由于量子點(diǎn)具有離散的電子態(tài)和分立的能級(jí),基于量子點(diǎn)的光電器件能為下一代量子信息技術(shù)奠定基礎(chǔ),包括單電子晶體管,量子點(diǎn)發(fā)光二極管,量子計(jì)算,量子通信,醫(yī)學(xué)成像,激光器,太陽(yáng)電池和單光子源等。然而,可控的制備高質(zhì)量的量子點(diǎn)依然面臨挑戰(zhàn)。由于量子點(diǎn)材料生長(zhǎng)手段的限制,基于量子點(diǎn)的光電器件的性能并沒(méi)有達(dá)到理論預(yù)計(jì)的水平。為了進(jìn)一步明晰生長(zhǎng)高質(zhì)量量子點(diǎn)的方法和技術(shù),本論文采用分子束外延生設(shè)備生長(zhǎng)并研究III-V族量子點(diǎn),并探討了基于分子束外延生長(zhǎng)的量子點(diǎn)器件,包括量子點(diǎn)太陽(yáng)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(shè)備等來(lái)表征量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu),形貌,質(zhì)量;量子點(diǎn)器件的性能用太陽(yáng)光模擬器,外量子效率測(cè)試儀,低溫探針臺(tái),微區(qū)熒光和HBT等表示。在論文的第四章,本文對(duì)等離子源增強(qiáng)的量子點(diǎn)光電器件進(jìn)行了初步研究。研究顯示,在量子點(diǎn)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(qiáng)量子點(diǎn)的光學(xué)吸收,彌補(bǔ)其在常溫下吸收很弱的缺點(diǎn)。首先,采用液滴外延技術(shù)生長(zhǎng)GaAs和In_xGa_1-xAs量子點(diǎn)。通過(guò)改變In和As的組分控制InGa... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新
    1.4 本博士論文的結(jié)構(gòu)
第二章 液滴外延中間能帶太陽(yáng)電池
    2.1 MBE外延生長(zhǎng)技術(shù)和機(jī)理
        2.1.1 超高真空
        2.1.2 分子束源組件
        2.1.3 四級(jí)質(zhì)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(zhǎng)機(jī)理
    2.2 液滴外延量子點(diǎn)的生長(zhǎng)機(jī)理
    2.3 液滴外延中間能帶太陽(yáng)電池實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果討論
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)方法
            2.3.1.1 材料的生長(zhǎng)
            2.3.1.2 測(cè)試手段與原理
        2.3.2 結(jié)果與討論
        2.3.3 結(jié)論
第三章 納米線量子點(diǎn)單光子源
    3.1 VLS模式生長(zhǎng)軸向異質(zhì)結(jié)納米線
        3.1.1 VLS法生長(zhǎng)機(jī)理
        3.1.2 VLS法生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)納米線量子點(diǎn)
    3.2 單光子源理論基礎(chǔ)
        3.2.1 單光子光源的性質(zhì)
        3.2.2 單光子源的判定標(biāo)準(zhǔn)
            3.2.2.1 二階自相關(guān)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(diǎn)的物理性質(zhì)
            3.2.4.1 量子點(diǎn)能級(jí)結(jié)構(gòu)
            3.2.4.2 溫度與量子點(diǎn)帶隙的關(guān)系
            3.2.4.3 尺寸對(duì)量子點(diǎn)影響
            3.2.4.4 非線性增強(qiáng)效應(yīng)
            3.2.4.5 載流子弛豫
            3.2.4.6 聲子瓶頸效應(yīng)
            3.2.4.7 電聲強(qiáng)耦合
        3.2.5 納米線量子點(diǎn)
            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(yīng)用
            3.2.6.1 量子密碼學(xué)
            3.2.6.2 微弱吸收的檢測(cè)
            3.2.6.3 多光子產(chǎn)生
            3.2.6.4 隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器
    3.3 主要測(cè)試儀器原理及簡(jiǎn)介
        3.3.1 SEM測(cè)試和CL測(cè)試
        3.3.2 TEM測(cè)試
        3.3.3 微區(qū)PL和HBT
    3.4 GaAsP/GaAs納米線量子點(diǎn)
        3.4.1 實(shí)驗(yàn)方法
        3.4.2 結(jié)果和討論
        3.4.3 結(jié)論
第四章 等離激元增強(qiáng)量子點(diǎn)器件的初步研究
    4.1 等離激元增強(qiáng)的光吸收原理
    4.2 殼核結(jié)構(gòu)的等離激元
    4.3 超材料吸收器
第五章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3548003