CdS_xSe_(1-x)/ZnS(核/壳)量子点的光谱截面及其掺杂光纤的传光特性

测量了不同组份比例x的CdS_xSe_(1-x)/ZnS(核/壳)量子点的吸收谱和发射谱,确定了量子点的吸收系数、吸收截面和发射截面.量子点吸收截面随粒径的增大而增大、随x的增大而减小.采用紫外固化胶,制备了掺杂浓度为0.1~5mg/mL的CdS_(0.4)Se_(0.6)/ZnS量子点光纤,测量了不同掺杂浓度量子点光纤中473nm泵浦功率的吸收衰减速率.吸收衰减速率和吸收截面弱关联于掺杂浓度.测量了光致荧光光谱强度随光纤长度和量子点浓度的变化.量子点光纤的光致荧光峰值强度随掺杂浓度和光纤长度变化而变化,且存在一个与最大峰值强度对应的饱和掺杂浓度和光纤长度.本文的实验结果有助于进一步构建新型的CdS_xSe_(1-x)/ZnS量子点增益型光电子器件.

稀磁掺杂Mn_xGe_(1-x)量子点的制备及应用

作为一种新兴的稀磁掺杂半导体材料,Mn_xGe_(1-x)量子点的自旋电子学性能在最近几年内取得了较为重大的突破。本文针对现有Mn_xGe_(1-x)量子点的稀磁掺杂制备方法及与制备方法相关联的磁电子学性能展开论述,并详细介绍了Mn_xGe_(1-x)量子点在生长过程中Mn原子与生长表面之间的相互作用、形貌转变以及迄今为止对基于这种纳米材料进行的自旋电子学应用的尝试。最后,展望了Mn_xGe_(1-x)量子点未来研究的重点和亟待解决的问题。

分子束外延制备稀铁磁性Mn_xGe_(1-x)量子点研究进展

稀磁半导体(Diluted magnetic semiconductors,DMSs)能同时利用电子的电荷和自旋特性,从而具有了半导体材料和磁性材料的双重性能,它利用载流子及其自旋,使自旋电子器件应用于信息存储、传输、处理成为可能。因而,作为微电子产业的重要组成部分,Mn掺杂的Ge量子点(Quantum dots,QDs)稀铁磁性半导体材料由于具备与当今Si基微电子学技术的兼容性以及具有比Ⅲ-Ⅴ族DMSs更高居里温度(Curie temperature,T_C)的可能性而引起广泛关注。制备的Mn_xGe_(1-x) QDs自旋电子器件具备小尺寸、低能耗、数据处理快、集成度高、稳定性好等优异性能,对未来自旋电子器件的发展起到举足轻重的作用。虽然,由Mn掺杂的Ⅳ族Mn_xGe_(1-x) QDs DMSs材料被认为是实现室温可操控性电子自旋器件以及可控铁磁性能的理想材料候选者。但想要制备高性能、高稳定性的Mn_xGe_(1-x) QDs DMSs材料依旧面临诸多挑战。其一,虽然通过提高基质中磁性掺杂剂的浓度可以使系统获得高的T_C,但Mn掺杂剂在Ge中的极限溶解度值远低于致使系统获得高T_C的掺杂剂浓度值;其二,Ge_(1-x)Mn_x QDs中高的Mn掺杂浓度容易导致金属间析出相(如:Mn_5Ge_3和Mn_(11)Ge_8)的形成;其三,Mn掺入到Ge QDs中需要低的生长温度和低的表面扩散率,而QDs的自组装生长总是需要高的生长温度和高的表面扩散率,即实现更高的亚稳态掺杂水平可能是增强DMSs的T_C的主要限制因素;其四,铁磁性和高T_C的起源和增强机制的理论解释仍不明确,值得深入探究。因此,近年来研究者们主要从选择合适的生长参数,优化Mn_xGe_(1-x) QDs薄膜的制备工艺方面不断尝试,并取得了丰硕的成果。其一,Mn_xGe_(1-x) QDs的T_C提高至400K以上;其二,明确了金属间析出相(Mn5Ge3和Mn11Ge8)的T_C分别为296K和270K,其T_C趋于室温;其三,发现了电场控制铁磁性能和磁运输性能,首次将电场控制铁磁性温度提高至300K,并将其归结为量子限制效应;其四,由于Mn_xGe_(1-x) QDs中量子效应的存在,硼(B)的调制掺杂可以增加Mn_xGe_(1-x) QDs中的空穴浓度,从而增强其T_C。本文归纳了Mn_xGe_(1-x)稀铁磁性半导体材料的研究进展,重点归纳了分子束外延(Molecular beam epitaxy,MBE)制备稀铁磁性Mn_xGe_(1-x) QDs的研究进展。并分别介绍了各生长参数对Mn_xGe_(1-x) QDs的形态及其磁性能的影响。分析了目前研究中仍待解决的难点,展望了该材料在微电子领域的应用前景。

用于中间带太阳电池的InAs/GaAs_(1-x)Sb_(x)量子点研究

使用8带k.p理论模型对不同Sb元素组分的InAs/GaAs_(1-x)Sb_(x)量子点进行了模拟计算。模拟结果显示InAs/GaAs_(1-x)Sb_(x)量子点在覆盖层中的Sb元素组分增加到14%后会使其能带结构转变为Ⅱ类。在这一转变过程中,载流子的波函数显示电子基态的位置基本不变,始终坐落于量子点内,而空穴基态则在Sb元素组分为10%-14%时从InAs量子点区域移动到GaAsSb覆盖层中,并最终产生电子和空穴的空间分离。研究还表明了增大量子点尺寸会削弱其子带能级间的分离趋势,进而降低量子点的带间跃迁能量。

掺杂Cd的水溶性荧光ZnSe/MPA量子点显现胶带手印方法

目的探索水溶性荧光量子点溶液——掺杂镉的硒化锌(ZnxCd(1-x)Se)对胶带手印的显现方法。方法以巯基丙酸(MPA)为修饰剂合成了掺杂Cd的水溶性荧光ZnSe/MPA量子点,利用它显现水浸胶带及粘连胶带上的油汗指印,并在365nm下拍照成像。结果良好的显现出水浸胶带上的指印以及粘连胶带上的指印。与常规方法相比,优势更为明显。结论水溶性荧光量子点ZnxCd(1-x)Se溶液显出的指印纹线细腻流畅,在法庭科学领域具有很好的应用前景。

ZnO对硫硒化镉量子点玻璃发光性能的影响

以CdS、Se、Zn粉和玻璃基质为原料,采用高温熔融法制备了CdS_xSe_(1-x)量子点硅酸盐玻璃,研究了ZnO含量对CdS_xSe_(1-x)量子点发光玻璃微观结构及发光性能的影响。结果表明:ZnO对CdS_xSe_(1-x)量子点玻璃的发光性能有显著的影响,紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析结果说明在470 nm蓝光激发下,掺Zn O的CdS_xSe_(1-x)量子点玻璃中CdS_xSe_(1-x)量子点处于强限域区,出现了强烈的带边激子发射现象,证明量子点具有明显的量子尺寸效应。当样品中ZnO的质量分数为13%时,荧光光谱峰强最大,半峰宽最窄。

CdSxSe1-x/ZnS（核/壳）量子点的光致荧光寿命

采用紫外-可见-近红外分光光度计和稳态/瞬态荧光光谱仪,分别测量了离散在水溶液中的CdSxSe1-x/ZnS量子点的吸收-辐射荧光谱以及及荧光强度随时间的变化,得到了荧光寿命随粒径、x和温度的变化。荧光寿命主要取决于量子点带间的直接跃迁,缺陷态间接跃迁的影响为次。得到了荧光峰值波长和荧光寿命随粒径、x变化的经验公式。结果表明:荧光寿命随粒径增大而增大,随S组分增加而减小,且对温度的变化不敏感;当量子点粒径为4.06~9.22nm、x为9.45~0.366、温度为15~55℃时,荧光寿命为2.51~3.22μs。

CdS_xSe_(1-x)量子点异常的变温光致发光谱特性研究

采用一种简单的旋涂热蒸发方法在InP衬底上制备出CdSxSe1-x量子点.利用变温光致发光谱(温度范围:10～300K)研究CdSxSe1-x量子点的光学特性.在温度为180～200K范围内,光致发光谱的积分强度随温度升高呈现出一种异常现象.当温度由10K升至300K时,带隙能红移61.34meV.根据Vegard定律,由X射线衍射数据和室温光致发光谱峰位能量计算得到CdSxSe1-x量子点中S和Se的成分比为0.9:0.1.此外,通过光致发光谱峰位能量和曲线拟合得到CdS0.9Se0.1量子点材料Varshni关系参数为:α=(3.5±0.1)10-4eV/K,β=(210±10)K.