西安交通大学 理学院 物质非平衡合成与调控教育部重点实验室，西安 710049
为了对GaN/AlN异质结电子结构有更为深入的认识，采用超原胞模型，对其进行了基于密度泛函理论的第一性原理计算.结果发现GaN/AlN为突变同型异质结，价带顶带阶为0.62eV，与实验值很接近.通过使用常用的平均键能法、平均势法和芯态法三种近似方法对GaN/AlN带阶的计算，比较得出，超原胞法虽然计算量较大，但能够给出异质结界面附近更为详细的信息，这一点其他三种近似方法无法得到，但他们也能够得出与实验值基本一致的带阶参量.
第一性原理 超原胞法 异质结带阶 The first principle theory GaN/AlN GaN/AlN heterojunction Super cell calculation Heterojunction band offsets
分别采用532,488 nm可见光和325 nm紫外光激发,对金属有机化学气相沉积法在蓝宝石衬底上生长的六方相InGaN/GaN薄膜样品在室温和78 K低温下的拉曼散射谱进行了研究。在可见光激发时,E2模和A1(LO)模的散射信号主要来自GaN层;采用紫外光激发时,A1(LO)模向低频方向移动且共振增强,此散射信号来自InGaN层。在可见光激发的情况下,在A1(LO)模的高频方向观察到一个宽峰,此宽峰为InGaN的LO声子-等离子激元耦合模,根据耦合模频率得到InGaN层中的电子浓度为n e＝1.61×1018 cm-3 。紫外光激发时,没有观察到耦合模,A1(LO)模散射信号主要来自样品表面耗尽层,由此估算样品中的耗尽层宽度大约在40 nm。此外,还对比分析了在室温和78 K低温下LO声子-等离子激元耦合模的散射强度的变化规律,计算了不同温度下等离子激元的屏蔽波矢。这些结论对于了解InGaN材料的基本性质以及氮化物光电器件的开发利用都有重要参考价值。
InGaN合金 拉曼散射光谱 LO声子-等离子激元耦合模 InGaN alloy Raman scattering spectroscopy LO phonon-plasmon coupled mode
阐述了目前国内外的磷化铟纳米晶研究状况。用有机溶剂回流退火法制备出了磷化铟纳米晶，并通过XRD谱计算出平均粒径为55 nm。喇曼光谱表明：由于纳米颗粒的量子尺寸效应，2个散射峰都向低能量方向发生了较大的移动。UV－VIS表明样品的吸收边相对于体块InP(970 nm)发生了显著的蓝移，说明带隙变宽，表现出明显的量子尺寸效应。PLE谱在380 nm时，PL谱峰在573 nm时，相对于体块InP的红外区的荧光光谱发光峰发生了显著的蓝移，说明磷化铟纳米晶在光电子器件领域和非线性光学领域有非常好的应用前景。
磷化铟纳米晶 喇曼光谱 荧光光谱 吸收光谱 发光光谱 非线性光学性质 indium phosphide nanocrystallite Raman spectrum fluorescence spectrum absorption spectrum luminescence spectrum nonlinear optical property
1 西安交通大学,应用物理系,西安,710049
2 西安理工大学,应用物理系,西安,710048
利用无水三氯化铝与叠氮化钠在无溶剂的条件下直接反应,成功地合成出六方单晶氮化铝(h-AlN)薄膜.反应温度为450℃,有效反应时间为20h.高分辨率透射电镜发现为薄膜形态;电子衍射和X射线衍射结果都表明,氮化铝薄膜为六方结构.光致发光实验显示,在可见光范围内有一较强的辐射峰,中心位于413nm处,半高宽约为5 nm.同时,本文对六方单晶氮化铝薄膜的生长机理和光致发光机理也进行了讨论.
六方单晶氮化铝薄膜 光致发光 二茂铁
1 西安理工大学理学院, 西安 710048
2 西安交通大学理学院, 西安 710049
根据菲涅耳公式,通过计算超广角萨尼亚克干涉仪各面的反射、透射系数,得出干涉仪的透射率、出射立体角,最后推导出光通量的具体表达式。代入改型萨尼亚克干涉仪两臂玻璃ZBaF17和QF14尺寸和折射率等参量,得出超广角萨尼亚克干涉仪的出射光强是入射光强的0.4397倍,立体角为1.7316×10-4 sr,AΩ=0.4×10-4 cm2·sr。
光学仪器 光通量 改型萨尼亚克干涉仪 立体角
把三块各带有一个缺陷的光子晶体结合起来，如果中央晶体的缺陷模处在两侧晶体的禁带中，缺陷模内的光波会受到两侧晶体的阻碍并被局域在中央晶体内，形成量子阱结构；若一侧晶体的缺陷模被移动到中央晶体缺陷模处，则只有一侧晶体阻碍在中央晶体缺陷模内传播的光波，量子阱效应完全消失，光的传输受到最大程度的阻碍．这种结构可同时具有窄带滤波器和光开关的功能，据此提出了一种高效的、灵敏的光开关的设计．采用传输矩阵法计算了一维光子晶体的透射谱和场分布．
光子晶体 量子阱 缺陷态 光开关 滤波 Photonic crystal Defect mode Quantum well Optical switch Filter
1 西安交通大学应用物理系，西安 710049
2 西安理工大学应用物理系，西安 710048
在传统工艺的基础上，改变电极的形状可以提高氮化镓(GaN)基材料光导型紫外探测器的灵敏度．经过计算可知，虽然三棱形电极可以使探测器有效受光率提高100%，但工艺复杂，难以实现；而半圆柱形电极虽然使氮化镓薄膜有效受光率仅提高20%左右，但工艺简单，便于加工．
紫外探测器 电极 加工工艺 Ultravidet detectors Electrode Making technology
1 西安交通大学理学院，西安 710049
2 空军工程大学信息工程学院，西安 710077
利用传输矩阵方法，从理论上研究了三缺陷层一维光子晶体的光学性质．在缺陷层间距足够大以致于出现缺陷态简并的情况下，调节第一或第三个缺陷层的光学厚度，光子晶体缺陷态的透射率会发生最大程度的变化．这种结构可同时具有窄带滤波器和光开关的功能，据此提出了一种低阈值光开关的设计．把折射率可调的向列型液晶作为晶体的第三个缺陷层，并用4×4传输矩阵方法计算了其缺陷态透射率与电场电压的关系．
光子晶体 缺陷态 光开关 滤波 Photonic crystal Defect mode Optical switch Filter
1 西安交通大学理学院应用物理系，西安 710049
2 美国西北大学电子与计算机工程系，伊利诺伊 60208
3 美国堪萨斯州立大学物理系，堪萨斯 66506
分别使用X衍射仪和紫外(190nm～800nm)分光光度仪，测量了用分子束外延法生长在SiC(001)基底面上的AIN薄膜的X衍射、透射谱和不同温度下的吸收谱．X衍射表明：实验所用的AIN薄膜在c－轴存在应变和应力，该应变和应力主要是由于AIN的晶格常量与基底SiC的晶格常量不匹配所致．透射谱表明：AIN薄膜的禁带宽度大约为6．2eV；而其对应的吸收谱在6．2eV处存在一个明显的台阶，此台阶被认为是AIN薄膜中的带边自由激子吸收所产生，忽略激子的结合能(与禁带宽度相比)，则该值就对应为AIN的禁带宽度．而其对应的不同温度下(10k～293k)的吸收谱的谱线的形状和位置无明显的变化表明：温度对AIN薄膜的禁带宽度亦无明显的影响，这主要是由于在AIN薄膜中存在着应力所致．
AIN薄膜 透射谱 吸收谱 禁带带宽 自由激子 AIN film Transmittance spectrum Absorption spectrum The direct-band-gap energy Free exciton
对液氮温度下六方相GaN和掺Mg的P型GaN薄膜的拉曼谱进行了对比研究.除对两个样品中主晶格振动模进行了对比分析外,着重讨论了位于247 cm-1的散射峰的产生机制.结果表明GaN:Mg的谱中该峰的散射强度随温度升高先增大再减小,在500K以上消失且对样品重新降温到78K观察此峰不再出现,因此认为它是缺陷产生的振动模.而GaN样品中经同样加热降温的过程此峰仍然存在,说明两个样品中该峰的产生机制不同.此外,在GaN:Mg的谱中还观察到Mg诱导的局域振动模.
低温拉曼谱 缺陷模 GaN
