本文關(guān)鍵詞：Ⅱ型能帶結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的光學(xué)特性研究

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【摘要】：半導(dǎo)體量子點(diǎn)(QD)材料具有獨(dú)特的光電特性,在光電子器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本工作主要通過(guò)熒光譜(Photoluminescence,PL)、熒光激發(fā)譜(Photoluminescence excitation spectrum,PLE)、時(shí)間分辨熒光譜(Time-Resolved Photoluminescence,TRPL)等多種光致熒光光譜技術(shù)研究Ⅱ型能帶結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)材料的光學(xué)特性。論文主要包括以下內(nèi)容:1.研究Ⅰ型和Ⅱ型能帶結(jié)構(gòu)共存的In_(0.46)Al_(0.54)As/Al_(0.54)Ga_(0.46)As量子點(diǎn)的光學(xué)特性。首先,從低溫下不同激發(fā)強(qiáng)度PL譜中觀察到量子點(diǎn)熒光峰位的快速藍(lán)移和半波寬的增加,這表明In_(0.46)Al_(0.54)As/Al_(0.54)Ga_(0.46)As量子點(diǎn)具有Ⅱ型能帶結(jié)構(gòu)和載流子橫向耦合效應(yīng)。橫向耦合效應(yīng)同樣影響量子點(diǎn)PL譜的溫度行為,隨著溫度增加,量子點(diǎn)熒光峰從較低溫度(35 K)開始便快速紅移且譜線變窄。通過(guò)TRPL譜測(cè)量,我們觀察到In_(0.46)Al_(0.54)As/Al_(0.54)Ga_(0.46)As量子點(diǎn)具有特殊的雙指數(shù)衰減行為,存在443 ps和21.4 ns兩個(gè)時(shí)間常數(shù),表明量子點(diǎn)樣品同時(shí)存在Ⅰ型和Ⅱ型兩種能帶結(jié)構(gòu)。2.通過(guò)PLE、TRPL譜和不同溫度下PL譜,研究連續(xù)態(tài)對(duì)Ⅱ型In_(0.46)Al_(0.54)As/Al_(0.54)Ga_(0.46)As量子點(diǎn)光學(xué)特性的影響。在In_(0.46)Al_(0.54)As/Al_(0.54)Ga_(0.46)As量子點(diǎn)的PL和PLE譜中直接觀察到連續(xù)態(tài)信號(hào),同時(shí),量子點(diǎn)TRPL譜證明連續(xù)態(tài)對(duì)載流子弛豫動(dòng)力學(xué)過(guò)程有很大影響。量子點(diǎn)熒光的超長(zhǎng)上升時(shí)間表明光激發(fā)載流子通過(guò)連續(xù)態(tài)向量子點(diǎn)基態(tài)束縛能級(jí)轉(zhuǎn)移,量子點(diǎn)發(fā)光峰隨溫度的快速紅移以及低溫下半波寬的減小同樣表明連續(xù)態(tài)在載流子弛豫和再分布中起重要作用。3.利用PL和TRPL譜研究液滴外延生長(zhǎng)的GaAs/AlxGa1-xAs量子點(diǎn)環(huán)混合結(jié)構(gòu)的光學(xué)行為。通過(guò)控制AlxGa1-xAs勢(shì)壘層中Al組分,實(shí)現(xiàn)能帶結(jié)構(gòu)從Ⅰ型向Ⅱ型的轉(zhuǎn)變。GaAs/AlxGa1-xAs量子點(diǎn)環(huán)是由4個(gè)量子點(diǎn)耦合成的混合結(jié)構(gòu),量子點(diǎn)高度值的波動(dòng)導(dǎo)致量子點(diǎn)環(huán)發(fā)射峰隨激發(fā)強(qiáng)度反常藍(lán)移等熒光行為,因此TRPL譜成為裁定GaAs/AlxGa1-xAs量子點(diǎn)環(huán)是否具有Ⅱ型能帶結(jié)構(gòu)的重要手段。當(dāng)AlxGa1-xAs勢(shì)壘層的Al含量增加到x=0.6,得到~6 ns的載流子壽命,同時(shí)熒光上升時(shí)間增加到~170 ps,表明量子點(diǎn)環(huán)形成Ⅱ型能帶結(jié)構(gòu)。Ⅰ型向Ⅱ型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變發(fā)生在Al含量為0.45到0.6之間。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O471.1

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1 張丹寧;李定云;孫啟壯;付莎莎;黃朝表;;量子點(diǎn)的制備方法綜述與展望[J];渤海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

2 雷達(dá);沈永濤;馮奕鈺;封偉;;量子點(diǎn)能帶寬調(diào)控研究新進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué);2012年05期

3 宋凱;;量子點(diǎn)閃光的風(fēng)采[J];百科知識(shí);2010年06期

4 孫永偉,馬文全,楊曉杰,屈玉華,侯識(shí)華,江德生,孫寶權(quán),陳良惠;空間有序的量子點(diǎn)超晶格的紅外吸收[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2005年11期

5 湯乃云,陳效雙,陸衛(wèi);尺寸分布對(duì)量子點(diǎn)激發(fā)態(tài)發(fā)光性質(zhì)的影響[J];物理學(xué)報(bào);2005年12期

6 葛傳楠;楊軍;;非平衡格林函數(shù)方法在量子點(diǎn)電流輸運(yùn)問(wèn)題中的應(yīng)用[J];江蘇教育學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年04期

7 王憶鋒;;量子點(diǎn)紅外光子探測(cè)器的研究進(jìn)展[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2008年03期

8 周旺民;蔡承宇;王崇愚;尹姝媛;;埋置量子點(diǎn)應(yīng)力分布的有限元分析[J];物理學(xué)報(bào);2009年08期

9 戚麗;張寶華;吳芳英;;功能化量子點(diǎn)應(yīng)用于無(wú)機(jī)離子和小分子識(shí)別[J];化學(xué)進(jìn)展;2010年06期

10 黃偉其;呂泉;王曉允;張榮濤;于示強(qiáng);;不同氣體氛圍下硅量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)及其發(fā)光機(jī)理[J];物理學(xué)報(bào);2011年01期

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1 楚海建;王建祥;;非均質(zhì)量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)彈性場(chǎng)分析的微擾理論[A];北京力學(xué)學(xué)會(huì)第12屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2006年

2 金鵬;李新坤;安琪;呂雪芹;梁德春;王佐才;吳劍;魏恒;劉寧;吳巨;王占國(guó);;寬增益譜量子點(diǎn)材料與器件[A];第十六屆全國(guó)晶體生長(zhǎng)與材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集-02半導(dǎo)體材料器件及應(yīng)用[C];2012年

3 琚鑫;郭健宏;;量子化表面等離子體極化激元與耦合量子點(diǎn)系統(tǒng)相互作用的格林函數(shù)理論[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

4 王寶瑞;徐仲英;孫寶權(quán);姬揚(yáng);孫征;Z.M.Wang;G.J.Salamo;;InGaAs/GaAs量子點(diǎn)鏈狀結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的研究[A];第十六屆全國(guó)半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

5 黃偉其;劉世榮;;用量子受限模型分析硅氧化層中的鍺低維納米結(jié)構(gòu)(英文)[A];貴州省自然科學(xué)優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文集[C];2005年

6 馬麗麗;邵軍;呂翔;李天信;陸衛(wèi);;不同密度InAs/GaAs自組織量子點(diǎn)的光致發(fā)光比較研究[A];第十六屆全國(guó)半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

7 王寶瑞;孫征;孫寶權(quán);徐仲英;;InGaAs/GaAs鏈狀量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性研究[A];第11屆全國(guó)發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

8 王鵬飛;熊永華;吳兵朋;倪海橋;黃社松;牛智川;;異變生長(zhǎng)GaAs基長(zhǎng)波長(zhǎng)InAs垂直耦合量子點(diǎn)[A];第十五屆全國(guó)化合物半導(dǎo)體材料，微波器件和光電器件學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

9 李燁;涂潔;;砷化鎵量子點(diǎn)太陽(yáng)電池及材料的研究現(xiàn)狀[A];戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展——首屆云南省科協(xié)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

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1 本報(bào)記者　董映璧;俄力推納米研究成果走向應(yīng)用[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

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1 吳榮;用導(dǎo)電原子力顯微鏡研究鍺硅量子點(diǎn)和量子環(huán)的形貌和電學(xué)特性[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

2 林健暉;鍺硅量子點(diǎn)的自組織生長(zhǎng)和微結(jié)構(gòu)的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

3 蔡其佳;鍺硅量子點(diǎn)的制備及退火特性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

4 鄧宇翔;耦合量子點(diǎn)體系的電子輸運(yùn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

5 周海峰;半導(dǎo)體量子點(diǎn)的研究:幻數(shù)尺寸、多模發(fā)射以及不同結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)[D];山東大學(xué);2015年

6 郭祥;InGaAs量子點(diǎn)可控生長(zhǎng)研究[D];貴州大學(xué);2015年

7 劉丹青;氧化鋅納米棒載量子點(diǎn)的制備和光-電性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 宋驤驤;二維類石墨烯層狀材料上量子點(diǎn)的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

9 侯菊英;基于碳量子點(diǎn)熒光技術(shù)快速測(cè)定果汁中的汞離子和有機(jī)磷農(nóng)藥殘留[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

10 楊曦;介觀量子點(diǎn)系統(tǒng)中自旋熱電輸運(yùn)性質(zhì)研究[D];清華大學(xué);2015年

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1 肖，

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