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oe1(光电查) - 科学论文

243 条数据
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  • 计量标准、方法与解决方案 || 量子点的三阶非线性光学特性

    摘要： 量子点（QDs）是半导体纳米晶颗粒。量子点是极具吸引力的光子介质。本章将介绍量子点的三阶非线性光学特性及其物理原理概述，讨论用于获取非线性参数的Z扫描技术和理论分析方法。重点分析不同激发光功率水平及三种波长（488、514和633 nm）下，悬浮于甲苯中半径为2.4和5.0 nm的硫化铅量子点三阶非线性光学参数，给出其三阶光学极化率χ(3)和光限幅特性。研究表明无论尺寸大小，量子点都是具有低阈值的光限幅器典型范例。

    关键词： Z扫描技术、半导体、非线性吸收系数、三阶光学极化率、量子点、光限幅、非线性光学、光开关、非线性折射率

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于超薄锗缓冲层的硅基互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容砷化镓金属-半导体-金属光电探测器（GaAs MSMPD）用于可见光光子学应用

    摘要： III-V族材料在硅衬底上的单片集成，展现出下一代光电器件最具前景、成本效益且多功能的实现方案。本研究报道了通过金属有机化学气相沉积技术在硅衬底上集成的GaAs金属-半导体-金属光电探测器。该器件架构基于采用超薄低温锗缓冲层在硅衬底上生长的GaAs有源层——锗硅异质结构作为"虚拟"衬底，有效降低了GaAs器件层的整体结构缺陷。通过优化金属-半导体结特性（具体在金属/GaAs界面插入超薄Al2O3中间层），实现了暗电流的有效抑制与界面缺陷的钝化。由此获得电子和空穴的肖特基势垒高度分别为0.62 eV和0.8 eV。制备了直径30至140微米的圆形器件，在1.0 V反向偏压、30微米器件直径条件下，测得室温暗电流约48 nA。该GaAs金属-半导体-金属结构在5 V反向偏压、850 nm波长下展现出优异性能：光电响应度达(0.54±0.15) A/W，探测率约4.6×10^10 cm Hz^(1/2) W^(-1)。该方法为硅平台上GaAs的单片集成提供了重要技术路径，且可拓展应用于其他III-V族材料及晶格失配体系，实现高性能多波段光电器件开发。

    关键词： 砷化镓、可见光光子应用、金属-半导体-金属光电探测器、锗缓冲层、互补金属氧化物半导体（CMOS）

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 分子束外延生长的量子级联激光器中，包层生长温度与芯层原子互混的光谱学研究

    摘要： 我们通过光学光谱研究来检验全金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术生长的量子级联激光器有源区的结构与光学特性。该有源区是基于InGaAs/AlInAs的多层结构，与InP衬底呈标称晶格匹配。本研究考察了不同限制层生长温度对有源核特性的影响。X射线衍射(XRD)测定各组成层厚度并与标称值对比，傅里叶变换光致发光(FTPL)与光反射谱(PR)测量获得高信噪比光谱，证实样品具有优良的光学与结构特性。通过原子互扩散模型解释了多层结构中观测到的微小跃迁能级偏移现象。

    关键词： 金属有机化学气相沉积、光谱学、半导体、中红外、原子互扩散、量子级联激光器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第19届结技术国际研讨会(IWJT) - 日本京都 (2019.6.6-2019.6.7)] 2019年第19届结技术国际研讨会(IWJT) - 利用具有化学态识别功能的光电子全息术实现半导体晶体中的三维掺杂成像

    摘要： 掺杂是现代科学的一项重要技术。例如，在制造半导体器件时，通过掺杂控制载流子来形成电路。由于掺杂条件不同会导致载流子发射特性存在差异，因此寻找合适的掺杂条件至关重要。同时，掺杂条件也会影响掺杂原子周围的原子排列。虽然学界一直期望能观测掺杂原子周围的原子排列，但传统测量方法难以实现。光电子原子全息术、X射线荧光全息术和中子全息术等分辨率全息技术，能够测量掺杂原子的三维（3D）原子排列。其中，光电子全息术可根据化学状态测量每个掺杂原子的原子结构。我们在SPring-8的BL25SU光束线建立了光电子全息实验装置，并开发了软件平台3D-AIR-IMAGE用于数据处理、光电子全息图模拟及三维原子图像重建。

    关键词： 光电子全息术、掺杂、半导体、化学态识别、三维原子排列

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 激光辐射形成的半导体等离子体天线

    摘要： 基于锗和硅单晶的半导体等离子体天线通过激光二极管辐射产生表面非平衡电子-空穴等离子体，其实验研究了高频信号传输效率。确定了6至7.5GHz微波辐射信号振幅与激光功率、以及半导体发射偶极天线上激光辐照区域尺寸的依赖关系。研究表明，在锗晶体中形成的等离子体天线可使有用信号传输效率提升十倍以上。

    关键词： 激光辐射、等离子体天线、硅、锗、微波辐射、半导体、电子-空穴等离子体

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 硅中原子尺度量子点理论：硅表面悬挂键量子点

    摘要： 我们提出了一种理论及计算工具Silicon-Qnano，用于描述硅中的原子尺度量子点。该研究方法被应用于模拟在钝化H:Si-(100)-(2×1)表面通过移除氢原子形成的悬键量子点(DBQD)。通过将DBQD嵌入硅原子计算盒中进行电子性质计算，该计算盒表面采用Abinit软件包中的密度泛函理论构建：顶层通过形成氢钝化的硅二聚体实现重构，底层保持非重构状态并完全饱和氢原子。通过将电子波函数展开为原子轨道线性组合，并将能带结构拟合至第一性原理结果，计算盒哈密顿量被近似为紧束缚(TB)哈密顿量。该参数化TB哈密顿量用于模拟超过当前第一性原理计算能力的大规模有限Si(100)盒体(薄片)。从重构表面移除一个氢原子后，形成了波函数强烈局域在硅原子周围且能量位于硅带隙中的DBQD态。该DBQD可承载零个、一个或两个电子。通过计算库仑矩阵元，获得了DBQD中双电子复合体的充电能。

    关键词： A. 硅表面，D. 紧束缚模型，D. 悬键，A. 半导体

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 关于石墨相氮化碳(g-C3N4)单层纳米结构的量子化学计算：聚合物薄片与量子点

    摘要： 近年来，石墨相氮化碳（g-C3N4）因其优异的面内及表面特性备受关注。研究采用HSE06/Def2-TZVP水平的密度泛函理论（DFT），对包含量子点的多种g-C3N4周期性及团簇模型进行了分析。其中侧向三嗪环与中心环近乎垂直排列的量子点（比其他团簇稳定98.40 kcal/mol），包括其平面类似物——氮化碳亚稳相在内，均表现出更高稳定性。该g-C3N4量子点的带隙与聚合物材料偏差最大（3.27 eV，7.9%）。而未弛豫的对称团簇与参考带隙（及全局硬度）偏差最?。?0.03 eV，1.0%），表明其可作为此类研究中聚合物表面模拟的替代团簇。态密度（DOS）图谱显示平面模型相较量子点存在固有不稳定性。此外，g-C3N4量子点在所有研究模型中展现出最高化学硬度。其电子能带结构表明该量子点相比聚合物表面具有更优的光吸收能力。但结构变化对C3N4模型中的轨道及电荷分布具有显著影响。

    关键词： 半导体，石墨相氮化碳，能带结构，传感器，密度泛函理论，量子点

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 使用双(N-1,4-苯基-N-吗啉代二硫代氨基甲酸酯)锡(II)配合物制备的HDA封端SnS纳米晶光伏电池的电化学性能

    摘要： 根据拟议应用，选择封端剂的基础需充分考虑以适应特定的表面、尺寸、几何形状和官能团。上述任何因素的变化都可能影响纳米材料的特性。在单源前驱体法中采用十六胺（HDA）作为封端剂，可制得具有良好量子效率光致发光和理想粒径的优质量子点（QDs）敏化材料。通过结构、形貌和电化学仪器评估了敏化剂的特性与效率。循环伏安法（CV）结果显示两种材料均呈现还原峰和氧化峰。SnS/HDA与SnS光敏剂的XRD图谱在27.02°处显示出与正交晶系SnS相关的十一个衍射峰。SnS/HDA的电流密度-电压（I-V）测试性能优于SnS敏化剂。伯德图结果表明SnS/HDA光敏剂的电子寿命（τ）较SnS光敏剂更优。这些结果证实，由于HDA封端剂的存在，SnS/HDA较SnS敏化剂展现出更优异的性能。

    关键词： 光伏电池、量子点、半导体、电化学、单源前驱体

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 锰掺杂CdSe量子点表面性质的X射线光电子能谱研究

    摘要： 在本研究中，我们报道了将锰（Mn）掺杂剂引入不同尺寸硒化镉（CdSe）量子点（QDs）的效果，这改善了量子点的电子和光学特性，适用于发光二极管、激光器和生物标记等多种应用。此外，采用油酸作为有机配体的绿色反胶束法得以实施。这种表面结合增强了Mn掺杂CdSe量子点的表面陷阱钝化，从而提高了产量。同时，反胶束技术成功实现了Mn掺杂CdSe量子点，且不存在纤锌矿CdSe量子点中常见的Mn掺杂剂自净化风险。我们还报道了采用反胶束法合成的物理尺寸为3至14纳米的闪锌矿型锰掺杂硒化镉量子点（Mn掺杂CdSe QDs）的X射线光电子能谱（XPS）结果与分析。XPS扫描追踪到CdSe晶体中结合能为54.1和404.5 eV的Se 3d和Cd 3d能带。检测到的640.7 eV XPS峰证明Mn已整合至CdSe量子点晶格中。量子点的结合能与量子点尺寸的增加相关。

    关键词： 量子点、半导体、化学合成、硒化镉、X射线光电子能谱、锰掺杂

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过镓掺杂调控CdTe量子点向ZnO纳米薄膜的光诱导电荷转移

    摘要： 调节量子点(QDs)与金属氧化物(MO)之间的电荷转移速率对提升QDs-MO器件性能至关重要。通过调控MO的能带结构是改变电荷转移速率的有效途径之一。本研究通过镓掺杂调控ZnO纳米薄膜的光学带隙，从而增强了CdTe量子点与ZnO之间的电荷转移速率。镓掺杂影响了CdTe量子点/ZnO复合结构的光致发光(PL)性能。时间分辨荧光光谱结果表明：通过改变ZnO中的镓掺杂浓度可调控CdTe量子点向ZnO纳米薄膜的电荷转移速率，且掺杂使转移速率最高提升约4.1倍。此外，该结构使电子转移效率提高了约25.3%。我们认为这种提升源于带间跃迁和镓掺杂诱导缺陷路径的高效电子转移机制。这些实验结果有助于提高采用QDs/ZnO复合结构的光电器件效率。

    关键词： 掺杂、半导体、电子转移、时间分辨荧光光谱、量子点/氧化锌杂化结构

    更新于2025-09-16 10:30:52