多孔硅发光机制的量子理论

评述了多孔硅发光机制的量子限制效应理论，讨论了与此相关的一些实验和两种新的ＱＣＥ理论，最后分析了ＱＣＥ理论存在的一些问题。     

ZnO量子点的制备及其光电性能研究进展

概述了ZnO量子点的基本制备方法及生长特点,着重回顾了目前量子限制效应对ZnO量子点光电性能影响的研究进展。     

量子效应和小型化对隧穿晶体管特性的影响

基于二维器件仿真工具,研究了量子效应和小型化对双栅隧穿场效应晶体管的特性和可靠性的影响.隧穿晶体管中的量子效应除了带间隧穿,还包括量子统计效应和垂直沟道方向的量子限制效应.研究表明,量子统计效应和量子限制效应对隧穿晶体管的电流电压特性,特别是正偏压温度不稳定性(PBTI)是非常重要的.另外,随着沟道长度和体硅厚度的缩小,隧穿晶体管的电流电压特性和可靠性都得到了改善,但在保持相同等效氧化层厚度的情况下,使用高介电常数的栅介质不会改善器件的电流电压特性及可靠性.     

多孔硅上生长Ge量子点的光学特性

采用量子尺寸的多孔硅作为衬底 ,利用区域优先成核在多孔硅表面上成功地生长了 Ge量子点 .由于量子限制效应锗的 PL 谱发生了明显的蓝移 ,计算表明在傅里叶红外光谱中观察到的中红外 (5— 6 μm)吸收峰是源于量子点中的亚能带跃迁 (两个重空穴能级之间的跃迁 ) ,这为 Ge量子点红外光探测器的应用提供了理论基础     

多孔硅上生长Ge量子点的光学特性

采用量子尺寸的多孔硅作为衬底,利用区域优先成核在多孔硅表面上成功地生长了Ge量子点.由于量子限制效应锗的PL谱发生了明显的蓝移,计算表明在傅里叶红外光谱中观察到的中红外(5-6μm)吸收峰是源于量子点中的亚能带跃迁(两个重空穴能级之间的跃迁),这为Ge量子点红外光探测器的应用提供了理论基础.     

非晶氮化硅纳米粒子──Ⅱ：电子结构理论研究

本文研究了连续无规网络模型非晶氨化硅纳米粒子的电子结构．研究表明非晶氨化硅纳米粒子具有量子限制效应：能带分裂，最低电子跃迁能量随尺寸减小增大，是一种非晶量子点．无序度增大使能级增宽，价带顶下降．我们把这些结果和实验进行了比较，并讨论了局域长度与量子限制效应的关系．     

太赫兹量子阱探测器性能研究及提高

提出了一个砷化镓基(GaAs/Al_(0.04)Ga_(0.96)As)太赫兹量子阱探测器,并对其光电流谱和背景噪声限制温度进行了表征,得到峰值响应频率为6.78 THz,背景噪声限制温度为16 K.理论上,首先,考虑多体效应对器件能带结构的影响,计算得峰值响应频率为6.64 THz,考虑到制备过程中的误差(THz器件较中红外器件,铝组分低,阱宽窄),理论与实验吻合的较好,证实了多体效应在太赫兹量子阱探测器中的重要影响;然后,对器件的电流电压特性进行研究,计算得到背景噪声限制温度为17.5 K,与实验吻合.太赫兹量子阱探测器较低的工作温度,极大限制了其应用,提出了两种实现高温探测的方法:(1)引入光学汇聚天线,提高器件背景限制温度,计算结果表明当引入增强系数为10~6倍的天线时,其背景噪声限制温度达到97 K(远高于液氮温度77 K);(2)太赫兹量子阱探测器与太赫兹量子级联激光器联用,可实现信号噪声限制模式,从而实现高温探测.计算表明,当激光器功率达到0.003 mW/μm~2,器件的工作温度可达77K.     

半导体光波导开关列阵

光波导开关是光网络的基础器件。半导体中的电光效应、能带填充效应、多量子阱的量子限制Stark效应以及等离子体色散效应等都可分别被利用来制作成光波导开关。本文综合介绍基于上述效应的光波导开关的发展动态。     

金属纳米晶存储器件数据保持能力建模与验证

金属纳米晶存储器件具有低功耗、高速读写特性及较高的可靠性,因此近年来在非易失存储器研究领域备受关注.对比分析讨论了量子限制效应与库仑阻塞效应对金属纳米晶费密能级的影响后,发现库仑阻塞效应会严重削弱器件数据保持能力.在综合考虑金属纳米晶量子限制效应和库仑阻塞效应的基础上,提出了金属纳米晶存储器件数据保持能力分析模型,并通过与相关研究文献的实验数据对比分析,证实了本模型的合理性.     

Si基Ge/SiGeⅠ型量子阱结构的理论设计和实验研究

基于能带工程理论,设计了Si基Ge/SiGeⅠ型量子阱结构。采用超高真空化学气相淀积系统,制备出高质量的Si基Ge/SiGe多量子阱系列材料。当样品中Ge量子阱宽从15nm减少到12nm和11nm时,室温下荧光(PL)光谱观测到量子限制效应引起的直接带跃迁发光峰位的蓝移,峰位的实验值与理论值符合得很好;当Ge量子阱宽逐渐减小到9nm和7nm时,测试得到样品的PL谱峰位却与理论预期出现了较大的差值。进一步的实验表明,这主要是由于量子阱厚度小到一定程度时,量子阱的直接带发光受到抑制,其发光主要源于Ge虚拟衬底。     

O3有效钝化多孔硅的研究

开发了用O3氧化钝化多孔Si（PS）的实用工艺方法。O3的基本作用是对Si-Hx和Si悬挂键（DB）的充分氧化，经过随后158d贮存的老化实验，得到了表面Si—H，键完全被Si-O3膜和Si-烷基膜所替代并覆盖的PS，其光致发光（PL）强度达到稳定的增强，这归因于PS纳米晶粒的表面势垒高度的提高以及量子效率的提高。     

纳米硅颗粒在多孔氧化铝中的光致荧光特性

采用阳极氧化方法制备了多孔硅（Ps），经过超声波充分粉碎PS层得到分散的si纳米颗粒（n-Si），利用高速离心旋转方法将n-si镶嵌到多孔氧化铝（Al2O3）模板中，得到nSi／Al2O3。复合体系。研究了PS、分散的n-Si和n-Si／Al2O3。的荧光（PL）光谱性质，观察到n-Si极强的蓝紫光发射。结果表明，在Al2O3模板中的n-Si，比起PS和丙酮中的发光峰值波长向短波方向“蓝移”，而且半峰全宽（FWHM）也相对变窄。实验现象表明，量子限制效应（QCE）对样品的PL性质有苇要作用，并用QCE对样品的发光“蓝移”现象进行了解释。     

生长ZnO薄膜的氧分压对ZnO/PS体系光学性能的影响

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,对应于ZnO的（002）晶面,说明样品具有良好的c轴择优取向;但由于...     

多孔硅的电致发光和发光二极管

本文较详细地描述了多孔硅的电致发光(EL),以及发光的量子限制效应的机制,并且讨论了目前已经制备出的几种多孔硅发光二级管:Ps/电解液型,Schot-tky-Like,PN结等二极管。最后,讨论了多孔硅作为半导体光电材料所存在的一些问题。     

多孔硅的不稳定性对太阳电池的影响

研究了多孔硅（PS）的特性及其在太阳电池上的应用,并对PS太阳电池性能以及由于PS的不稳定性对电池产生的影响进行了研究。实验表明,将PS的光致发光（PL）以及减反射特性应用于太阳电池能有效提高电池的效率,同比提高了T83．89％,效率为14．73％,但其不稳定性对电池效率的影响较为明显。     

退火温度对ZnS/PS薄膜的晶体结构和光电性质的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在多孔硅(PS)衬底上生长ZnS薄膜,分别在300℃、400℃和500℃下真空退火。用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了退火对ZnS薄膜的晶体结构和表面形貌的影响,并测量了ZnS/PS复合体系的光致发光(PL)谱和异质结的I-V特性曲线。研究表明,ZnS薄膜仅在28.5°附近存在着(111)方向的高度取向生长,由此判断薄膜是单晶立方结构的-βZnS。随着退火温度的升高,-βZnS的(111)衍射峰强度逐渐增大,且ZnS薄膜表面变得更加均匀致密,说明高温退火可以有效地促进晶粒的结合并改善结晶质量。ZnS/PS复合体系的PL谱中,随着退火温度升高,ZnS薄膜的自激活发光强度增大,而PS的发光强度减小,说明退火处理更有利于ZnS薄膜的发光。根据三基色叠加的原理,ZnS的蓝、绿光与PS的红光相叠加,ZnS/PS体系可以发射出较强的白光。但过高的退火温度会影响整个ZnS/PS体系的白光发射。ZnS/PS异质结的I-V特性曲线呈现出整流特性,且随着退火温度的升高其正向电流增加。     

非中心化chi平方伽玛分布杂波模型

韦布尔和对数正态分布雷达杂波模型可描述海杂波的分布,但实现模型不同,且不能对杂波物理成因做出合理解释.这里提出一种非中心化chi平方伽玛分布模型,可精确地模拟海杂波,概率分布特性可与上述两者接近,并且能从物理含义说明杂波产生机理.模拟结果的概率密度分布和功率谱密度估计显示出这种模型具有很好的性能.     

一种支持向量机更新模型的参数选择方法

支持向量机性能主要受模型参数的影响,而支持向量机更新模型的参数选择尚无专门的方法。将量子遗传算法用于模型参数选择并进行改进,用原始模型最优参数设置初始量子模板的生成规则,确定搜索方向;用拟合误差设置量子旋转门的调整策略,缩小解空间取值范围。通过仿真验证了所提方法的有效性。该方法能有效搜索到最优参数,与基本遗传算法相比,其解的精度在搜索过程的初期较高,搜索代数大大降低,能有效降低运算量。     

多孔硅的微结构和喇曼光谱

多孔硅（ＰｏｒｏｕｓＳｉｌｉｃｏｎ）是晶体硅于氢氟酸溶液中在硅衬底上形成的多孔态的硅材料。ＰＳ可见光区的强烈光辐射使其成为世界范围的研究焦点。本文用电化学方法制得了ＰＳ结构，扫描电子显微镜（ＳＥＭ）的结果表明ＰＳ是一个硅的毫微结构量子线的网络，光致发光（ＰＬ）谱表明ＰＳ发可见红光，而喇曼光谱显示一个在５１６ｃｍ（－１）附近的非对称峰，说明ＰＳ是一种新型的硅材料。     

铜掺杂多孔硅的光致发光及其载流子的复合过程

采用浸泡镀敷的方法在多孔硅表面形成了一镀铜层,通过对掺铜前后多孔硅的光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外(FTIR)吸收光谱的研究,讨论了铜在多孔硅表面的吸附对其光致发光的影响。实验表明,掺铜多孔硅的光致发光谱出现两个发光带,其中能量较低的发光带随主发光带变化,并使多孔硅的发光峰位蓝移。多孔硅发光峰位的蓝移,是由于在发生金属淀积的同时伴随着多孔硅表面Si的氧化过程(纳米Si氧化为SiO2)的缘故。