低维光电子材料的建模和模拟研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 周旭昌 |
| 答辩日期 | 2005-06-06 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陆卫 |
| 关键词 | 低维材料 P型δ掺杂材料 Qwip-led Thz多波段量子阱芯片 耦合量子点 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 基于“能带工程”发展起来的低维光电子材料和器件在现代社会中发挥着越来越重要的作用。本论文对几种低维材料进行了建模和模拟计算，分析其中的电子结构和光电性能。本论文主要包括以下内容： 1. 通过自洽方法研究了n型量子阱、p型量子阱和应变量子阱LED的电子结构，分析了这些低维结构的光电性能，并发现自洽方法在中远红外光电器件的设计上有着重要的意义。 2. 通过自洽计算研究了p型δ掺杂材料中的电子结构在光照下的变化规律：δ势阱吸引光生空穴，并导致了光生少数载流子阱的形成，而且光生少数载流子阱随着光强的增加而变深，其中的电子波函数向δ掺杂区收缩；在价带中，随着光生载流子的增多，δ势阱的底部则向价带边移动，空穴子能级和准费米能级因此向价带边移动，准费米能级移动到价带边的时候会被钉扎，并出现δ阱对空穴的吸收饱和现象。以上电子结构变化规律合理地解释了光谱实验中的结果：荧光峰位随光强增加而蓝移，荧光强度也随之增强；当光强增大到一定程度时，峰位蓝移停止。 3. 通过建模对QWIP－LED进行了研究。通过模拟得到了器件中的势能分布和载流子分布；研究了器件中LED的发光峰位和发光强度随外置偏压的变化规律；模拟了器件的红外－近红外的上转换特性，分析了QWIP的光生载流子注入LED的效率随外置偏压的变化规律。 4. 提出了利用非对称GaAs/AlGaAs量子阱来制备THz光多波段量子阱芯片的设计。制备过程主要是对量子阱芯片进行选择性界面混合；量子阱在界面混合以后，其THz发光频率逐渐增大。通过选取适当的量子阱结构参数，对芯片上36个单元的选择性界面混合，就能从一块芯片上获得频率从2~9 THz的出射光，而且所有发光单元的共振电压都相同，可采用公用电极，从而简化了结构设计。 5. 通过数值计算研究了交变电场下耦合量子点中电子的动态行为。计算结果表明，外加交变电场会改变该结构中电子的振荡行为。在低频阶段，由于光子辅助遂穿效应，电子遂穿得到增强；而当外加电场的频率增大时，电子的遂穿将会受到强烈的抑制，并被局域在一量子点上；当外场频率继续增加时，外场的作用逐渐减弱直至消失，电子的运动恢复到没有外场时的状态。利用在此过程中的外加光场对电子的辅助遂穿和局域作用，可将耦合量子点应用于单电子开关。 |
| 学科主题 | 红外基础研究 |
| 公开日期 | 2012-07-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4298]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周旭昌. 低维光电子材料的建模和模拟研究[D]. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。