MgO激子束缚能—第一性原理GW-BSE研究

采用第一性原理计算了MgO的电子结构和激子光谱。通过解贝塞尔方程,得到MgO的吸收光谱,同时计算了MgO的激子束缚能。由计算结果知MgO中存在强烈的激子效应,激子束缚能约83 meV。在室温条件下,由于MgO的激子束缚能大于热能,因此激子效应可能对等离子平板显示单元的放电性能产生重要影响。本文还研究了不同布里渊k点密度下的MgO激子光谱,研究结果可帮助理解MgO晶体中激子的物理性质。另外暗激子则被认为是MgO暴露在真空紫外等离子辐射后另一可能的外电子发射源。

掺Sn的纳米TiO_2表面光生束缚激子的验证及其特性

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂Sn的TiO2纳米粒子,并主要利用表面光电压谱(SPS)和电场诱导表面光电压谱(EFISPS)对样品进行了表征,重点探讨了焙烧温度和掺Sn量对TiO2光生电荷性质的影响.同时揭示了样品结构与表面光生束缚激子的关系及其特性.结果表明:与束缚激子相关的光伏响应只在含有金红石相的TiO2样品中出现,且在混晶相中表现得更加显著.掺杂适量Sn不仅提高了纳米TiO2的与带带跃迁相关的SPS响应强度,同时也使与束缚激子相关的SPS响应明显增强.

纤锌矿应变GaN柱形量子点中离子受主束缚激子的带间光跃迁

在有效质量近似基础上,考虑强的内建电场效应,变分计算了纤锌矿结构的GaN柱形量子点中带电量为-e的离子受主束缚激子（A~,X）的发光波长。结果表明,离子受主束缚激子发光波长强烈依赖于量子点的尺寸（高度和半径）、离子受主杂质的位置和垒中Al含量。随着量子点高度、半径及垒中Al含量的增加,离子受主束缚激子发光波长增大。随着离子受主杂质从量子点左边垒中沿z轴方向移至量子点左边界,发光波长先增大,在量子点的左界面附近达到极大值;随着离子受主杂质在量子点内继续右移,发光波长减小,当杂质位于量子点的右边界附近时光跃迁波长达到极小值;进一步右移离子受主杂质至量子点的右边垒中时,发光波长增大。和自由激子光跃迁波长相比,当离子受主杂质位于量子点中心的左边时,杂质的引入使发光波长增大,当离子受主杂质位于量子点中心的右边时,杂质的引入使发光波长减小。

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O盘形量子点中的离子施主束缚激子态（英文）

在有效质量近似下,计算了盘形量子点中离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命.设盘形量子点由有限长的柱形ZnO材料组成,四周被MgxZn1-xO包围,离子施主局域在盘轴.考虑了由于自发极化和压电极化引起的内建电场效应,并在有限深约束势下采用合适的变分波函数进行.计算结果表明,量子盘结构参数(盘高度及垒中Mg组分)和离子施主的位置对离子施主束缚激子的结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命有强烈的影响.随着盘高度的增加,结合能、光跃迁能和振子强度减小,而辐射寿命增加.对含Mg量较高的盘形量子点,盘高度对结合能、光跃迁能、振子强度及辐射寿命的影响更显著.当施主杂质位于量子点的左界面附近时结合能(光跃迁能)有极大(极小)值,而当施主杂质位于量子点的右界面附近时结合能(光跃迁能)有极小(极大)值.

类氢杂质对In_xGa_(1-x)N/GaN和GaN/Al_xGa_(1-x)N量子点中束缚激子态的影响

在考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,运用变分方法研究了类氢施主杂质的位置对Ⅲ族氮化物量子点中束缚激子态的影响.结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心,InxGa1-xN/GaN量子点的高度和In含量大于临界值时,约束在QD中激子的基态能降低,激子态的稳定性增强,在较高的温度下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰,发光波长增大.而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/AlxGa1-xN量子点中激子的基态能降低,杂质可能使在更高温度下观察到GaN/AlxGa1-xN量子点中的激子,发光波长增大.研究发现类氢施主杂质位于量子点上界面时,激子的基态能最小,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子基态能增加,激子的解离温度下降,发光波长减小.

III族氮化物量子点中类氢施主杂质位置对束缚激子结合能的影响

在有效质量近似下,运用变分方法,考虑内建电场效应和量子点(QD)的三维约束效应的情况下,研究了类氢施主杂质在量子点中的位置对III族氮化物量子点中束缚激子结合能的影响。结果表明:当类氢施主杂质位于量子点中心时,对于InxGa1-xN/GaN量子点,量子点高度和In含量存在临界值,当参数大于临界值时,约束在QD中束缚激子的结合能升高,激子态的稳定性增强,提高了激子的离解温度,使人们能在较高的温度条件下观察到半导体量子点吸收谱中的激子峰。而类氢施主杂质总是使束缚在GaN/A lxGa1-xN量子点中激子的结合能升高,载流子被更强的约束在量子点中。说明对GaN/A lxGa1-xN量子点,杂质使人们能在更高温度下观察到量子点中的激子。类氢施主杂质位于量子点上界面时,束缚激子的结合能最大,系统最稳定;随着施主杂质下移,激子结合能减小,激子的离解温度下降。

半导体量子阱中束缚离子激子的研究(英文)

在多维球坐标体系中 ,我们对施主为束缚离子激子用二维方法求解薛定谔方程。研究表明 ,该方法对于半定量分析简便易行 ,并获得了一个重要的质量比σc=0 .5 12。

GaP:N晶体中束缚激子的辐射跃迁及其能量转移

使用调QYAG:Nd激光器的三倍频脉冲光(λ=355nm)激发GaP:N晶体,测量了9.3～72.2K温度范围内样品的光致发光,研究了在10～250ns不同延迟时间的分辨光谱;借助瞬态谱仪和多道分析器测量了PL谱中NN_1、NN_2荧光强度衰减曲线。

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O柱形量子点中离子受主束缚激子的光学性质

在有效质量近似下,考虑内建电场效应,采用变分法详细研究了受限于纤锌矿Mg_xZn_(1-x)O/ZnO/Mg_xZn_(1-x)O圆柱形应变量子点中离子受主束缚激子(A^-,X)的带间光跃迁吸收系数随量子点尺寸、Mg含量和离子受主杂质中心位置的变化情况,并和离子施主束缚激子(D^+,X)及自由激子进行了比较.结果表明:随着量子点尺寸的减小,(A^-,X)的光跃迁吸收强度增强,吸收曲线向高能方向移动,出现蓝移现象.随着Mg含量增加,(A^-,X)的光跃迁吸收曲线蓝移,且吸收强度减弱.随着离子受主杂质从量子点的左界面沿材料生长方向移至量子点的右界面,光跃迁吸收曲线向低能方向移动,出现红移现象.此外,与离子施主束缚激子(D^+,X)相比,随着沿材料生长方向掺入杂质位置的变化,光跃迁吸收曲线移动的方向相反.但不管是掺入离子受主杂质还是离子施主杂质,当离子杂质从量子点的左异质界面沿材料生长方向移至右异质界面时,光跃迁吸收峰的移动量大致相同.

混晶GaAs_(1-x)P_(x):N中等电子杂质束缚激子的发光

在７７Ｋ流体静压和低激发功率密度两种不同实验条件下，对组分ｘ＝０．８８混晶材料ＧａＡｓ＿（１－ｘ）Ｐ＿ｘ：Ｎ的光致发光进行了研究。在发光谱中分别明显地出现ＮＮ＿ｉ（ｉ＝１，３）对束缚激子的发光峰。观察到压力下Ｎ＿ｘ带发光猝灭及谱带窄化。低温下，降低激发功率密度，Ｎ＿ｘ谱带移向低能量位置并且半宽变窄。实验结果表明发生Ｎ＿ｘ束缚激子从孤立Ｎ＿ｘ中心到ＮＮ＿ｉ中心的热激活转移。分析结果说明，在加压和低激发密度下，发生这种转移现象的主导机制分别是多重陷入和变程跳跃．

应变纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O柱形量子点中离子施主束缚激子的光吸收系数:Mg含量和杂质位置的影响

在有效质量近似和偶极矩近似下,考虑内建电场效应和量子点的三维约束效应,采用变分法详细研究了势垒中Mg含量和离子施主杂质中心位置对受限于纤锌矿ZnO/Mg_xZn_(1-x)O圆柱形应变量子点中离子施主束缚激子(D+,X)体系的带间光跃迁吸收系数的影响。计算结果表明:当垒中Mg含量x<0.25时,随着Mg含量的增加,(D^+,X)体系的光跃迁吸收峰向高能方向移动,出现蓝移现象;而当x>0.25时,随着Mg含量的增加,吸收曲线向低能方向移动,出现红移现象。(D^+,X)体系的带间光跃迁吸收峰强度随着Mg含量的增加而减弱。随着离子施主杂质从量子点左边界沿材料生长方向移至量子点右边界时,光跃迁吸收峰发生蓝移。当在量子点中心左侧沿径向移动离子施主杂质时,光跃迁吸收峰向高能方向移动,发生蓝移现象;而当在量子点中心右侧沿径向移动离子施主杂质时,吸收曲线发生红移现象,但离子施主杂质的掺入位置对光跃迁吸收峰强度影响不明显。

GaP中(Zn,O)络合中心束缚激子的复合动力学

本文详细地描述了掺Zn,O 的 P—GaP外延层在高温下进行热处理,它所形成的Zn—O络合中心,这个过程用动力学方程进行了分析讨论.区分了幅射发光的两种激子的基本状态;计算了GaP(Zn,O)固有的发光效率,并讨论了Zn—O对中心浓度、激子寿命对发光效率的影响.

氮化物柱形量子点中离子施主束缚激子态波函数的研究

在有效质量近似和变分原理的基础上,选取三个不同的尝试波函数,研究了纤锌矿结构的InxGa1-xN/GaN柱形量子点中离子施主束缚激子(D+,X)的束缚能随量子点高度L、In含量x及离子施主杂质位置z0的变化规律.计算结果表明:三个不同尝试波函数变分计算得到的束缚能随量子点高度L、In含量x及离子施主杂质位置z0的变化规律一致.但对比三个不同尝试波函数计算所得结果,依据变分原理可知,三参量尝试波函数优越.

量子阱中中性施主束缚激子的性质

在有效质量近似下 ,采用两参数波函数变分地计算了杂质在阱心和阱边两种情况下 ,量子阱中中性施主束缚激子 ( D0 ,X)体系的束缚能和激子质心波函数对于不同阱宽随坐标的分布及粒子间的平均距离随阱宽的变化 ,得到了较好的结果 ,并对结果进行了详尽的分析和讨论 .

静压下GaAs_(1-x)P_x:N(x≤0.88)中N等电子陷阱的束缚激子发光

通过研究77 K温度下不同组份的GxAs_(1-x)P_x:N(x≤0.88)的静压光致发光,在x=0.88的样品中首次观察到NH_3 的发光,压力使N_x谱带窄化及其LO声子伴线的黄昆因子变小等现象。结果表明,压力使得混晶无序效应减弱,加强了激子从N_x?NN_i的能量转移过程。

量子点限制对束缚激子基态能和结合能的影响

用变分法计算了ＧａＡｓ／Ｇａ１－ｘＡｌｘＡｓ材料中束缚激子的基态能和结合能，并对计算结果进行讨论，得出当量子点半径取适当数值时人们有可能在更高温度下观测到量子点中的激子的结论．

流体静压原位调节单量子点中单双激子能量及精细结构劈裂

在对In As单量子点施加流体静压的实验中,使用了带有压电陶瓷的连续加压装置,在低温连续施加流体静压的情况下,可以调节量子点单激子能量兰移约320 me V。在对不同流体静压下单激子发光的二阶关联函数测量之后,证明流体静压并不影响单激子发光的单光子特性。同时通过流体静压,可以实现量子点双激子态由反束缚态到束缚态的转变,并且给出了这一过程的偏振分辨光谱图。最后观察到单量子点精细结构劈裂随流体静压的增加而增加,而且精细结构劈裂的增加量可以达到约150μe V。

电场作用下聚对苯亚胺中的激子行为

从扩展的Ginder Epstein(GE)模型出发,计入静电场,数值模拟了有限长开链聚对苯亚胺(pernigrani line base)中的激子态。计算表明,当场强为零时,激子是自陷(self trapped)束缚的极化子激子;随着电场强度的增加,缺陷将沿电场方向发生移动(无论正反向施以电场);而当E≥3 6×104V/cm时,激子被静电场解离,形成正、负极化子而束缚在链端。本文关于零电场和强电场时的激子行为与李蕾,傅柔励等人关于m LPPP等电致发光材料的结果十分相似,但在弱电场时,并未出现预料中的极化,疑与本文引用的模型有关。