納米技術(shù)及其應(yīng)用第六章-在線瀏覽
2025-06-19 12:40本頁面
【正文】 量子點也稱為人造原子。 量子點的電子占據(jù)離散的能級。 第 6章 167。 量子阱中的量子尺寸效應(yīng) 求解一維無限方勢阱條件下的波動方程，可以得到電子能量本征值為： E1 E2 E3 一維無限方勢阱圖 22222 nmLEE zn??? ?式中， n=1, 2, 3, ………… 式（ 1） 0 Lz Z E m 為電子質(zhì)量； Lz為勢阱寬度； n 為量子數(shù)； 一維勢阱中電子的能量是量子化的，能量不連續(xù)，能量與量子數(shù) n2成正比！ 167。從此可見，只有勢阱寬度較小時（薄膜較薄的時候），才能有顯著的量子效應(yīng)。 量子點的類型及制備方法 Back 167。 量子點的類型及制備方法 量子點的制備 在用分子束外延生長的異質(zhì)結(jié)片子的頂面上制作柵電極，加負壓將電極下面的二維電子氣耗盡，只有在柵的間隙區(qū)留下電子，從而獲得量子點。 量子點的類型及制備方法 該方法的優(yōu)點是： 可以方便的控制量子點的尺寸、制造過程不引入附加的缺陷、沒有裸露的表面，因而量子點的質(zhì)量高。 167。 量子點的類型及制備方法 異質(zhì)材料的外延生長模式有三種： （ 2）用分子束外延進行自組織生長 （ a）一層接一層的二維生長模式； （ a） （ b） （ c） （ b）島狀生長模式； （ c）層狀加島狀生長模式（層島結(jié)合模式）； （ MBE SK模式） 167。 ? InAs和 GaAs這兩種材料具有晶格失配度，其晶格失配度為 %，晶格失配度高，生長為層島結(jié)合模式。 167。 ? 優(yōu)點： 可以將量子點的橫向尺寸縮小到幾十個納米以內(nèi)，做到無損傷。因此，量子點的幾何形狀、尺寸分布和密度較難控制。 量子點的類型及制備方法 ? 這種方法的特點：量子點尺寸可以小到 2～ 10nm，平均量子點尺寸分布大約在 5％～ 10％范圍內(nèi)，膠體量子點易于密集成量子點陣列，以形成晶態(tài)或非晶態(tài)的固體。 量子點的類型及制備方法 ? 例如利用 STM制備量子點 （ 4）其他方法 第 6章 167。 量子點器件簡介 這里只介紹幾種簡單的單電子器件： 1. 量子點激光器 2. 量子點旋轉(zhuǎn)門 3. 單電子盒 4. 單電子泵 5. 單電子晶體管 注意：隧道結(jié)和量子點是單電子器件的基本單元！ 167。 量子點激光器的制作源于： 利用量子點結(jié)構(gòu)具有很強的量子限制作用，當(dāng)激光器已經(jīng)縮小到甚至比它發(fā)射出來的光的波長還要小的尺度，在這一尺度上，量子行為開始占優(yōu)勢，可以制作高效率的激光器。 量子點器件簡介 最早的激光器 最早的激光器是將某種激光材料夾在兩塊反射鏡之間，對該激光材料予以“泵激”使激光材料中的電子受到激發(fā)而從較低的能級躍遷到較高的能級。來回反射的光子使其他的激發(fā)“電子” ——即處于較高能態(tài)的電子 ——發(fā)射出相同的光子，很像炸響的鞭炮又引燃其它的鞭炮一樣。 167。 波動一根吉它弦 基頻、泛音 縮短吉它弦 基頻、泛音減少 音調(diào) 音調(diào)升高 縮短吉它弦 基頻 音調(diào)升高至極限值 ? 如何才能利用所有的光子，怎么辦到不浪費能量呢？ 看一個吉它弦的例子： 167。 這一微型化過程的最終極限是激光器發(fā)射的光的波長的一半（這一尺度是光能夠在兩塊反射鏡之間來回反射的最小尺度）。 換言之，此時任何一個光子都不會被浪費掉，即此時的激光器是無能量閾的！ 因此， 這樣的量子點激光器的效率非常高 ！ 167。 光學(xué)計算機 用光代替電來傳送、處理并存儲信息，計算機的速度將被呈指數(shù)的提高了 ! 如果極少的能量就可以發(fā)射激光的話，量子點激光器就可以實現(xiàn)瞬時開關(guān)。 因此，量子點激光器作為傳送、存
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1