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氧化锌基材料紫外发光性质研究

ZnO是一种宽带隙的半导体材料,室温下它的能隙宽度为3.37 eV,激子束缚能高达60 meV。自从日本和香港的科学家在1997年首次实现了室温光泵浦条件下ZnO薄膜的紫外受激发射以来,ZnO材料的研究已经成为国际光电子领域前沿课题中的研究热点。为了探索波长更短的发光材料,我们采用溶胶凝胶方法制备出了Mg2+离子掺杂的MgxZn1-xO合金薄膜,并系统地研究了它的结构和光学性质。研究表明当x的取值小于等于0.36时,合金薄膜会保持ZnO六角形纤锌矿结构,此时薄膜的能隙宽度可以在3.4 eV到3.93 eV之间调节。从X射线衍射的结果中还可以看到,x = 0.36的合金薄膜是一种亚稳态,当热处理温度在800 ℃以下时它是纤锌矿结构,而在800 ℃以上时就出现了分相。相对来说Mg2+离子浓度较低的薄膜热稳定性较高,在1000 ℃的高温下也没有出现分相。在室温,以He-Cd激光器325 nm线为激发源测量了合金薄膜的发光光谱,所有样品  (本文共112页) 本文目录 | 阅读全文>>

东北师范大学
东北师范大学

热氧化金属锌膜制备氧化锌基材料紫外发光性质研究

氧化锌(ZnO)是一种具有六方结构的Ⅱ—Ⅵ族宽带隙半导体材料,室温下带隙宽度高达3.3eV。由于氧化锌具有较高的激子束缚能(60meV),保证了其在室温下较强的激子发光,因而被认为是制作紫外半导体激光器的合适材料。在所有的半导体材料中,ZnO导电性是最高的,同时它和其他氧化物一样,具有很高的化学稳定性和耐高温性。自1997年首次发现ZnO室温紫外受激发射以来,ZnO研究已成为继GaN之后紫外发射材料研究的又一研究热点。本文介绍了采用电子束蒸发方法在Si补底上制备出了高纯度的金属锌膜,然后通过二次退火得到了具有六角结构的高质量氧化锌多晶薄膜材料,另外,还采用电子束蒸发MgO薄膜作为缓冲层二次退火金属锌膜的方法制备出了高质量氧化锌多晶薄膜材料和MgZnO合金薄膜材料。并采用X射线衍射谱、反射谱和光致发光谱、低温光致发光谱等测量手段对样品的结构和光学特性进行了表征。对氧化锌的紫外发光和缺陷引起的可见光发射的强度变化进行了分析。实验结果...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

《国外发光与电光》1975年06期
国外发光与电光

半导体中激子-激子碰撞引起的自发发光和受激发光

计算了辐射俄歇型激子一激子散射过程的发射光谱,在这个过程中两个激子被湮灭,留下一个发光光子和一个自由电子一空穴对。 取激子间距的适当权重的乙一函数作为两个激子之间的有效相互作用势能。不同温度下的自发发射光谱的数字计算能很好地解释在N:激光器激发下GaAs发射带的光谱形状。 其次,根据激子和自由载流子服从波兹曼分布的假设计算了光放大增益光谱。图1表示用GaAs的谱带参数得到的结果。当月铝。时,增益曲线几乎与自发发射光谱一样。随着月增加,增益谱峰移向较低能量,而.巨在高能区域增益变成负值。这种性质产生于逆过程引起的光学吸收,也就是说湮灭一个光子和一个自由电子一空穴对而产生两个激子。因子月可认为是由于我们所研究的二激子碰撞过程增加的。因此,现在的理论可解释在各种...  (本文共1页) 阅读全文>>

《内蒙古大学学报(自然科学版)》1982年04期
内蒙古大学学报(自然科学版)

激子理论

翻.引言 本文是我们近年来在激子理论方面部分工作的一个综述。在第二节中我们首先把 Fr6hiich的极化子哈密顿推广到激子的情形,给出了激子一声子系的哈密顿,然后采用七Haga【11研究极化子时提出的微扰法讨论光学声子对激子性质的影响,在忽略反冲效应中不 同波矢的声子之间的相互作用的近似下,导出了I2]激子的有效哈密顿,发现激子的有效约化 质量不仅和电子一声子祸合参数有关,还和电子一空穴质量比有关,当电子一空穴质量比处 在。.261到3.83的范围时,激子才形成自陷态。电子一声子的藕合,使激子中电子一空穴有 效作用势包括由低频极化的库仑势和描写屏蔽的汤州势等部分。在以上导出的激子有效哈密 顿的基础上,在2.1节中对Wannier激子的稳定性作了分析[3],当电子一空穴质量比处在一642内蒙古大学学报1982年定的范围时,激子才是稳定的,由于Wannier激子的能量中自能的数量级最大,而类氢能和屏蔽库仑势的大小各差一数量级,因此,...  (本文共26页) 阅读全文>>

复旦大学
复旦大学

有机发光器件性能优化及激子扩散问题研究

本文工作主要围绕有机发光器件展开,主要分为两大方面:1)优化薄膜结构,提高器件性能;2)深入研究激子在有机薄膜中的扩散问题。具体包括对以下四个问题的研究:1.高对比度OLED。制备了具有低反射率阴极(Black Cathode TM)的OLED器件,可以实现器件在工作时的高对比度。该阴极由半透明金属层、介质层、金属层构成。文中选用Al掺杂的Alq_3作为介质层,器件对环境光的反射率大大降低,在合适的掺杂比例下(体积比1:5),仅为13%。选用该介质层的优点在于:1)采用热蒸发方式制备,避免使用溅射方法,基本消除制备过程中对发光层分子的破坏;2)虽然低反阴极的引入增加了器件厚度约70%,但整个器件的电学性能几乎保持不变,例如1 mA时驱动电压仅增加了0.26V。从SEM照片可以看到,在掺杂层中,Al形成了一些纳米颗粒,而导电性的提高应归因于Al和氧化铝纳米颗粒。2.空穴传输层厚度研究。本文研究发现,在所研究的掺杂器件中,NPB的最...  (本文共108页) 本文目录 | 阅读全文>>

《光机电信息》2010年07期
光机电信息

美首次在室温下演示电磁激子发出激光现象

或有助于研发更加高效灵活的激光器据物理学家组织网日前报道,美国研究人员在最新一期《自然-光子学》杂志上发表报告称,他们首次在室温条件下成功演示了期盼已久的电磁激子发出激光现象。该研究或有助于研发可用于通讯和量子计算等领域的更加高效、灵活的激光器。这是研究人员首次在室温条件下,在一个有机半导体材料上实现了让电磁激子(Polariton,又称为极化声子)发出激光。电磁激子并不是真正意义上的粒子,但是,其行为如同粒子。它是一种介于受激分子和光子之间的“耦合量子力学态”。负责该项研究的美国密歇根大学副校长、物理学教授斯蒂芬·福里斯特表示,“十多年来,人们一直希望能在室温条件下观察到电磁激子发出激光。现在,我的学生史蒂芬·凯纳·科恩在实验室中花了5年时间成功地做到了这一点。他找到了在高反射...  (本文共1页) 阅读全文>>

《物理学报》2009年12期
物理学报

量子环上的负电荷激子

1·引言激子的研究对绝缘体、半导体的物理性质和光电性质都具有重要的意义.近年来激子的研究不论在理论或在实验上都非常活跃,其中包括激子理论[1,2]、激子-激子间的相互作用[3,4]、外部磁场[5—7]和电场的影响[8]、介质电容率[9]以及空穴质量[10]对激子的Aharonov-Bhom振荡(ABO)的影响等等.在数学处理上,量子环上负电荷激子的研究中常把体系的空间波函数分离成质心运动和相对运动两部分[11,12],把相对运动的坐标原点放在空穴上,且质心运动的总角动量取为零.这样计算比较容易,但在外磁场稍大时误差很大.本文由H矩阵的运算规律出发,在无外电场的情况下,基于角动量守恒,把基矢按总角动量分类.据此提出了一种简便的求解体系的本征矢和本征函数方案.计算结果与现有的实验数据符合很好.2·理论2·1·模型在x-y平面上有一半径为R,中心在原点的一维量子环.环上在球坐标R(R,2π,1),R(R,2π,2),R(R,2π,...  (本文共5页) 阅读全文>>