本文關(guān)鍵詞：硅基參雜量子阱和量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)LED的研究

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【摘要】：硅基發(fā)光二極管(Light emitting diode,LED),是以四族元素硅(Silicon)為載體,在傳統(tǒng)PN結(jié)技術(shù)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)多種技術(shù)發(fā)展后形成的高性能發(fā)光器件。由于硅在通信窗口波長(zhǎng)段透明的性質(zhì)以及硅材料廣泛的工業(yè)基礎(chǔ),在芯片上實(shí)現(xiàn)硅基光互連和硅基光電子集成具有現(xiàn)實(shí)性。而硅基光源將會(huì)是未來(lái)信息時(shí)代實(shí)現(xiàn)光互連的最為重要的一步。本文通過(guò)對(duì)硅基量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)LED的實(shí)驗(yàn)與理論研究,提出了一種新型的利用摻雜量子點(diǎn)泵浦,局域態(tài)發(fā)光,量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)耦合共振的PIN型硅基LED。在實(shí)驗(yàn)研究中,采用了脈沖激光沉積(Pulsed Laser Deposition,簡(jiǎn)稱PLD)方法來(lái)制備所需要的摻雜量子點(diǎn)量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)樣品。并使用退火工藝對(duì)制備出來(lái)的樣品進(jìn)行處理以改進(jìn)發(fā)光。使用SEM和TEM等對(duì)量子點(diǎn)以及薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。并且對(duì)摻雜硅基量子點(diǎn)以及薄膜進(jìn)行電子束輻照來(lái)研究生長(zhǎng)規(guī)律,以及使用原位監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行表征。最后對(duì)各種硅基量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)LED進(jìn)行電致發(fā)光光譜和光致發(fā)光光譜對(duì)發(fā)光波段進(jìn)行研究。在模擬計(jì)算研究方面,采用廣義梯度近似模擬和局域密度泛函的非相對(duì)論的從頭算法對(duì)量子點(diǎn)和薄膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬計(jì)算,使用能級(jí)分析和曲面效應(yīng)(Curved Surface Effect)等對(duì)發(fā)光波長(zhǎng)和發(fā)光機(jī)理進(jìn)行模擬研究以及調(diào)控。最后,設(shè)計(jì)并且制備出新型硅基摻雜量子點(diǎn)量子級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)LED,并使用光致發(fā)光光譜和電致發(fā)光光譜對(duì)制備的樣品的發(fā)光性能進(jìn)行表征與研究。結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)器件有著不錯(cuò)的閾值效應(yīng)、隨著泵浦能量增加而超線性增加的光學(xué)增益以及在第三通信窗口附近的尖銳發(fā)光,能夠很好的滿足信息社會(huì)的需求,具有不錯(cuò)的發(fā)展前景。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O471.1;TN312.8

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本文編號(hào)：1280921