锗硅量子阱结构带间吸收边研究

利用光电流谱的方法对锗硅量子阱结构的带间吸收边进行了研究.实验观察到了在不同的偏压和温度下,锗硅量子阱结构的带间吸收边谱线发生了有规律的变化.通过对锗硅量子阱材料的光电流谱的带间跃迁吸收边的拟合,得到了硅导带到锗价带的能带宽度分别为1.043 eV和1.050 eV.随着外加电场的增强,带边的吸收曲线向低能方向移动.通过理论计算得到了带间跃迁吸收边的漂移量与外加电场的关系,并与实验吻合较好.随着温度的降低,带间吸收边向高能方向偏移,对于这一现象给出了定性的解释,并通过拟合得到了禁带宽度随温度的变化率.

半导体超晶格子带间跃迁光吸收理论研究

从理论上研究了半导体超晶格子带间跃迁的光吸收性质,以GaAs/AlxGa1-xAs超晶格为例进行数值计算,分析了该材料的吸收系数随入射光光子能量、光场强度和超晶格结构参量(阱宽,垒宽,势垒高)的变化关系·计算表明:随着入射光光子能量的变化,出现非对称的吸收峰;光强只改变吸收系数大小;超晶格结构参量会改变吸收谱的谱宽和吸收峰所对应的入射光频率·随着超晶格阱宽(垒宽)的增大,吸收谱由宽变窄,吸收峰红移;随着超晶格Al组分变大,吸收谱变窄·

SiGe/Si多量子阱中的光致子带间吸收研究

本文论述了硅锗量子阱中的光致子带间吸收的机理 ,并在实验中探测 Si Ge/Si量子阱价带间的红外光致吸收 .载流子由氩离子激光器作为光泵浦源产生 ,所导致的红外吸收由一个步进式傅里叶变换光谱仪来探测 .在硅锗量子阱中的光致吸收有两个来源 :类似单一掺杂的 Si Ge薄层的体吸收的自由载流子吸收 ,及量子阱价带的子带间吸收 .实验探测了 TE和TM偏振方向的吸收 .TM偏振方向的吸收是由偏离布里渊带中心的载流子的跃迁所造成的 .

掺杂浓度和温度对δ掺杂的AlxGa1-xAs/GaAs双量子阱系统电子态结构和子带间光学吸收系数的影响

在有效质量近似下,通过自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了在温度不为零时δ掺杂的AlxGa1-x As/Ga As双量子阱系统的电子态结构.研究了温度和掺杂浓度对双量子阱系统子带能级、费米能量、及子带间线性光学吸收系数的影响.研究发现,系统的本征能量随温度升高或随掺杂浓度的增大而增加;费米能量随温度升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加;子带间总的吸收系数随温度的升高而减小,随掺杂浓度的增大而增加.除子带间跃迁3->6,4->5随温度升高线性光学吸收系数增加外,其他各主要子带间跃迁随温度升高线性光学吸收系数而减小;各子带间线性光学吸收系数随掺杂浓度的增大而增加.

混相ZnO/ZnMgO多量子阱中电子子带间跃迁光吸收

考虑内建电场的作用,讨论ZnO/Zn1-xMgxO多量子阱(MQW)阱间耦合、尺寸和三元混晶效应对电子子带间跃迁光吸收的影响。利用有限差分法自洽求解导带中电子的Schrodinger方程和Poisson方程,获得MQW体系电子在基态、第一激发态、第二激发态能级和相应的波函数。采用费米黄金法则分别求出纤锌矿和闪锌矿两种结构子带间跃迁光吸收系数,并采用权重模型,拟合两种结构在0.37<x<0.62的混相区间光吸收系数。结果表明:在内建电场的作用下,量子阱数目(Nqw)、尺寸和混晶组分可有效调节MQW结构的光吸收系数,提高光电器件的光吸收效率。光吸收系数峰值随着Nqw的增加先发生红移然后蓝移,随着阱宽和组分的增加而发生蓝移。所得结果可为红外光电器件的制备和相关实验提供参考。

纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中电子的带间跃迁光吸收

考虑纤锌矿ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO非对称双量子阱中内建电场的作用,运用有限差分法自洽求解导带(价带)薛定谔方程和泊松方程,得到系统中电子(空穴)的能级和波函数,进一步采用黄金费米法则求得电子带间跃迁的线性和非线性光吸收系数及折射率变化.结果显示,由于ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO双量子阱中MV/cm量级的强内建电场,系统对尺寸和组分的调节作用较为敏感.当左阱宽度较小和中间垒达到一定宽度时,双阱的耦合作用增强;在给定阱垒宽度时,势垒的内建电场均随Mg组分的增加而增加,导致导带电子和价带空穴能级差变大且电子与空穴的空间分离,吸收峰及折射率变化峰值发生蓝移且相应峰值减小;随着中间垒宽度增加,相应峰值减小且发生红移;随着右阱宽度的增大,相应峰值先增后减且发生红移.此外,入射光强度可调节光吸收系数及折射率变化,随着光强的增加,光吸收系数及折射率变化峰值减小.

SiGe/Si多量子阱中垂直方向红外吸收及共振色散效应

用垂直入射的中红外光束调制非掺杂SiGe Si量子阱中光致子带间吸收 .氩离子激光器作为子带间跃迁的光泵浦源在阱中产生载流子 ,红外调制光谱用步进式傅立叶变换光谱仪记录 .实验中观察到明显的层间干涉效应及与子带间跃迁有关的色散效应 .理论和实验分析认为样品折射率变化造成的位相调制可以补偿吸收所造成的幅度调制 .

隧穿展宽对超晶格子带间光吸收饱和的影响

本文运用Kronig—Penney模型新形式,研究超晶格子带间光吸收的三阶非线性效应,发现不论量子阱参数(如阱宽、垒宽和垒高等)如何改变,光吸收饱和强度与隧穿谱宽之间存在着一种较普遍的关系,并阐明了这种依从关系的物理机制。

纤锌矿结构ZnO/Mg_xZn_(1-x)O量子阱中带间光吸收的尺寸效应和三元混晶效应

对于纤锌矿结构ZnO/MgxZn1-xO有限深单量子阱结构,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,利用有限差分法和自洽法数值求解Schr?dinger方程和Poisson方程,获得电子(空穴)的本征能级和本征波函数.进而,采用费米黄金法则讨论带间光吸收的尺寸效应和三元混晶效应.结果表明:三元混晶材料MgxZn1-xO中Mg组分的增加会增强垒层和阱层的内建电场强度,使得电子(空穴)平均位置靠近左(右)垒,导致带间跃迁吸收峰呈指数减小且发生蓝移;ZnO/MgxZn1-xO量子阱带间跃迁吸收峰随阱宽增大而减小,吸收峰发生红移.所得结果可为改善异质结构材料和器件的光电性能提供理论指导,以期获得实际应用所需的光学吸收频谱和波长.