發(fā)布時間：2021-11-22 19:03

　　作為光與物質(zhì)相互作用的基本范疇,量子相干和干涉效應(yīng)可以有效地控制和改變相干介質(zhì)的線性和非線性光學(xué)響應(yīng),同時產(chǎn)生諸如:電磁誘導(dǎo)透明、相干布居捕獲、光群速減慢、光學(xué)非線性增強等物理現(xiàn)象。近些年來,以量子相干和干涉效應(yīng)為基礎(chǔ)的諸多非線性光學(xué)現(xiàn)象也已經(jīng)受到了人們的普遍重視和廣泛研究,其中包括光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)與多穩(wěn)態(tài)、光學(xué)孤子、四波混頻及多波混頻過程、受激Raman散射、高階邊帶以及光學(xué)頻梳等。對這些光學(xué)現(xiàn)象進行深入研究不僅有助于理解非線性光學(xué)的本質(zhì),而且有利于預(yù)言和發(fā)現(xiàn)新的潛在應(yīng)用。一般而言,相干介質(zhì)中的光學(xué)非線性主要表現(xiàn)為:當(dāng)相干介質(zhì)在強激光場驅(qū)動下,介質(zhì)中的帶電粒子發(fā)生光學(xué)躍遷或者重新分布,以至于介質(zhì)中的電偶極矩不僅與光場振幅有關(guān),還會受到光場振幅高階項的影響。而能否表現(xiàn)出足以觀測的光學(xué)非線性,很大程度取決于相干介質(zhì)內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)。如何尋找和制備出具有理想的光學(xué)非線性的新材料,一直都是學(xué)術(shù)界的研究熱點。近期的研究表明,隨著相干介質(zhì)尺寸和維度的減小,其量子效應(yīng)和非線性光學(xué)特性將明顯加強。在化學(xué)氣相沉積（CVD）、分子束外延生長（MBE）、脈沖激光沉積（PLD）等晶體生長技術(shù)逐漸成熟的背景下,具有特... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１：?（ａ）跨立型異質(zhì)結(jié)；（ｂ）錯開型異質(zhì)結(jié)；（ｃ）破隙型異質(zhì)結(jié)

先應(yīng)該深入地分析半導(dǎo)體量子阱的結(jié)構(gòu)和電子性質(zhì)。由兩種半導(dǎo)體單晶材料組成的結(jié)稱??為半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)。根據(jù)異質(zhì)結(jié)界面能帶銜接情況的不同，可以將其分為三大類：跨立型??異質(zhì)結(jié)、錯開型異質(zhì)結(jié)和破隙型異質(zhì)結(jié)。圖１．１（ａ）所示是一種由梟組成??的跨立型異質(zhì)結(jié)，其中窄能隙半導(dǎo)體薄膜＾的導(dǎo)帶底和價帶頂均被包含在另一半導(dǎo)??體薄膜此Ｇａｙｙｌｓ的禁帶內(nèi)。圖１．１（ｂ）所示是一種由邱ｒ組成的??錯開型異質(zhì)結(jié)，這兩種半導(dǎo)體薄膜的禁帶發(fā)生錯位且存在重疊區(qū)域。圖１．１（ｃ）所示是由??組成的破隙型異質(zhì)結(jié)，此時的兩種半導(dǎo)體薄膜的禁帶完全錯開。這里我們??以札ＧｒｔＨＡ／Ｇａｙｌｓ組成的跨立型異質(zhì)結(jié)為例，討論半導(dǎo)體量子阱的由來。如圖丨．２（ａ）??所示，當(dāng)超薄的半導(dǎo)體材料（一般只有幾納米到幾十納米的厚度）夾在兩層導(dǎo)帶能級較??高的另一種半導(dǎo)體之間，此時三層半導(dǎo)體材料會形成雙異質(zhì)結(jié)模式，且所夾的溥層可被??視為一個勢阱。由于中間的薄層勢阱己經(jīng)達到電子的德布羅意波長級別，從外部則表現(xiàn)??３??

圖１．３：石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)和布里淵區(qū)１５９］。圖（ａ）是石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)，其中ａｉ，２代表晶格基矢，Ａ，２，３??表示最近鄰格矢。圖（ｂ）為對應(yīng)的布里淵區(qū)。??替生長而形成的多層結(jié)構(gòu)。如圖１．２（ｂ）所示，如果其中的半導(dǎo)體ｙｌ４Ｇａｉ＿＾ＬＳ，層達到??足以抑制電子遂穿的勢壘厚層，以致于相鄰勢阱之間的載流子勢分布與波函數(shù)基本不??存在重疊，則稱其為半導(dǎo)體多量子阱。在能帶結(jié)構(gòu)上，這樣的多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料可以分??離出多個單量子阱結(jié)構(gòu)。如果半導(dǎo)體薄層很薄，相鄰勢阱之間便會存在電??子遂穿和耦合的載流子勢分布與波函數(shù)，使得原先單量子阱中分立能級演化為微帶，如??圖１．２（ｃ）所示，則稱其為半導(dǎo)體超晶格。經(jīng)過近幾十年來的研宄熱潮，半導(dǎo)體多量子阱??和超晶格的研宄不僅在材料科學(xué)和半導(dǎo)體物理學(xué)領(lǐng)域內(nèi)取得了巨大突破，而且也促使半??導(dǎo)體材料的制作工藝從原先的‘雜質(zhì)工程’提高到現(xiàn)在的‘能帶裁剪工程’。相比于天＝??然晶體，以人工晶體生長技術(shù)制造的半導(dǎo)體材料具有一些優(yōu)異特性：第一，制作工藝精Ｓ??良


本文編號：3512276