由于量子點具有離散的電子態(tài)和分立的能級,基于量子點的光電器件能為下一代量子信息技術奠定基礎,包括單電子晶體管,量子點發(fā)光二極管,量子計算,量子通信,醫(yī)學成像,激光器,太陽電池和單光子源等。然而,可控的制備高質量的量子點依然面臨挑戰(zhàn)。由于量子點材料生長手段的限制,基于量子點的光電器件的性能并沒有達到理論預計的水平。為了進一步明晰生長高質量量子點的方法和技術,本論文采用分子束外延生設備生長并研究III-V族量子點,并探討了基于分子束外延生長的量子點器件,包括量子點太陽電池和單光子發(fā)射器。本論文采用原子力顯微鏡,透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡等表征設備等來表征量子點的結構,形貌,質量;量子點器件的性能用太陽光模擬器,外量子效率測試儀,低溫探針臺,微區(qū)熒光和HBT等表示。在論文的第四章,本文對等離子源增強的量子點光電器件進行了初步研究。研究顯示,在量子點光電器件本身性能提高的限制上,采用外等離激元可以增強量子點的光學吸收,彌補其在常溫下吸收很弱的缺點。首先,采用液滴外延技術生長GaAs和In_xGa_1-xAs量子點。通過改變In和As的組分控制InGa... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要貢獻與創(chuàng)新
    1.4 本博士論文的結構
第二章 液滴外延中間能帶太陽電池
    2.1 MBE外延生長技術和機理
        2.1.1 超高真空
        2.1.2 分子束源組件
        2.1.3 四級質譜儀
        2.1.4 高能電子衍射裝置
        2.1.5 固態(tài)源分子束外延材料生長機理
    2.2 液滴外延量子點的生長機理
    2.3 液滴外延中間能帶太陽電池實驗方法和結果討論
        2.3.1 實驗方法
            2.3.1.1 材料的生長
            2.3.1.2 測試手段與原理
        2.3.2 結果與討論
        2.3.3 結論
第三章 納米線量子點單光子源
    3.1 VLS模式生長軸向異質結納米線
        3.1.1 VLS法生長機理
        3.1.2 VLS法生長異質結納米線量子點
    3.2 單光子源理論基礎
        3.2.1 單光子光源的性質
        3.2.2 單光子源的判定標準
            3.2.2.1 二階自相關函數(shù)
            3.2.2.2 不可分辨性
            3.2.2.3 效率
            3.2.2.4 單光子純度
        3.2.3 光致發(fā)光原理
        3.2.4 量子點的物理性質
            3.2.4.1 量子點能級結構
            3.2.4.2 溫度與量子點帶隙的關系
            3.2.4.3 尺寸對量子點影響
            3.2.4.4 非線性增強效應
            3.2.4.5 載流子弛豫
            3.2.4.6 聲子瓶頸效應
            3.2.4.7 電聲強耦合
        3.2.5 納米線量子點
            3.2.5.1 極化的控制
            3.2.5.2 收集效率的提高
        3.2.6 單光子源的應用
            3.2.6.1 量子密碼學
            3.2.6.2 微弱吸收的檢測
            3.2.6.3 多光子產(chǎn)生
            3.2.6.4 隨機數(shù)產(chǎn)生器
    3.3 主要測試儀器原理及簡介
        3.3.1 SEM測試和CL測試
        3.3.2 TEM測試
        3.3.3 微區(qū)PL和HBT
    3.4 GaAsP/GaAs納米線量子點
        3.4.1 實驗方法
        3.4.2 結果和討論
        3.4.3 結論
第四章 等離激元增強量子點器件的初步研究
    4.1 等離激元增強的光吸收原理
    4.2 殼核結構的等離激元
    4.3 超材料吸收器
第五章 全文總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3548003