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In_xGa_(1-x)N/GaN应变量子点中激子的结合能

1引言InGaN合金系统可以形成从紫外光到蓝/绿光波长范围的连续可调的直接带隙半导体合金系统.具有高亮度的短波长的蓝、绿色激光光源及光电探测器,是当前科学技术发展的迫切需要,InGaN半导体材料的带隙恰好适合作短波长激光光源及光电探测器,因而具有广阔的应用前景.目前,已有很多关于不同类型InGaN量子点的生长和特性的研究报道犤1-8犦.量子点的形成对局域在其中的电子和空穴产生三维约束,从而导致比较强的光跃迁,这大大提高了以InGaN为有源层的光电子器件的发光效率.对局域在量子点中激子态的研究将对一些光电子器件的设计和制造具有一定的指导意义.但目前对局域在InGaN量子点中的激子态的理论研究报道却非常有限.对纤锌矿结构的应变InxGa1-xN层,不但存在强的自发极化,而且存在压电极化.自发极化和压电极化共同导致了InxGa1-xN G/aN的〔0001〕方向上出现M V c/m数量级的强内建电场.此电场会导致量子点的有效禁带宽度明...  (本文共5页) 阅读全文>>

吉林大学
吉林大学

失配体系外延生长In_xGa_(1-x)As薄膜位错的形成、演化及抑制研究

三元化合物In_xGa_(1-x)As作为第二代半导体材料的代表,以其优异的光学和电学性能成为当今重要的光电子和电子器件的基础材料之一。In_xGa_(1-x)As材料自身的稳定性较好,容易控制制备均匀性性良好的大面积材料,具有较高的光吸收系数和电子迁移率,它可以由InAs和GaAs两种材料以任何配比形成,晶格常数及禁带宽度随In组分的变化而近似为线性变化,特别是与InP衬底晶格常数近于匹配的In_(0.53)Ga_(0.47)As材料己经表明它是应用于0.9-1.7μm近红外波段的首选的红外探测器材料之一。然而,近年来,随着空间成像(包括地球遥感、大气探测和环境监测等)及光谱学领域的发展,对高In组分In_xGa_(1-x)As探测器件的需求不断增长,尤其是截止波长度为2.6μm左右(对应In组分为0.82)的In_(0.82)Ga_(0.18)As红外探测器件。由于高In组分In_(0.82)Ga_(0.18)As的晶格常数...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

《天津理工大学学报》2012年01期
天津理工大学学报

衬底温度对In_xGa_(1-x)N薄膜结构特性的影响

随着近年来对InN的研究发展(尤其是InN的禁带宽度),为设计、制备新型高效太阳电池奠定了理论和实验基础:2002年以前,InN的禁带宽度一直被认为是~1.9 eV[1-2],2002年以后(含2002年),对InN禁带宽度的认识有了新的突破,为0.6~0.7 eV[3-4].因此,InxGa1-xN三元氮化物(GaN和InN的固溶体或混晶半导体)的禁带宽度覆盖的光子能范围很宽,为0.6~3.4 eV(GaN的禁带宽度为3.4 eV),可随其中In含量x的变化在该范围内按如下关系式连续变化[5]:Eg(InxGa1-xN)=Eg(lnN)x+Eg(GaN)(1-x)-1.43x(1-x)(1)这提供了对应于太阳光谱几乎完美的匹配带隙,从而也为利用单一三元合金体系的半导体材料来设计、制备更为高效的多结太阳电池提供了可能.理论上,基于InN基材料的太阳电池的转换效率可能接近太阳电池的理论极限转换效率72%[3].理论计算得到:结构为...  (本文共4页) 阅读全文>>

《长江大学学报(自然科学版)理工卷》2008年03期
长江大学学报(自然科学版)理工卷

In_xGa_(1-x)N/GaN柱形量子点中电子的能级研究

近年来,低维量子系统的研究成为人们广泛关注的课题。量子阱就是一种准二维系统,现代技术的发展使人们可以制作超薄型量子阱。例如用分子束外延技术可以让晶格常数相近的不同的极性晶体层交替生长叠合在一起。在某一晶体层中,电荷在垂直于晶体生长轴的方向(即横方向)不受限制,而在平行于生长轴的方向(即纵方向)则受到束缚。随着制作技术的发展,人们又可以对电荷在横方向的运动维度作进一步的限制,使电荷的运动变成准一维的和准零维的,所对应的结构分别称为量子线和量子点。这些结构的尺寸都是很小的,量子阱的厚度一般在几纳米到几十纳米范围,在量子阱基础上制成的量子线的宽度、量子盒(量子点)的直径一般在几十纳米到几百纳米范围。量子点具有很多与体材料不同的物理和化学性质,尺寸限域将引起表面效应,量子限域效应,宏观量子隧道效应和量子尺寸效应,展示出许多不同于宏观体材料的物理化学性质,在非线性光学/磁介质/催化/医药及功能材料等方面具有极为广阔的应用前景,同时也将对生...  (本文共3页) 阅读全文>>

《海南师范大学学报(自然科学版)》2010年04期
海南师范大学学报(自然科学版)

拉曼散射和X射线衍射研究In_xGa_(1-x)As材料

InxGa1-xAs是广泛应用在光发射[1]、场效应管[2]、热光伏器件[3]、探测器[4]、光存储电荷[5]等领域的重要材料,InxGa1-xAs也是近红外区非致冷红外探测器的重要材料.近年来,高铟组分的InxGa1-xAs(x0.53)探测器需求越来越大,主要应用在光谱成像,包括地球观测、遥感、环境监测等[6].拉曼光谱可以研究固体中的各种元激发的状态,当改变外部条件(如温度和压力等)时,可以研究固体内部状态的变化.拉曼光谱的应用范围很广,应用较多的是晶格振动的一级拉曼光谱.拉曼散射可以获得几个晶格常数尺度范围的固体本质上的重要信息,可用于研究微结构和微形貌的无序本质[7].在全部组分范围内,横向光学模式和纵向光学模式的拉曼强度和对称性可准确确定[8].X射线衍射(XRD)已经发展成为一门独立的学科,它广泛地应用在各个领域,XRD可以确定样品的晶体结构,计算晶格常数,研究多晶薄膜材料的晶粒生长取向性,确定多晶材料的晶粒大小,...  (本文共4页) 阅读全文>>

南京大学
南京大学

延展波长In_xGa_(1-x)As红外探测器表面钝化机理研究

探测器的暗电流是决定探测器性能的关键参数。在台面延展波长InxGa1-xAs红外探测器中,表面复合电流是暗电流的重要组成部分。本文研究了电感耦合等离子体CVD (ICPCVD)和等离子体增强CVD (PECVD)两种工艺条件制备的SiNx钝化膜对台面InxGa1-xAs探测器暗电流的影响。通过C-V特性,PL谱,XPS能谱等实验分析了钝化工艺对探测器表面缺陷的影响,进一步通过TCAD仿真和第一性原理计算等明确了表面漏电流随工艺条件变化的物理原因和机制。实验结果为台面InxGa1-xAs红外探测器的表面优化提供了理论和实验依据。本论文的主要成果如下:1、对比研究了ICPCVD和PECVD两种表面钝化工艺制备的SiNx钝化膜对InxAl1-xAs/InxGa1-xAs/InP探测器表面结构和器件性能的影响。实验结果表明,与PECVD工艺相比,ICPCVD钝化工艺钝化后的器件的表面暗电流更低,在反偏电压VR=-0.5V时,ICPCVD...  (本文共61页) 本文目录 | 阅读全文>>