新型光電子材料(已改無錯(cuò)字)
2023-01-25 20:36:26 本頁面
【正文】 、 控制生長條件的氧化物粉末的熱蒸發(fā)技術(shù) ， 成功地合成了諸如 ZnO、 SnO In2O3和Ga2O3等一系列半導(dǎo)體氧化物納米帶 。 這些原生的納米帶呈現(xiàn)出高純 、 結(jié)構(gòu)均勻和單晶體 ， 幾乎無缺陷和位錯(cuò)；納米線呈矩形截面 ， 典型的寬度為20300nm， 寬厚比為 510， 長度可達(dá)數(shù)毫米 。 ? 香港城市大學(xué)李述湯教授和瑞典隆德大學(xué)固體物理系納米中心的 Lars Samuelson 教授領(lǐng)導(dǎo)的小組，分別在 SiO2/Si和 InAs/InP量子線超晶格結(jié)構(gòu)的生長制備方面也取得了重要進(jìn)展。 半導(dǎo)體氧化物納米線（帶）研究取得進(jìn)展 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 25 多種納米線、納米帶材料例舉（一） 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 26 多種納米線、納米帶材料例舉（二） 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 27 ? 美國哈佛大學(xué)的 Gudiksen等 ， 分別利用激光協(xié)助催化方法和應(yīng)用金納米團(tuán)簇催化劑結(jié)合化學(xué)汽相淀積技術(shù) ， 生長成功 221層的組分調(diào)制納米線超晶格結(jié)構(gòu) GaAs/GaP和 PSi/NSi，PInP/NInP調(diào)制摻雜納米線超晶格結(jié)構(gòu) 。 ? 納米線的直徑和異質(zhì)結(jié)或 PN結(jié)界面組分與摻雜的陡度 ， 依賴于催化劑金等納米團(tuán)簇的大小 ， 納米線超晶格的直徑從幾個(gè)納米到數(shù)十納米不等 ， 長度可達(dá)幾十微米 。 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 28 金納米液滴分布在氧化硅上面，用 VLS 方法，通過變換氣相成分，生長 Ⅲ Ⅴ 和 Ⅳ 超晶格。如 GaAs/GaP 納米線超晶格， GaAs是直接帶隙，而 GaP是間接帶隙；在 GaAs/GaP超晶格 結(jié)構(gòu)中，GaAs發(fā)光， GaP不發(fā)光，如圖所示。這種結(jié)構(gòu)可以用作納米條型碼，也可以制成納米 PN結(jié)和 LED,在超靈敏生物和化學(xué)檢測和高集成邏輯門電路方面得到應(yīng)用。 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 29 ? 加洲大學(xué)伯克利的 Johnson等利用鎳催化劑和 VLS方法，通過金屬鎵和氨在 900?C藍(lán)寶石襯底上直接反應(yīng)，合成了直徑在幾十到幾百納米之間，長達(dá)數(shù)十微米的 GaN納米量子線。 ? 四倍頻光參量放大器（波長 290400nm，平均功率 510mW）用作泵浦激光器 , 在被泵的單個(gè) GaN單晶納米線（直徑約 300納米，長約 40微米）的兩端觀察到了藍(lán)、紫激光發(fā)射。 ? 激射波長隨泵浦功率增加的紅移，支持高溫下電子 空穴等離子體是 GaN主要的激射機(jī)制觀點(diǎn)。 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 30 2023年美國加州大學(xué)的 Peidong Yang等研制成功 ZnO納米線紫外激光器 。 ? 單晶 ZnO納米線結(jié)構(gòu)是在鍍金的藍(lán)寶石襯底上 ， 以金作為催化劑 ， 沿垂直于襯底方向生長出來的 。 納米線長 210微米 ， 直徑為 20150納米 。 ZnO納米線和襯底之間的界面形成激光共振腔的一個(gè)鏡面 ， 納米線的另一端的六方理想解理面為另一個(gè)鏡面 。 在 266納米光的激發(fā)下 ， 由納米線陣列發(fā)出波長在 370400納米的激光 。 單個(gè)納米線激射也曾觀察到 。 ? ZnO納米線光泵激射現(xiàn)象 ， 是香港科技大學(xué)湯子康教授等首先觀察到的 。 納米半導(dǎo)體材料與量子器件 3/9/2023 31 ZnO納米線室溫光泵受激發(fā)射 半導(dǎo)體量子線 、 量子點(diǎn)材料與器件 3/9/2023 32 半導(dǎo)體 NWs晶體管： 催化合成直徑可控的 PSi NWs ，并將其懸浮在溶液中，用定向流動(dòng)的方法使其在選定的襯底上形成定向排列的 NWs 單層， NWs的間距為 5001000nm可控，后用通常的光刻方法制成 S和 D，襯底 Si作柵。 5mm 5mm 5mm 3/9/2023 33 將光子和電子的能帶工程相結(jié)合 ， 用高折射率差的二微光子晶體形成的微諧振腔 ， 研制成功面發(fā)射量子級連激光器 。 通過改變二維光子晶體晶格常數(shù)來改變激光發(fā)射譜 。 3/9/2023 34
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