基于GaInAs/AlInAs中红外量子级联激光器的自洽电子子带能级结构研究

中红外(Mid-infrared,MIR)量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)已被广泛应用于定向红外对抗、自由空间光通信、痕量气体传感等重要领域。利用Nextnano++软件进一步完善了自洽计算基于MIR QCL器件的薛定谔方程和泊松方程的理论方法。针对InP衬底上生长的GaInAs/AlInAs多量子阱MIR QCL器件,研究了四能级双声子共振QCL结构中有源区的电子子带能级结构,并对这些子带能级随器件工作温度、驱动电场、注入区掺杂浓度等变化的规律进行了系统研究,获得了与实验结果一致的理论结果。此工作为MIR QCL器件的生长和制备提供了理论设计和研究方法,为了解器件工作条件提供了理论预期,也为进一步提高MIR QCL的发光功率和效率提供了理论研究支撑。

单层二硫化钼的磁光电导率研究

考虑外加磁场导致的量子化朗道能级以及邻近效应诱导产生的交换作用,采用无规相近似(Random-phase approximation,RPA)下的介电函数对单层二硫化钼(Monolayer molybdenum disulfide,ML-MoS_(2))的纵向磁光电导率进行理论研究。探究了磁场、邻近效应诱导产生的交换作用等因素对纵向磁光电导率的影响。在太赫兹(Terahertz,THz)频段,可以看到由导带内电子跃迁所贡献的两个磁光吸收峰。在可见光频段,可以观察到从价带到导带电子跃迁所贡献的多个磁光吸收峰。研究结果表明,邻近效应诱导产生的交换作用和磁场强度对纵向磁光电导率有重要的影响,单层二硫化钼可应用于可见光到太赫兹频段的自旋电子学和谷电子学磁光器件。

强磁场下氮掺杂金刚石中法拉第旋转效应的偏振太赫兹时域光谱测量

氮掺杂金刚石(N-D)是最重要的碳基电子材料之一,由于氮相关色心的存在,其具有许多有趣而独特的物理特征。文章中研究了等离子体化学气相沉积法生长的N-D样品的太赫兹(THz)磁光特性。应用偏振THz时域光谱(THz TDS)技术,在0~8 T磁场和80 K温度条件下,测量了N-D样品在法拉第几何结构下的THz透射光谱,得到了N-D材料的法拉第旋转角和椭偏率、复横向(或霍尔)磁光电导率以及复左、右旋介电常数随磁场的变化规律。结果表明,N-D材料具有优良的THz磁光法拉第旋光效应,可应用于THz旋光器件。