超晶格

摘要： 一般情况下半导体材料可以吸收一个能量大于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带。但是,在某些特殊的情况下,半导体材料也能吸收多个能量小于带隙的光子,使价带中的一个电子跃迁到导带,这就是多光子吸收效应。多光子吸收效应是一种非线性光学效应。该综述首先介绍了多光子吸收效应的理论基础和测试方法,然后回顾了多光子吸收效应的研究成果,最后展望了半导体低维结构中的多光子吸收效应研究,以及潜在的应用前景。

摘要： AlGaN基紫外激光器(LD)已被广泛应用于生物、化学等领域,但目前还存在着诸如自发极化效应强烈、载流子注入效率低等问题,因此对于该类型LD的研究和改良十分重要.本文参考相关文献实验样品结构,采用PICS3D仿真软件,对不同结构的AlGaN基电注入边发射紫外LD进行仿真计算,在实验样品基础上提出了具有更加优异光电性能的超晶格p型层激光器结构,并通过比较能带结构、辐射复合率、电流分布等性质,进一步分析了激光器性能提升的机制.最终得到的优化后的紫外激光器具有更高的光输出功率、载流子注入、受激辐射复合率,更低的阈值电流、串联电阻、电子泄露等,实现了紫外激光器的性能提升.

摘要： 近零等效介电常数超材料以其近乎等于零的等效介电常数所赋予的电磁特性使其在理论研究和工程应用中均有可观的价值,是电磁超材料领域研究热点之一。本文系统总结了为了解决现有近零介电常数超材料工作频率单一的不足,以等效介质理论的Bergman-Milton谱表述理论为基础,结合超材料典型微观结构等效介电常数谱表述的特点,建立宽频近零介电常数超材料的谱表述理论,并以此为基础设计具有宽频近零介电常数超材料的研究成果。理论上,对超材料的材料特性和微观结构特性抽象化,实现了对具备超晶格构型的宽频近零介电常数超材料的快速建构,解释了宽频近零介电常数的物理原理,并获得了数值模拟的验证。同时,在应用方面,根据宽频近零介电常数超材料的物理特性,突出展示了所设计的宽频近零介电常数超材料在宽频电磁隧穿与聚焦、宽频电磁波定向发射、宽频电磁波波前调制等方面的应用。

摘要： 构造了界面具有原子混合的硅锗(Si/Ge)单界面和超晶格结构.采用非平衡分子动力学模拟研究了界面原子混合对于单界面和超晶格结构热导率的影响,重点研究了界面原子混合层数、环境温度、体系总长以及周期长度对不同晶格结构热导率的影响.结果表明:由于声子的“桥接”机制,2层和4层界面原子混合能提高单一界面和少周期数的超晶格的热导率,但是在多周期体系中,具有原子混合时的热导率要低于完美界面时的热导率;界面原子混合会破坏超晶格中声子的相干性输运,一定程度引起热导率降低;完美界面超晶格具有明显的温度效应,而具有原子混合的超晶格热导率对温度的敏感性较低.

摘要： 钙钛矿超晶格中蕴含着丰富的磁现象,特别是锰酸镧/镍酸镧超晶格中的异常磁交换偏置现象是一个研究热点.本文采用脉冲激光沉积技术,制备出不同取向的锰酸镧/镍酸镧超晶格,并对超晶格的电输运性能和交换偏置现象进行了系统的研究.实验发现,超晶格在不同取向的衬底上外延生长并保持晶格应力;超晶格的母体是Mott绝缘体并遵循二维Mott变程跃迁导电机理;不同取向的超晶格都表现出交换偏置现象;场冷和零场冷曲线表明在低温下超晶格中存在两种不同的磁性组元.对超晶格交换场强度的进一步分析发现,交换场强度与超晶格的取向以及超晶格与衬底界面处的极性补偿有关.在不同温度下都观察到,极性连续的超晶格的交换场强度都高于极性失配的超晶格.上述研究结果对进一步理解钙钛矿超晶格中的磁电输运性能有所帮助.

摘要： 铁电材料的自发电极化可以被外场调控翻转,在信息存储和逻辑器件等领域具有巨大应用前景。基于铁电极化的量子材料构筑可实现挠曲电效应、界面电导与超导效应、铁电畴壁电导效应与铁电场效应等钙钛矿氧化物传统与新型界面性能的有效调控,赋予低维钙钛矿氧化物超晶格众多大于简单1+1的新颖性能,为设计多功能、高性能及小型化的电子器件提供新的广阔空间。

摘要： 本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算研究了SrVO_(3)/SrTiO_(3)(111)超晶格的电子结构、电学和磁学性质.研究结果表明,SrVO_(3)/SrTiO_(3)(111)超晶格可通过调节间隔层SrTiO_(3)的厚度实现铁磁半金属-铁磁绝缘体的转变.SrVO_(3)亚层之间可以通过厚度为2个原子层的SrTiO_(3)间隔层发生层间耦合,超晶格呈现铁磁半金属态;当间隔层SrTiO_(3)的厚度等于3个原子层时,超晶格出现小的带隙(约0.28 eV);当间隔层SrTiO_(3)的厚度大于3个原子层时,超晶格出现较大带隙,呈现铁磁绝缘态.进一步对SrVO_(3)/SrTiO_(3)界面附近由于Ti-V混合导致的缺陷界面进行研究发现,界面附近的Ti-V混合对金属-绝缘体转变具有重要的影响:与理想界面相比,Ti-V混合的缺陷界面更能抑制层间耦合,诱导超晶格实现铁磁半金属-铁磁绝缘体的转变.本研究结果为SrVO_(3)/SrTiO_(3)(111)超晶格通过调控间隔层SrTiO_(3)层数实现铁磁半金属-铁磁绝缘体的转变提供了理论依据.

摘要： 构造了均匀、梯度、随机3种不同周期分布的硅/锗(Si/Ge)超晶格结构.采用非平衡分子动力学(NEMD)方法模拟了硅/锗超晶格在3种不同周期分布下的热导率,并研究了样本总长度和温度对热导率的影响.模拟结果表明:梯度和随机周期Si/Ge超晶格的热导率明显低于均匀周期结构超晶格;在不同的周期结构下,声子分别以波动和粒子性质输运为主;均匀周期超晶格热导率具有显著的尺寸效应和温度效应,而梯度、随机周期Si/Ge超晶格的热导率对样本总长度和温度的依赖性较小.

摘要： 近年来,锑化物Ⅱ类超晶格材料在外延生长和发光性质等方面的研究取得了巨大的进步,为获得高性能中红外波段光电子器件奠定了重要的基础。然而,由于传统的InAs/GaSb体系超晶格材料中内部本征Ga原子缺陷的存在,使得InAs/GaSb材料的少子寿命过短,严重影响了光电子器件性能的提升,因此设计并生长具有长少子寿命的新材料体系超晶格材料具有重要的研究意义。本文对现阶段锑化物Ⅱ类超晶格材料的各类材料体系进行了总结和分析,着重强调了各类材料体系的外延生长条件、结构及光学特性等方面的研究进展,并对锑化物Ⅱ类超晶格材料今后的发展进行了展望。

摘要： 现有1.0 eV/0.75 eV InGaAsP/InGaAs双结太阳电池的开路电压小于各子电池的开路电压之和,鲜有研究探索开路电压损耗的来源以及如何抑制.通过研究发现,InGaAs底电池背场/基区界面处的少数载流子输运的主要机制是热离子发射,而不是缺陷诱导复合.SIMS测试表明,采用InP或InAlAs背场均不能有效抑制Zn掺杂剂的扩散.此外,由于生长过程中持续的高温热处理,Ⅲ-Ⅴ族主元素在界面处发生了热扩散.为了抑制上述现象,提出了一种新型InP/InAlAs超晶格背场,并应用到InGaAs底电池中.制备得到的双结太阳电池在维持短路电流密度不变的情况下,开路电压提升到997.5 mV,与传统采用InP背场的双结太阳电池相比,开路电压损耗降低了30 mV.该研究成果对提升四结太阳电池的整体开路电压有重要意义.

摘要： 超晶格半导体材料目前广泛应用于热电、光电、微电子器件中，因此研究它的热导率和传热性能就很有必要。超晶格中存在微带、布里渊区"折叠"等复杂的现象，导致理论研究工作困难。本文采用热阻串联模型计算Si/Ge超晶格热导率，在模型中考虑界面影响以及声子透射率随波长的变化。在固定周期厚度时，Si和Ge厚度比例变化不影响超晶格热导率。随着温度升高，热导率趋于定值。同时随着温度升高，界面散射对于声子传输的作用减小，而U过程的作用增加。

摘要： 本文采用中间层为InGaN/GaN超晶格的电池结构来改善晶体质量,初步制作并研究了InXGa1-xN/GaN超晶格太阳能电池。rn 结果显示，InN组分为32%的电池得到最高的转换效率1.16%，其开路电压Voc为2.01 V，短路电流密度Isc为-0.971 mA，填充因子为59.4%。rn InN组分为30%的电池的效率为0.51%,开路电压Voc为1.43V，短路电流密度Isc为-0.94mA，填充因子为38%。rn InN组分为25%的电池的效率为0.88%，开路电压Voc为1.83 V，短路电流密度Isc为-1.06mA,填充因子为45.6%。rn 不同组分的InXGa1-xN/GaN超晶格晶体质量相差不多，而32%的InN组分的超晶格吸收的光波长更长(518nm)，大于其他两者，这使得该组分的电池具有较高的光吸收，从而有高的转换效率。

摘要： 发展了基于步进扫描傅里叶变换红外光谱仪的红外调制PL和PR技术闭,使得系统分析中、远红外波段窄禁带碲镉汞(HgCdTe)半导体PL和PR光谱特性成为可能。窄禁带半导体超晶格被认为是在长波红外波段有望替代HgCdTe的新型红外探测材料,对其进行了系统概述。

摘要： 啁啾双周期光学超晶格通过将啁啾引入双周期结构,可实现多个倒格矢带宽的同时控制。本工作利用该结构实现级联过程的可调谐。 在实验中我们设计了一个4cm的啁啾双周期超晶格,用532nm,400μJ的绿光泵浦,通过调节温度产生了486-491nm,峰值功率约1.6μJ的可调蓝光与600-612nm,峰值功率约0.2μJ的可调红光输出。实验结论与理论预期符合得相当好。

摘要： 采用双水电极介质阻挡放电装置，在大气压氩气放电中，实现了具有三种折射率周期性排列的特殊超晶格结构等离子体光子晶体．改变放电边界的对称性和纵横比，研究了边界条件对超晶格结构的演化顺序和晶格常数变化的影响．结果表明，边界条件对超晶格结构的形成具有重要影响；当边界纵横比R≠1时，随电压升高，不同方向晶格常数具有交替变化的转化规律．

摘要： 近些年来，硅基兰姆波声子晶体的研究逐渐成为一个研究热点。硅基兰姆波器件在无绳通信以及传感领域都存在极大的应用潜力。本文主要采用了超晶格平面波展开和谐频响应法对硅基兰姆波声子晶体进行理论计算和分析。首先考虑的是在硅板上打孔的情况(二维)，比较并分析孔阵列分别为正方形和正六边形排列对应的能带结构图。其次考虑的是在硅板上刻槽填金的情况(一维)，采用谐频响应法研究在不同衬底厚度下透射能量谱的变化情况。

摘要： 采用高纯La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)靶和BiFeO3(BFO)靶通过射频磁控溅射方法在SrTiO3(001)单晶衬底上制备(LSMO/BFO)12超晶格,并对其结构及厚度进行了表征,测量了不同电流下的电阻。温度(R-T)特性以及不同温度下的电流-电压(I-V)特性。

摘要： 碲化铋由于禁带宽度非常窄而具有高电导率和塞贝克系数，同时具有低热导率，成为已知的室温下优值系数最高的热电材料。已有研究表明，纳米薄膜和超晶格是进一步提高材料热电性能的可行途径。因此超快研究碲化铋纳米薄膜中载能子间的相互作用过程及机理对开发高性能热电材料有重要意义。本文采用飞秒激光泵浦-探测技术，实验研究了沉积在硅基底上厚度为100nm碲化铋薄膜中各载能粒子的相互作用过程。通过改变延迟时间步长，分别观察到价带电子被光子激发跃迁至导带，激发电子在导带内与声子的能量弛豫过程及导带电子与空穴复合跃迁至价带，并将能量传递给声子导致声子温度升高的过程。在此过程中，还观察到热应力产生声波，并沿薄膜法向传播在界面处被反射回薄膜表面引起薄膜反射率扰动的现象，并据此得到了碲化铋薄膜中纵波声速为2649m/s。

摘要： 单分散纳米颗粒组装得到的超晶格由于其新奇的性质引起广大研究者的关注。本文利用油酸铁((Fe(OA)3)在油胺(OAm)辅助下的控制分解，成功获得了单分散的Fe3O4纳米八面体，并以此纳米八面体为例，阐述了磁性纳米材料的控制合成与组装。

摘要： 红外探测器的研究目前主要集中在改善单元器件性能，发展大型光电扫描列阵，提高使用温度，以及追求廉价和使用方便；提高灵敏度和焦平面列阵复杂成像系统的图像清晰度在军用和民用中取得了重要进展，如红外热成像、导航、探测、监视、测距和通信系统等。本文综合分析了量子阱和超晶格、双波段量子阱、量子点红外光电薄膜材料和器件的研究现状和发展趋势，着重介绍了量子阱和超晶格红外光电薄膜材料探测器件的优越性，重点研究了GaAs/AlGaAs量子阱红外光电薄膜材料的特点，及其探测器焦平面列阵的结构。

摘要： 本发明提供了一种超晶格探测器材料的生长方法，包括如下过程：准备衬底，并将衬底在真空生长室进行高温脱氧处理；在衬底上由下至上依次生长若干种超晶格探测器功能层，在任意相邻两种超晶格探测器功能层之间，前一种超晶格探测器功能层生长完成后暂停生长，利用V族元素浸润处理超晶格表面，同时将后一种超晶格探测器功能层生长所需源材料源炉温度升至生长温度并达到稳定状态后，再完成后一种超晶格探测器功能层的生长。该发明在两种不同超晶格探测器功能层生长之间插入一个生长停顿，同时在生长停顿过程中利用V族元素保护，可以有效减小背景As压波动，减少各超晶格探测器功能层之间As、Sb元素互混，提高超晶格探测器功能层衔接处界面质量。

摘要： 本发明提供了一种垂直型III‑V族超晶格材料、具有超晶格分布的InGaAsSb四元合金及制备方法，涉及半导体材料技术领域，本发明的垂直型III‑V族超晶格材料包括：具有倾角且呈台阶状的衬底，以及，位于衬底上且垂直衬底的超晶格半导体结构；超晶格半导体结构包括垂直衬底分布且交替叠置的第一材料竖层和第二材料竖层，衬底的每个台阶上分布有一个周期的第一材料竖层和第二材料竖层，第一材料竖层和所述第二材料竖层形成超晶格结构；第一材料竖层包括重复层叠生长的第一材料单分子层；第二材料竖层包括重复层叠生长的第二材料单分子层；第一材料和第二材料为不同的III‑V族化合物。这种新型超晶格结构具有纵向的载流子传输优势。

摘要： 一种新型超晶格材料电发热板，其中，其绝缘载体基板的第一面用于放置待加热物品，绝缘载体基板第二面的发热区域涂覆有超晶格发热材料，形成超晶格发热膜，两个电极层带分设在超晶格发热材料涂覆区域内的两侧，两个电极层带覆盖在超晶格发热膜上，两电极层带与超晶格发热膜导电连接结合；在各电极层带所覆盖区域内，由绝缘载体基板第二面向内开槽有安装孔，所述安装孔为的环形孔洞，环形孔洞的轴向深度不超过所在处绝缘载体基板的厚度；电连接固定装置包括导线，导线的第一端呈螺纹状旋套在环形孔洞的内芯柱外周，环形孔洞与环状孔洞内导线之间的缝隙以及与电极层带之间由导电介质灌注填充并固化。

摘要： 本发明提供了一种超晶格探测器材料的生长方法，包括如下过程：准备衬底，并将衬底在真空生长室进行高温脱氧处理；在衬底上由下至上依次生长若干种超晶格探测器功能层，在任意相邻两种超晶格探测器功能层之间，前一种超晶格探测器功能层生长完成后暂停生长，利用V族元素浸润处理超晶格表面，同时将后一种超晶格探测器功能层生长所需源材料源炉温度升至生长温度并达到稳定状态后，再完成后一种超晶格探测器功能层的生长。该发明在两种不同超晶格探测器功能层生长之间插入一个生长停顿，同时在生长停顿过程中利用V族元素保护，可以有效减小背景As压波动，减少各超晶格探测器功能层之间As、Sb元素互混，提高超晶格探测器功能层衔接处界面质量。

摘要： 本申请提供一种Ⅱ类超晶格红外探测器单元结构及其制备方法、Ⅱ类超晶格红外焦平面探测器，属于红外探测技术领域。Ⅱ类超晶格红外探测器单元结构，其包括红外探测器外延片、金属接触层和金属连接柱。金属接触层包括依次层叠布置的粘附层、反射层、连接层、第一保护层和第二保护层，粘附层连接于红外探测器外延片。金属连接柱连接于第二保护层。本申请的Ⅱ类超晶格红外探测器单元结构在金属接触层中增加反射层，即将接触电极和反射电极融合，在形成良好欧姆接触的同时，能够通过光反射实现部分损失光的二次吸收，从而提升制作的红外探测器的量子效率，进而优化红外探测器的成像效果。

摘要： 本发明涉及一种InAlGaN超晶格结构生长方法、超晶格结构、外延结构和芯片，生长方法包括以下步骤：(1)、生长InGaN阱层，所述InGaN阱层的生长温度为600°C～700°C；(2)、在所述InGaN阱层上生长InAlGaN Cap层，述InAlGaN Cap层的生长温度为600°C～700°C；(3)、在所述InAlGaN Cap层上生长GaN Cap层，所述所述GaN cap层的生长温度为600°C～700°C；(4)、在所述GaN Cap层上生长n型InAlGaN垒层，所述n型InAlGaN垒层的生长温度为600°C～700°C；(5)、重复上述步骤(1)～(4)多次，形成多周期循环结构的InAlGaN超晶格结构。其能够有效改善核心层量子阱层的质量，降低阱垒层的缺陷，从而提高紫外GaN基LED的光效和可靠性。

摘要： 本发明提供了一种垂直型III‑V族超晶格材料、具有超晶格分布的InGaAsSb四元合金及制备方法，涉及半导体材料技术领域，本发明的垂直型III‑V族超晶格材料包括：具有倾角且呈台阶状的衬底，以及，位于衬底上且垂直衬底的超晶格半导体结构；超晶格半导体结构包括垂直衬底分布且交替叠置的第一材料竖层和第二材料竖层，衬底的每个台阶上分布有一个周期的第一材料竖层和第二材料竖层，第一材料竖层和所述第二材料竖层形成超晶格结构；第一材料竖层包括重复层叠生长的第一材料单分子层；第二材料竖层包括重复层叠生长的第二材料单分子层；第一材料和第二材料为不同的III‑V族化合物。这种新型超晶格结构具有纵向的载流子传输优势。

摘要： 一种新型超晶格材料电发热板，其中，其绝缘载体基板的第一面用于放置待加热物品，绝缘载体基板第二面的发热区域涂覆有超晶格发热材料，形成超晶格发热膜，两个电极层带分设在超晶格发热材料涂覆区域内的两侧，两个电极层带覆盖在超晶格发热膜上，两电极层带与超晶格发热膜导电连接结合；在各电极层带所覆盖区域内，由绝缘载体基板第二面向内开槽有安装孔，所述安装孔为的环形孔洞，环形孔洞的轴向深度不超过所在处绝缘载体基板的厚度；电连接固定装置包括导线，导线的第一端呈螺纹状旋套在环形孔洞的内芯柱外周，环形孔洞与环状孔洞内导线之间的缝隙以及与电极层带之间由导电介质灌注填充并固化。

摘要： 本发明的目的是针对现有技术由于铟砷/镓锑Ⅱ类超晶格的晶内界面多，使得材料的生长难度提高，材料的生长成本高、生产设备寿命低的不足，提供一种提高铟砷/镓锑超晶格红外探测器材料截止波长的方法及铟砷/镓锑Ⅱ类超晶格材料及其应用，这种提高铟砷/镓锑超晶格红外探测器材料截止波长的方法，通过增加所述铟砷/镓锑Ⅱ类超晶格单胞中InSb层的应力，改变超晶格材料的能带结构，增加所述铟砷/镓锑Ⅱ类超晶格红外探测器材料截止波长，采用本发明方法，可以改变能带结构增加超晶格红外探测材料的截止波长，得到的铟砷/镓锑Ⅱ类超晶格材料制成的器件具有更高的探测率，减少了材料界面数量，减少了层级，且进一步提高了铟砷/镓锑Ⅱ类超晶格材料的探测波长和探测率。

摘要： 本实用新型提供了一种超晶格材料电发热板以及一种超晶格材料电加热炉；所述超晶格材料电发热板，包括绝缘载体基板、超晶格发热膜、电极层带、电连接固定装置，绝缘载体基板的第一面用于放置待加热物品，绝缘载体基板的第二面的发热区域涂覆有超晶格发热材料，形成超晶格发热膜，在超晶格发热材料涂覆区域内设置有两个电极层带，两个电极层带分设在超晶格发热材料涂覆区域内的两侧；电极层带覆盖在超晶格发热材料涂覆面上，电极层带与超晶格发热材料导电连接；在两电极层带所在区域对应的绝缘载体基板上各开设有安装孔，对应电连接固定装置固定在安装孔内。