强电子/激子-声子耦合的二维层状半导体中的激子特性和动力学知之甚少.本文通过实验和理论相结合的方法,以二维层状As_(2)S_(3)为模型,揭示了由强激子-声子相互作用驱动的本征高度局域化的激子.结果表明,As_(2)S_(3)中光激发电子/空穴电荷在~110飞秒内自发局域化,产生了较大Stokes位移和较宽的光致发光.理论计算表明层间的硫原子之间光激发形成一定的层间键,引发晶格畸变和载流子局域化.本研究为理解二维半导体中激子和晶格动力学之间复杂的相互作用提供了一个全面的物理图像,对其光电特性和应用具有重要意义.

基于InGaN/GaN多量子阱双波长发光二极管生长及发光性能

对基于InGaN/GaN量子阱的蓝绿双波长发光二极管的材料生长和发光性质进行了研究.通过设计生长多组具有不同参量的外延结构,获得了优化的双波长量子阱结构参量,指出量子阱位置的分布、蓝绿阱间垒的宽度以及材料构成对量子阱发光性能均有较大影响.对双波长发光二极管器件光学性质进行了研究,结果表明,InGaN/GaN量子阱发光更依赖于In团簇形成的局域激子发光,从而导致了小电流下的反常光学现象.通过数值计算材料内部极化场的强度,对波长漂移的原因进行了解释,并通过双波长发光效率拟合分析了发光二极管"droop"效应可能的产生机理.

退火温度及气氛对Bi_4Ti_3O_(12)光致发光的影响

以Bi(NO3)3·5H2O和钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,采用水热法制备了钛酸铋(Bi4Ti3O12,BiT)纳米材料。利用X线衍射(XRD)研究了产物的物相。结果表明,合成的产物为铋层状钙钛矿结构的BiT。N2气氛中不同退火温度下BiT纳米材料和BiT陶瓷的光致发光(PL)研究表明,420nm激发光激发下,470.6nm处的蓝-绿发光是因为氧空位捕获的电子和空穴形成的自束缚激子的辐射复合。而氧气氛中退火时发光强度减弱也表明蓝-绿发光与氧空位有关。

ZnCdTe-ZnTe多量子阱的电场效应

本文报导了电场作用下ＺｎＣｄＴｅ－ＺｎＴｅ多量子阱的激子发光特性．用激子局域化的观点解释了激子发光峰随电场增强而增强的现象．在Ｚｎ０．８Ｃｄ０．

AlInGaN材料的生长及其光学性质的研究

研究AlInGaN材料的生长特性及其光学性质 .通过对不同生长温度生长的三个AlInGaN样品的测量 ,发现In的掺入量随着生长温度的降低而增加 ,而Al的掺入几乎没什么变化 ;在较低温度下生长的材料具有较好的材料质量与光学特性 ,其原因直接与In组分的掺入有关 ,In组分的掺入可以减少材料的缺陷 ,改善材料的质量 .同时 ,用时间分辨光谱研究了AlInGaN材料的发光机理 ,发现其发光强度随时间变化 (荧光衰退寿命 )不是指数衰减 ,而是一种伸展的指数衰减 .通过对这种伸展的指数衰减特性的研究 ,发现AlInGaN发光来自于局域激子的复合 ,且这种局域化中心呈现量子点的特性 ,延伸指数衰减行为是由不同局域态之间的局域激子的跳跃 (hopping)造成的 .此外 ,进一步研究了荧光衰退寿命随发光能量的变化关系和发光的辐射复合和非辐射复合特性 。