本文主要研究内容
作者闫冰（2019）在《GaAsBi半导体带边电子结构的光致发光光谱研究》一文中研究指出：光致发光（Photoluminescence,PL）光谱作为半导体电子结构表征的有力手段,因其非接触、高灵敏而被广泛运用于禁带宽度、带边能级和带尾态等特性的研究。基于傅里叶变换红外（Fourier Transform Infrared,FTIR）光谱仪的PL光谱方法充分利用了FTIR光谱仪多通道、高通量优势,由此显著提高PL光谱信噪比（Signal-to-noise Ratio,SNR）和谱分辨率,从而为半导体的微弱电子跃迁信号的获取和定量分析提供了有效的实验手段。GaAsBi半导体因其显著Bi致带隙收缩、低温度敏感性以及俄歇复合受抑制等特性,在红外光电器件方面具有广阔的应用前景,因而获得广泛国际关注。为提高Bi的有效等电位掺入,GaAsBi的分子束外延生长温度通常比GaAs的低,这就会引入缺陷和杂质相关的局域能级/带尾态,从而限制了稀Bi半导体的光电特性及其器件应用。因此,澄清GaAsBi的局域能级/带尾态对其电子结构的影响,无论是对于材料的机理认识还是光电特性的工程应用,都极为重要。本工作针对不同Bi组分的GaAsBi带边电子能态问题,在实验室的FTIR-PL方法的基础上,通过针对性解决极弱激发功率密度条件下材料带尾态电子跃迁PL光谱的低SNR技术难题,优化光谱质量,藉此开展不同组分GaAsBi带边PL特性的激发功率、磁场强度以及温度的依赖关系探究。具体工作和取得主要进展表现在以下三方面:（i）针对弱激发功率密度PL的低SNR对GaAs1-xBix带尾缺陷能级研究的限制,对两个GaAs1-xBix外延膜开展变光斑尺寸PL测试分析。结果表明:激发功率保持不变时,光斑尺寸的增加导致PL能量的红移,其原因在于等效激发功率密度的降低;而当保持激发功率密度不变,PL线型不依赖于光斑尺寸,但光斑尺寸增加显著提高了PL的SNR,有利于光谱的定量拟合分析。（ii）利用多变条件PL研究GaAs1-xBix带边电子能级。变激发功率PL实验分析发现,（1）不同激发下均表现出非对称性的PL光谱包含三个跃迁过程,特征峰均随功率增大而蓝移;（2）在较低功率区间,三个特征峰的积分强度随激发功率呈线性关系,由此排除PL特征来自自由激子复合的可能;（3）半高宽随功率的演化规律表明PL随激发功率增大的蓝移来自于载流子的填充效应而非施主-受主对复合;（4）另外发现Bi组分对GaAs1-xBix的带尾态态密度具有调控作用。通过液氦磁光-PL实验,发现PL线型不随磁场变化,由此排除导带参与的可能。通过以上分析澄清了不同文献报道的Bi致带隙收缩率显著偏差的疑虑。另外,利用变温PL研究GaAs1-xBix的温度演化,证实Bi对半导体温度敏感性的影响;GaAs1-xBix变温透射测试结果与上述结论相符。（iii）开展GaAs1-xBix作为InAs QDs应变层时QDs的PL光谱演化探索,初步结果表明,InAs QDs的PL光谱随GaAs1-xBix的SBL/SRL的Bi组分/厚度的增加所产生的红移/蓝移是由于应变和势垒高度共同影响造成。
Abstract
guang zhi fa guang （Photoluminescence,PL）guang pu zuo wei ban dao ti dian zi jie gou biao zheng de you li shou duan ,yin ji fei jie chu 、gao ling min er bei an fan yun yong yu jin dai kuan du 、dai bian neng ji he dai wei tai deng te xing de yan jiu 。ji yu fu li xie bian huan gong wai （Fourier Transform Infrared,FTIR）guang pu yi de PLguang pu fang fa chong fen li yong le FTIRguang pu yi duo tong dao 、gao tong liang you shi ,you ci xian zhe di gao PLguang pu xin zao bi （Signal-to-noise Ratio,SNR）he pu fen bian lv ,cong er wei ban dao ti de wei ruo dian zi yue qian xin hao de huo qu he ding liang fen xi di gong le you xiao de shi yan shou duan 。GaAsBiban dao ti yin ji xian zhe Bizhi dai xi shou su 、di wen du min gan xing yi ji e xie fu ge shou yi zhi deng te xing ,zai gong wai guang dian qi jian fang mian ju you an kuo de ying yong qian jing ,yin er huo de an fan guo ji guan zhu 。wei di gao Bide you xiao deng dian wei can ru ,GaAsBide fen zi shu wai yan sheng chang wen du tong chang bi GaAsde di ,zhe jiu hui yin ru que xian he za zhi xiang guan de ju yu neng ji /dai wei tai ,cong er xian zhi le xi Biban dao ti de guang dian te xing ji ji qi jian ying yong 。yin ci ,cheng qing GaAsBide ju yu neng ji /dai wei tai dui ji dian zi jie gou de ying xiang ,mo lun shi dui yu cai liao de ji li ren shi hai shi guang dian te xing de gong cheng ying yong ,dou ji wei chong yao 。ben gong zuo zhen dui bu tong Bizu fen de GaAsBidai bian dian zi neng tai wen ti ,zai shi yan shi de FTIR-PLfang fa de ji chu shang ,tong guo zhen dui xing jie jue ji ruo ji fa gong lv mi du tiao jian xia cai liao dai wei tai dian zi yue qian PLguang pu de di SNRji shu nan ti ,you hua guang pu zhi liang ,ji ci kai zhan bu tong zu fen GaAsBidai bian PLte xing de ji fa gong lv 、ci chang jiang du yi ji wen du de yi lai guan ji tan jiu 。ju ti gong zuo he qu de zhu yao jin zhan biao xian zai yi xia san fang mian :（i）zhen dui ruo ji fa gong lv mi du PLde di SNRdui GaAs1-xBixdai wei que xian neng ji yan jiu de xian zhi ,dui liang ge GaAs1-xBixwai yan mo kai zhan bian guang ban che cun PLce shi fen xi 。jie guo biao ming :ji fa gong lv bao chi bu bian shi ,guang ban che cun de zeng jia dao zhi PLneng liang de gong yi ,ji yuan yin zai yu deng xiao ji fa gong lv mi du de jiang di ;er dang bao chi ji fa gong lv mi du bu bian ,PLxian xing bu yi lai yu guang ban che cun ,dan guang ban che cun zeng jia xian zhe di gao le PLde SNR,you li yu guang pu de ding liang ni ge fen xi 。（ii）li yong duo bian tiao jian PLyan jiu GaAs1-xBixdai bian dian zi neng ji 。bian ji fa gong lv PLshi yan fen xi fa xian ,（1）bu tong ji fa xia jun biao xian chu fei dui chen xing de PLguang pu bao han san ge yue qian guo cheng ,te zheng feng jun sui gong lv zeng da er lan yi ;（2）zai jiao di gong lv ou jian ,san ge te zheng feng de ji fen jiang du sui ji fa gong lv cheng xian xing guan ji ,you ci pai chu PLte zheng lai zi zi you ji zi fu ge de ke neng ;（3）ban gao kuan sui gong lv de yan hua gui lv biao ming PLsui ji fa gong lv zeng da de lan yi lai zi yu zai liu zi de tian chong xiao ying er fei shi zhu -shou zhu dui fu ge ;（4）ling wai fa xian Bizu fen dui GaAs1-xBixde dai wei tai tai mi du ju you diao kong zuo yong 。tong guo ye hai ci guang -PLshi yan ,fa xian PLxian xing bu sui ci chang bian hua ,you ci pai chu dao dai can yu de ke neng 。tong guo yi shang fen xi cheng qing le bu tong wen suo bao dao de Bizhi dai xi shou su lv xian zhe pian cha de yi lv 。ling wai ,li yong bian wen PLyan jiu GaAs1-xBixde wen du yan hua ,zheng shi Bidui ban dao ti wen du min gan xing de ying xiang ;GaAs1-xBixbian wen tou she ce shi jie guo yu shang shu jie lun xiang fu 。（iii）kai zhan GaAs1-xBixzuo wei InAs QDsying bian ceng shi QDsde PLguang pu yan hua tan suo ,chu bu jie guo biao ming ,InAs QDsde PLguang pu sui GaAs1-xBixde SBL/SRLde Bizu fen /hou du de zeng jia suo chan sheng de gong yi /lan yi shi you yu ying bian he shi lei gao du gong tong ying xiang zao cheng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自上海师范大学的闫冰，发表于刊物上海师范大学2019-06-17论文，是一篇关于光致发光光谱论文,带尾态论文,激发功率论文,信噪比论文,光斑尺寸论文,上海师范大学2019-06-17论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自上海师范大学2019-06-17论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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