發(fā)布時間：2017-12-12 03:08

  本文關鍵詞：硅基參雜量子阱和量子級聯(lián)結構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結技術的基礎上經(jīng)過多種技術發(fā)展后形成的高性能發(fā)光器件。由于硅在通信窗口波長段透明的性質以及硅材料廣泛的工業(yè)基礎,在芯片上實現(xiàn)硅基光互連和硅基光電子集成具有現(xiàn)實性。而硅基光源將會是未來信息時代實現(xiàn)光互連的最為重要的一步。本文通過對硅基量子級聯(lián)結構LED的實驗與理論研究,提出了一種新型的利用摻雜量子點泵浦,局域態(tài)發(fā)光,量子級聯(lián)結構耦合共振的PIN型硅基LED。在實驗研究中,采用了脈沖激光沉積(Pulsed Laser Deposition,簡稱PLD)方法來制備所需要的摻雜量子點量子級聯(lián)結構樣品。并使用退火工藝對制備出來的樣品進行處理以改進發(fā)光。使用SEM和TEM等對量子點以及薄膜結構進行表征。并且對摻雜硅基量子點以及薄膜進行電子束輻照來研究生長規(guī)律,以及使用原位監(jiān)測手段進行表征。最后對各種硅基量子級聯(lián)結構LED進行電致發(fā)光光譜和光致發(fā)光光譜對發(fā)光波段進行研究。在模擬計算研究方面,采用廣義梯度近似模擬和局域密度泛函的非相對論的從頭算法對量子點和薄膜結構進行模擬計算,使用能級分析和曲面效應(Curved Surface Effect)等對發(fā)光波長和發(fā)光機理進行模擬研究以及調控。最后,設計并且制備出新型硅基摻雜量子點量子級聯(lián)結構LED,并使用光致發(fā)光光譜和電致發(fā)光光譜對制備的樣品的發(fā)光性能進行表征與研究。結果表明該結構器件有著不錯的閾值效應、隨著泵浦能量增加而超線性增加的光學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的需求,具有不錯的發(fā)展前景。
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O471.1;TN312.8

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本文編號：1280921