不同In组分及阱宽的InGaAs/GaAs应变量子阱的表面光伏谱

本文采用表面光伏谱方法，对不同组分及阱宽的ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱进行了变温表面光伏谱测量．利用形变势模型理论计算，对样品的表面光伏谱进行指认，理论与实验符合得很好．

InGaAs/GaAs应变量子阱的光谱研究

分别用光致发光谱(PL)、光伏谱(PV)及时间分辨谱(TRPL)的方法,测量了应变InGaAs/GaAs单量子阱和多量子阱在不同温度下的光谱,发现单量子阱与多量子阱有不同的光学性质。多量子阱PL谱发光峰和PV谱激子峰的强度与半高宽都比单量子阱的大,但单量子阱的半高宽随着温度的升高增大很快,这是由激子 声子耦合引起的。通过时间分辨谱研究发现了量子阱子能级之间的跃迁,多量子阱的发光寿命明显比单量子阱的长。我们利用形变势模型对量子阱的能带进行了计算,很好地解释了实验结果。

InAs/GaAs/InP及InAs/InP自组装量子点室温PL谱的研究

用五带 k· p模型计算 In As/ Ga As/ In P及 In As/ In P的室温 PL谱的能级分布 ,分析PL谱峰值 .发现 Ga As的张应变层影响 PL峰值位置 ,与 In As/ In P量子点相比 ,In As/Ga As/ In P量子点 PL谱峰值有明显红移 。

In_xGa_（1－x）As缓冲层上In_yGa_（1－y）As／（Al）Ga

本文中，发现在Ｉｎ＿ｘＧａ＿(１－ｘ)Ａｓ缓冲层上非故意掺杂的ＩｎｙＧａ＿(１－ｙ)Ａｓ／（Ａｌ）ＧａＡｓ超晶格样品中存在着两个互相反向的自建电场区，一个位于样品表面，另一个位于Ｉｎ＿ｘＧａ＿(１－ｘ)Ａｓ缓冲层和超晶格界面．据此，合理地解释了样品的光伏测试结果，并对此类样品的ＭＯＣＶＤ生长工艺给予指导．

Zn_(1-x)Cd_xSe/ZnSe多量子阱光伏效应研究

测量以GaAs为衬底的Zn1-xCdxSe/ZnSe应变层多量子阱在不同温度下(18～300K)的光伏谱,研究Zn1-xCdxSe/ZnSe多量子阱的光伏效应和带间激子跃迁.实验结果表明,Zn1-xCdxSe/ZnSe量子阱具有显著的量子限制效应,从18 K直至室温,都能观测到清晰的激子跃迁峰,说明Zn1-xCdxSe/ZnSe是制作室温下工作的蓝绿激光器等发光器件的合适材料.

InGaAs/GaAs应变单量子阱的表面光伏谱

采用表面光伏谱方法，测量了应变ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ单量子阱在不同温度下光伏效应．结合理论计算对样品表面光伏谱的谱峰进行了指认，分析了量子阱内子能级间的跃迁能量。

张应变、长波长In_(1-x)Ga_xAs_yP_(1-y)/InP量子阱材料的光荧光谱实验研究

给出了具有二三个量子阱的Ｉｎ１－ｘＧａｘＡｓｙＰ１－ｙ／ＩｎＰ张应变量子阱材料的光荧光谱及ｘ射线双晶衍射摇摆曲线，指出了光荧光峰为量子阱中导带子带和价带子带间本征复合机构所致。理论上分析了光荧光谱中双峰强度比随温度变化的关系，理论计算和实测结果基本一致。

光抽运半导体激光器增益特性研究

以InGaAs/GaAs应变量子阱材料为例,介绍了考虑能带及波函数的混合效应的6×6Luttinger-Kohn哈密顿量,提出用有限差分法求解含Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程,数值模拟得到导带和价带的能带结构,计算应变量子阱的跃迁矩阵元,进而用Lorentzian线形函数计算材料增益。讨论了量子阱阱宽、注入载流子浓度、温度等因素对量子阱材料增益的影响。计算结果表明,压应变使得量子阱有效带隙增大,降低了材料增益的透明电流密度,继而降低器件的阈值,改善器件的输出特性;增益峰值波长和发射波长之间合适的偏差,会使光抽运半导体激光器的阈值电流和工作电流随温度有较小的变化。

宽光谱太阳能电池

太阳能电池的光谱响应特性和光电转换效率与光伏材料的微观能带结构及其宏观组装方式密切相关。无论使用哪种光伏材料,普通单结或单层太阳能电池都只能对部分波段的太阳光进行有效利用。宽光谱研究的目标是要使太阳能电池更好地利用太阳光谱所覆盖的全部波段范围的能量,从而提高太阳能电池光电转换效率。本文从化学角度综述了实现宽光谱太阳能电池的基本方法和当前的研究进展,其中包括叠层太阳能电池、中间带太阳能电池、量子点太阳能电池、热光伏太阳能电池、上转换和下转换、分子基柔性太阳能电池等方法。

光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性数值模拟

为了深入研究光抽运垂直外腔面发射激光器的增益特性，以InGaAs／OaAs应变量子阱系统为例，建立了将带隙、带边不连续性计算和带结构计算系统结合起来的完整体系，考虑在应变影响下能带及波函数的混合效应。利用有限差分法对含6×6Luttinger-Kohn哈密顿量的有效质量方程精确求解，得到了InGaAs／GaAs应变量子阱导带、价带的能带结构和包络函数，然后选用Lorentzian线形函数，数值模拟了量子阱的材料增益谱和自发辐射谱。最后讨论了阱宽、载流子浓度、温度等因素对量子阱材料增益的影响，为光抽运垂直外腔面发射激光器的优化设计提供了理论依据。

柔性环境应变对InGaAsP量子阱材料增益的影响

本文采用k×p方法,从能带结构出发,研究了柔性环境应变对于InGaAsP量子阱增益的影响.计算出在不同注入载流子浓度情况下,垂直(z)方向和水平(x)方向应变对于不同组分InGaAsP量子阱TE,TM模增益谱的影响,发现z方向压应变的主要作用是使TE模的增益峰位置发生蓝移,并提高TM模的增益峰的数值;x方向压应变使TE增益峰位置发生红移、TM模增益峰位置发生蓝移,并降低TM模增益峰的数值.而z方向张应变的主要作用是使TE模的增益峰位置发生红移,并降低TM模的增益峰的数值;x方向张应变使TE增益峰位置发生蓝移、TM模增益峰位置发生红移,并提高TM模增益峰的数值.进一步得出为保持InGaAsP量子阱材料增益的波动变化量不超过30%、增益峰位置移动量不超过20 nm,柔性环境对其施加的应变应控制在3‰以内.