1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
2 济宁科力光电产业有限责任公司，山东 济宁 272113
从非连续介质波导构造的光子双势垒模型出发，建立了光子的双势垒量子贯穿理论，给出了光子穿透双势垒的量子概率公式。同时从解析和数值仿真两个角度分别讨论了行波光子和隐失波光子产生共振穿透效应所需的物理条件，研究了光子穿透概率与双势垒的几何尺寸、波导填充介质的折射率以及光子频率之间的依赖关系。比较不同物理条件下的仿真曲线，概括其物理规律。尤为重要的是，当双势垒由截止波导构成时，频率或双势垒结构参数发生细微变化会对光子穿透概率产生极大的影响。基于这些物理规律，初步探讨了光子的量子共振隧穿效应在一些光学器件设计中的潜在应用，重点研究了其在激光测距技术中的原理设计。
量子光学 电磁波导 量子隧穿 光子双势垒 共振穿透 激光测距
1 陕西科技大学材料原子·分子科学研究所，西安 710021
2 西安电子科技大学，宽禁带半导体材料教育部重点实验室，西安 710071
3 陕西科技大学材料科学与工程学院，西安 710021
4 西北大学信息科学与技术学院，西安 710127
本文利用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)技术在(001)面图形化蓝宝石衬底(PSS)上生长了一种含有AlGaN-InGaN/GaN MQWs (multiple quantum wells)-AlGaN双势垒结构的高In组分太阳能电池外延材料。高分辨率X射线衍射(HRXRD)和光致发光(PL)谱分析表明，与含有AlGaN电子阻挡层的低In组分的量子阱结构太阳能电池外延材料相比，该结构材料具有较小的半峰全宽(FWHM)，计算表明:此结构材料的位错密度降低了一个数量级，达到107 cm-2；同时，有源区中的应变弛豫降低了51%；此外，此结构材料的发光强度增强了35%。研究结果表明含有AlGaN双势垒结构的外延材料可以减小有源区的位错密度，降低非辐射复合中心的数目，增大有源区有效光生载流子的数目，为制备高质量太阳能电池提供实验依据。
金属有机化合物化学气相沉积 太阳能电池外延材料 AlGaN双势垒结构 位错密度 光生载流子 metal organic chemical vapor deposition solar cell epitaxial material AlGaN double barrier structure InGaN/GaN MQWs InGaN/GaN MQWs dislocation density photo-induced carrier
长治学院电子信息与物理系, 山西 长治 046011
主要研究空间光孤子在非线性克尔介质的线性折射率受到双势垒调制时的传播行为。 采用数值模拟的方法,讨论了在两种不同类型对称双势垒的作用下,单孤子和双孤子的空 间传播行为。数值模拟结果显示,在双势垒的作用下,单孤子能表现出摆动、遂穿和导向 行为,双孤子能表现出导向行为。因此,通过合理设计诸如调制深度、垒间距、单垒的宽度 等双势垒参数以及初始中心偏移和入射角度等入射光束参数,可以实现孤子的捕获和控制。
非线性光学 空间光孤子 数值模拟 对称双势垒 导向 遂穿 nonlinear optics spatial optical soliton numerical simulation symmetric double barrier steering tunneling
1 河池学院 物理与机电工程学院, 广西 宜州 546300
2 广西大学 物理科学与工程技术学院, 南宁 530004
利用传输矩阵法理论, 研究了双重势垒一维光子晶体量子阱(AB)k(CD)m(DCD)n(DC)m(BA)k的内部局域电场.结果表明: 双重势垒光量子阱内部分布着很强的局域电场, 且越靠近阱中心, 局域电场越强；双重势垒光量子阱垒层特别是内垒层和外垒层厚度同时增大时, 内部局域电场快速增强, 而且阱中心增强最明显；双重势垒光量子阱阱层宽度增大时, 越靠近阱中心, 局域电场越强, 但阱宽按偶数倍增大时阱中心的局域电场不变并保持恒定极大值, 而阱宽按奇数倍增大到一定数值后, 光量子阱内部局域电场则趋于阱宽按偶数倍增大时的局域电场恒定极大值.该研究可为分析光量子势阱的量子化效应机理和分立透射谱的形成内因, 以及量子光学产品的实际设计等提供指导.
量子光学 光子晶体量子阱 局域电场 双重势垒 传输矩阵法 Quantum optics Photonic crystal quantum well Localized electric field Double barrier Transmission matrix
1 杭州电子科技大学 电子信息学院,杭州 310018
2 浙江大学 硅材料国家重点实验室,杭州 310027
以界面势垒对碳纳米管(CNT)场发射的影响为研究目的,在硅衬底上引进很薄的二氧化硅层,以二氧化硅层作为绝缘势垒,然后在二氧化硅界面层上直接生长CNT,来研究二氧化硅绝缘势垒层对CNT场发射的影响。场发射结果为:Fowler-Nordheim(F-N)曲线分为两部分,高电场下偏离F-N曲线并趋于饱和。在双势垒模型的基础上,从电场在两势垒上的分布不同及电子在两势垒上的隧穿几率不同,理论上分析了界面势垒对场发射的影响:低电场下电子在界面势垒的隧穿几率大于在表面势垒的隧穿几率,界面势垒对场发射不起阻碍作用,场发射遵守F-N规律;高电场下电子在界面势垒的隧穿几率小于在表面势垒的隧穿几率,场发射偏离F-N规律。理论对实验结果进行了合理的解释。
碳纳米管 场发射 绝缘势垒 隧穿几率 双势垒模型 非线性F-N曲线 carbon nanotubes field emission dielectric barrier tunneling probability double-barrier model nonlinear F-N plots
1 School of Management and Engineering, Nanjing University, 210093 Nanjing, CHN
2 School of Electronic Science and Engineering, Southeast University, 210096 Nanjing, CHN
半导体光子学与技术
2007, 13(4): 243
东南大学电子工程系微电子机械系统教育部重点实验室,南京,210096
讨论了硅基双势垒金属绝缘层金属绝缘层半导体(MIMIS)隧道发光结的结构、制备方法及发光特性.所制备的样品最大发光亮度达到1.9 cd/m2、光谱的峰值波长移到了蓝绿光区,表明双势垒MIMIS隧道发光结的性能优于单势垒金属绝缘层半导体(MIS)隧道发光结.利用量子力学的共振隧穿效应对它作了较好的解释.
金属绝缘层金属绝缘层半导体 双势垒 发光特性 共振隧穿
