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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>>

《国际学术动态》2013年01期
国际学术动态

纳米结构中光—物质耦合物理研究

2012年6月19~23日,第13届纳米结构中光-物质耦合物理国际会议(The13th InternationalConference on Physics of Light-matter Coupling inNanostructures(PLMCN2012))在杭州隆重举行。本次大会由浙江大学和复旦大学联合主办,来自全球17个国家和地区的75名注册代表参加了本次会议,其中外宾51人。会议以“纳米结构中光-物质相互作用”为主题,设置了微腔及光子晶体中的光与物质相互作用,激子极化激元的各种基本物理,波色-爱因斯坦凝聚,激子极化激元超流,自旋相关现象,量子点相关物理及应用,光与物质相互作用中的等离激元及近场光学,宽带隙半导体材料的生长及表征,新奇光学器件(激子极化激元激光器、单光子发射器光开关),量子信息及其处理等10个主要议题,对近年来纳米结构中光-物质相互作用科学研究所取得的重要进展及未来前景展开了深入的交流和探讨。纳米结构中...  (本文共3页) 阅读全文>>

《吉林师范大学学报(自然科学版)》2017年03期
吉林师范大学学报(自然科学版)

利用激子探测层研究有机电致发光器件的激子分布

0引言1987年,邓青云博士等首次报道了双层结构的有机荧光电致发光器件(OLEDs)[1].第一代OLEDs的发光层采用有机荧光染料,由于仅能利用单线态激子发光,理论上有机荧光器件的最大内量子效率限制在25%,三线态激子能量在常温下以无辐射衰减的方式发生损失[2].为了有效利用三线态激子,Baldo等将重金属Pt引入到有机发光染料中合成了有机磷光染料Pt(OEP),制备了有机磷光器件(Ph OLEDs)[3].因重原子的自旋轨道耦合作用使器件中形成的三线态激子在常温下辐射衰减发射磷光,理论上第二代OLEDs的内量子效率可以达到100%[4-10].但较之有机荧光器件,磷光染料的价格昂贵、器件高电流密度下的效率滚降以及寿命和稳定性等问题,限制了Ph OLEDs的量产.鉴于有机荧光和磷光器件各自具有的内在优势和劣势,Adachi等报道了可以有效利用三线态激子的第三代OLEDs——热致延迟荧光器件(TADF-OLEDs)[11].TA...  (本文共5页) 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>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

低维固体中的激子过程调控及其光催化应用

近年来,基于太阳能开发利用的光催化反应,例如光分解水、二氧化碳还原以及污染物处理等,以其在解决环境污染与能源紧缺等问题上的迷人前景而受到广泛关注。作为一种重要的光催化反应载体,半导体材料以其独特的电子结构以及材料物性吸引了研究人员的目光。然而,光生载流子之间相互作用对半导体材料催化性能的影响被长期忽略,成为深入理解材料光催化机制、提升材料光催化性能以及拓展催化反应类型的重要制约因素。从激子效应的角度对半导体材料的光催化过程开展系统而深入的研究工作,不仅有助于理解光催化机制,同时也为设计具有高效、特异光催化性能的催化材料提供新思路。本论文旨在揭示激子效应在低维半导体材料光激发过程的重要作用,并通过探索新策略,对半导体材料中激子过程进行调控,最终实现半导体材料光催化性能的优化。在本论文中,作者聚焦几种典型半导体材料(黑磷、聚合物氮化碳、溴氧化铋),利用超快光谱与发光光谱等技术手段,并结合密度泛函理论计算,研究材料激子和载流子行为特性...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>