红外物理学引言及若干新进展

红外是指电磁波谱中或光量子波谱中界乎可见光和微波之间的广阔谱区,它相应的电磁波长从0.76微米到1000微米,光量子能量从约1电子伏到1毫电子伏左右。红外物理是研究这一波段电磁波或电磁辐射的产生、传播和与物质的相互作用、接收以及应用的科学,是凝聚态物理和光学(包括应用光学)相互交叉结合形成的学科。红外物理的研究和发展历史表明,它是红外光电子技术应用及其他有关高技术应用的物理基础和先导,有广深的应用背景,在经济建设、国防建设,乃至人们日常生活中都有许多重要和直接的应用。

掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能研究

采用俄歇电子能谱、原子力显微镜、拉曼散射分析、傅里叶红外光谱和红外椭圆偏振光谱等设备 ,对射频等离子增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石薄膜的微观结构和红外光学性能进行了研究 .结果表明 ,薄膜中氮含量随工艺中氮气 /甲烷流量比的增加而增加并趋于饱和 .光谱中 CH键吸收峰 (2 85 9～ 310 0 cm- 1 )逐渐消失 ,而且 CNH键(16 0 0 cm- 1 )、C≡ N键 (2 2 0 0 cm- 1 )和 NH键 (32 5 0 cm- 1 )对应的红外吸收峰强度随氮含量的增加而增加 .拉曼散射中G峰向小波数方向位移和峰值展宽的现象说明薄膜中形成了非晶的氮化碳结构 ,与原子力显微镜显示的薄膜中富氮的非晶纳米颗粒相对应 .偏振光谱分析认为 ,富氮纳米颗粒的存在导致了薄膜在红外波段折射率由 1.8降低到 1.

准二维电子系统的远红外栅压比谱

讨论应用快扫描傅里叶变换光谱仪研究异质结表面及量子阱中二维电子气的高频动力学性质，利用制备有金属栅极的异质结样品的肖特基场效应特性，通过光谱仪控制栅压门电源交替选择栅压扫描，获得了二维电子气的吸收栅压比谱，由此观察到该低维系统的几类基本红外激发，包括回旋共振。

Ⅱ-Ⅵ族半导体远红外反射光谱与电学参量

测量了Ⅱ－Ⅵ族半导体材料Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ、ＺｎＳｅ等的远红外反射光谱，拟合得到样品的载流子浓度、迁移率。

非完整红外反射光谱中介电函数推算方法的改进

报道了谐振子模型和Ｋｒａｍｅｒｓ－Ｋｒｏｎｉｇ关系相结合在晶体长波光学声子红外反射光谱上的应用。

LNO薄膜的射频磁控溅射制备及其电学性能与红外吸收性能

用磁控溅射法在S i(111)基片上以不同溅射功率沉积LaN iO3(LNO)薄膜,基片温度370℃,对沉积的薄膜样品进行快速热退火处理(500℃,10 m in)。使用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)精确测量不同溅射功率沉积的LNO薄膜退火前后的组分情况。分析发现:LNO薄膜经退火处理后,其中的N i/La的比值随着溅射功率增大而越接近理想比1:1,其导电性能也越好。另外,我们以相同工艺制备了不同厚度的LNO薄膜顶电极,四探针电阻测试仪和红外椭圆偏振光谱仪测试其电学与红外吸收性能,实验发现:(1)LNO薄膜的电阻率随膜厚的增加而降低,在大约300 nm厚时略又有增加趋势;(2)LNO薄膜的红外吸收系数随其厚度的增加而增加,且随红外波长的增大而减小。

GaAs/AlGaAs异质结中二维电子气的回旋共振研究

采用栅压比谱的方法，研究了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ异质结中二维电子气（２ＤＥＧ）的回旋共振。观察到由于子能带－朗道能级耦合所引起的回旋共振峰强度随磁场的振荡行为．由回旋共振频率ωｃ确定了子能带电子的回旋共振有效质量ｍ＊，通过对共振峰线形的拟合，获得二维电子气浓度Ｎｓ、电子散射时间τ和迁移率μ．由子能带－朗道能级的共振耦合测量了不同栅压下的多个子能带间的能量间距．

半导体量子点的尺寸分布对其荧光的影响

基于量子局域模型，用类似Ｋａｎｅ平均场方法和Ｌｉｆｓｈｉｔｚ几率观点获得半导体量子点体系的光荧光谱．对直径为ｄ的半导体量子点尺寸用对数高斯或高斯分布描述，研究表明：光荧光谱的线型在短波边不对称，与实验观测一致；尺寸服从一定的分布导致光荧光峰红移，可用于获得表观激子束缚能；

Cu^(2+)对luminol-碱性水溶液声致荧光的影响

实验表明 ,Cu2 + 增强了 luminol-Na OH水溶液和 luminol-Ca( OH) 2 水溶液的声致荧光强度 ,并使这两种水溶液的最大声致荧光峰分别发生了 6nm和 9nm的红移 ;Cu2 + 减弱了 luminol-Na2 CO3 水溶液的声致荧光强度 ,并使其最大声致荧光峰发生了 5nm的蓝移 ;但是 ,Cu2 + 并未对上述三种溶液的声致荧光的发射波长范围 3 70～ 750 nm产生明显影响。上述结果至少可以证明 ,这三种 luminol-碱性水溶液或许能成为一类声致荧光发光体系而用于检测 Cu2 + ,甚至其他离子。

表面固定电荷对Hg_(1-x)Cd_xTe光导探测器性能的影响

研究了表面固定电荷密度对ＨｇＣｄＴｅ光导探测器性能的影响，计算结果表明，表面固定电荷对器件的性能有着重要的影响，选择合适的钝化工艺，控制表面固定电荷密度。

应变CdTe/Cd_(0.633)Mn_(0.367)Te单量子阱结构的光致发光谱

本文报道应变CdTe／Cd0.633Mn0.367Te单量子阱中光致发光光谱．结合理论计算得到导带不连续因子Qc为0．92±0．01．讨论了量子阱中的能带填充效应．实验发现量子阱中的发光结构在整个测量温度下（20～200K）都为激子跃迁，其线型展宽主要由纵光学声子决定．高温下此量子阱中辐射复合效率降低的主要机制是载流子热激发出势阱，并伴随着在势垒中的非辐射复合．

光抽运太赫兹探测技术研究ZnSe的光致载流子动力学特性

利用光抽运-太赫兹探测技术,研究了ZnSe的载流子弛豫过程和太赫兹波段电导率的时间演化过程.在中心波长为400 nm的抽运光作用下,ZnSe的载流子弛豫过程用双指数函数进行了很好的拟合,其快的载流子弛豫时间和慢的载流子弛豫时间均随抽运光密度的增加而增大.快的载流子弛豫时间随抽运光密度的增加而增大与样品中的缺陷有关,随着激发光密度的增加,激发的光生载流子浓度增大,缺陷逐渐被光生载流子填满,致使快的载流子弛豫时间增大;慢的载流子弛豫时间随着抽运光密度增加而增大主要和带填充有关.不同抽运光延迟时间下ZnSe在太赫兹波段的瞬态电导率用Drude-Smith模型进行了很好的拟合.对ZnSe光致载流子动力学特性的研究为高速光电器件的设计和制造提供了重要的实验依据.

硫化锌薄膜的原子层沉积生长及表征

为满足硫化锌(ZnS)薄膜在光学薄膜领域进一步应用的要求,基于原子层沉积(Atomic Layer Deposition,ALD)技术在130℃温度下以二乙基锌(DEZ)和硫化氢(H_2S)为反应源,在砷化镓(GaAs)衬底表面沉积了ZnS薄膜。用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析了样品的表面形貌和膜界面特性,用X射线衍射仪(X-ray Diffraction,XRD)分析了薄膜的结构特性,并通过X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)分析了薄膜的化学成分.研究了厚度对薄膜结构和形貌的影响。结果表明,得到的ZnS薄膜为多晶结构,薄膜的厚度随循环数线性增加,速率为1.45A/cycle。对在75℃温度下烘烤48 h后的薄膜进行了XPS分析,得出的Zn/S比为1.07:1,表明烘烤除去了薄膜中残存的H_2S。以较短生长时间得到的较薄的薄膜具有更好的表面平整度和更致密的结构。

n型AlAs/GaAlAs量子阱子带间正入射吸收跃迁振子强度

对ｎ型电子有效质量各向异性半导体量子阱，给出了子带间正入射吸收的振子强度解析表达式．这种子带间的跃迁有束缚基态到束缚的激发态的，有束缚基态到扩展的激发态的．以ＡｌＡｓ／ＧａＡｌＡｓ为例研究了量子阱生长方向。

量子台阶上准束缚电子能态光学性质研究

给出量子台阶上准束缚电子能态间的跃迁特性，通过理论计算模型中等效电子波函数相干长度对量子台阶光学特性的影响，提出一种对电子波函数相干长度行为的实验研究途径．

GaP:N液相外延层中杂质对PL谱的影响

借助低温光致发光方法测量了ＧａＰＮ双液相外延材料ＰＬ谱，结果表明：辐射复合效率高的材料ＰＬ谱基本上由孤立Ｎ和ＮＮｉ等束缚激子尖锐峰组成；发光效率较低的ＰＬ谱含有ＤＡ对辐射跃迁的钟形谱上迭加ＮＮｉ峰．分析了谱峰的性质。

GaP：（N）的背景光谱和发光尖峰

获得高分辨ＧａＰ：（Ｎ）光致发光光谱，观察到等电子陷阱束缚激子发光中ＬＯ（Γ）和ｌｏｃ多声子发射，其强度分布符合治松分布。将声子伴带区分为直接光跃迁和间接光跃迁，并进行了相应讨论．还观察到局域声子效应─—光谱相似定律和相当显著的背景光谱．

铁电半花菁染料Langmuir-Blodgett膜

通过静态电荷积分法测量出６６层半花菁Ｚ型ＬＢ膜在室温下的热释电系数为１２μＣｍ-２Ｋ－１,其品质因数ＦＤ＝３５μＣｍ－２Ｋ－１．再由其所观测到的电滞回线现象可证实它还具有铁电性,进而表明其热释电效应较强．

BaTiO_3薄膜的磁控溅射生长及特性研究

用射频磁控溅射方法制备了 Ba Ti O3 (BT)薄膜。用扫描电镜 (SEM)观察了 Ba Ti O3 薄膜表面形貌、截面结构。电子探针分析表明样品具有良好的组份均匀性。

CdTe-HgCdTe界面的电导机制

本文研究了ＣｄＴｅ和ｎ型、ｐ型Ｈｇ０．５３Ｃｄ０．４７Ｔｅ界面的电学特性．ｎ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构强反型区开始处的电导峰是表面处禁带态辅助的间接隧穿引起的；而ｐ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构的强反型区电导出现两个振荡峰，是体陷阱辅助的价带电子到表面反型层二维子带的隧穿引起的，而耗尽区的电导峰则为界面态产生复合．指出ｐ型和ｎ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构隧穿电导的差别是：ｐ型ＨｇＣｄＴｅＭＩＳ结构隧穿对表面处的禁带态不敏感．并用电导法研究ＣｄＴｅ／ＨｇＣｄＴｅ界面态在禁带中的分布。