InAlA5量子点材料的AFM和拉曼散射研究

对分子束外延（MBE）自组织生长的InAlAs量子点材料进行了拉曼散射实验。结合原子力显微镜（AnD对量子点形貌观察的结果，分析了InAlAs量子点生长过程中尺寸、密度和均匀性的改变，并研究了三维岛的结构对拉曼谱线的影响。对InAlAs淀积厚度不同样品的拉曼谱分析表明，岛状结构的尺寸横纵比与类GaAsLO模和类AlAs LO模的半高全宽有密切关系。不同偏振下的拉曼实验证实了该结构中的光学声子在Z（X,X）Z偏振条件下为非拉曼活性。     

GaAs／AIGaAs二维电子气（2DEG）散射机理研究

本文采用三角阱近似，计算了GaAs/AIGaAs二维电子气（2DEG）电子只占据基态子带时，由极性光学声子、声学形变势、声学压电势、远程电离杂质、本底电离杂质、合金无序以及界面粗糙等七种主要的散射机制决定的电子迁移率与温度、2DEG浓度、本底电离杂质沈度、以及界面不平整度等的关系.理论计算结果与实验符合很好，就作者所知考虑上述七种散射机制计算2DEG电子迁移率的工作，以前未见报道。     

解理面预处理方法对二次外延的影响

利用超晶格解理面方法制备定位生长的InAs量子线.首先以分子束外延技术在OaAs衬底上生长GaAs/AlGaAs超晶格,然后将样品取出外延系统进行解理,对解理面进行预处理之后在(110)解理面上进行二次外延.实验结果显示超晶格解理面的预处理方法对二次外延有重大影响,其中择优腐蚀比自然氧化更有利于量子线的定位生长,过高温度的脱氧除气会导致解理面的GaAs部分出现坑状结构,表明(110)面上的Ga原子容易脱附.同时,Ga原子在(110)面上的迁移长度比较大,原子的择优扩散方向为[001]方向.     

r面蓝宝石衬底上生长的a面ZnO巨大的平面内光学各向异性

我们在室温下测量采用反射差分光谱测量了r面蓝宝石衬底上生长的a面氧化锌的平面内光学各向异性。由于a面氧化锌为C2v对称性,我们观察到在平行c轴的方向和垂直于c轴的方向存在巨大的平面内光学各向异性。在带隙处观察到了非常尖锐的跃迁振荡信号,这个信号来源于偏振相关的能带移动。激子跃迁产生了尖锐的线形。谱线的拟合和微分光谱给出了偏振相关的带隙能量。垂直于c轴和平行于c轴方向上的各向异性应变产生了巨大的平面内光学各向异性。介电函数模型给出了拟合的结果,估计了带隙附近的偏振度。     

室温和350℃下注Mn的GaAs／AIGaAs超晶格的磁学性质

通过室温和350℃注Mn后热退火，在GaAs／AlGaAs超晶格中引入了不同的亚微米磁性颗粒．利用原子力显微镜、能量散射X射线谱、X射线衍射和交变梯度磁强计研究了该颗粒膜材料的结构和磁学性质．通过比较这些颗粒的饱和磁化强度、剩余磁化强度、矫顽力和剩磁比，发现350℃注Mn的样品含有MnGa和MnAs两种磁性颗粒，而室温注Mn的样品主要含有MnAs颗粒．     

不同淀积厚度InAs量子点的喇曼散射

利用喇曼散射方法在77K温度下对不同淀积厚度的InAs/GaAs量子点材料进行了研究.在高于InAs体材料LO模的频率范围内观察到了量子点的喇曼特征峰,分析表明应变效应是影响QD声子频率的主要因素.实验显示,随着量子点层淀积厚度L的增加,InAs量子点的声子频率由于应变释放发生红移.在加入InAlAs应变缓冲层的样品中,类AlAs声子峰随L增大发生了蓝移,从侧面证实了InAs量子点层的应变释放过程.     

应变自组装InAs/GaAs量子点材料与器件光学性质研究

采用MBE技术生长应变自组装InAs/GaAs量子点微结构材料,以这种纳米尺度微结构材料作有源层制备出激光二极管.研究了材料的光致发光和器件电致发光的特性.条宽为100μm、腔长为1.6mm,腔面未经镀膜的量子点激光二极管,室温下最大光功率输出为2.74W.     

一种新型的材料内应力测试方法——偏振透射差分法

采用一种全新的偏振透射差分法-PTD(polarization transmittance difference)法来测量半导体衬底材料的内应力分布.由于该方法使用了偏振调制技术,无需旋转样品或者偏振元件进行多次测量,使得测量过程变得简单、迅速,并准确给出整体材料的内应力二维分布图.此方法属于无损测试.     

有机/无机复合体异质结太阳电池

利用简单的低温工艺制备了纳米晶纤锌矿结构的ZnO,用高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和光致发光(PL)技术进行了表征.利用纳米晶ZnO和共轭聚合物2-甲氧基-5-(3,7.二甲基辛氧基)对苯撑乙烯(MDMO-PPV)制备了结构为ITO/PEDOT:PSS/ZnO:MDMO-PPV/Al的有机/无机复合体异质结太阳电池,作为对比,同时制备了ITO/PEDOT:PSS/MDMO-PPV/Al结构的纯有机聚合物电池.实验结果表明,添加纳米晶ZnO使其能量转换效率提高了约550倍.PL谱测试结果表明这是由于有高电子亲合能的ZnO提高了电子空穴对分离的能力.另外,光伏性能的提高可能也与ZnO引起的电子传输能力的提高有关.此外,本文分析了ZnO:MDMOPPV体异质结电池性能低于传统电池的原因,并提出了进一步提高其性能的方法.     

离子注入法Mn掺杂InAs/GaAs量子点的光磁性质

用离子注入法对InAs/GaAs量子点掺杂Mn离子,量子点样品经过快速退火处理后同时具有低温铁磁性和发光性能.注Mn量子点发光峰在退火后蓝移,在较高注入剂量的样品中这种由于互扩散带来的蓝移受到抑制,认为这与样品中的缺陷以及Mn聚集在量子点周围减小量子点所受的应力,同时形成的团簇阻碍了界面上原子的互扩散作用有关.Mn在盖层中形成了GaMnAs和小的Mn颗粒,表现出较好的低温铁磁性.