GaAsBi半导体带边电子结构的光致发光光谱研究

发布时间：2023-05-04 00:03

　　光致发光(Photoluminescence,PL)光谱作为半导体电子结构表征的有力手段,因其非接触、高灵敏而被广泛运用于禁带宽度、带边能级和带尾态等特性的研究。基于傅里叶变换红外(Fourier Transform Infrared,FTIR)光谱仪的PL光谱方法充分利用了FTIR光谱仪多通道、高通量优势,由此显著提高PL光谱信噪比(Signal-to-noise Ratio,SNR)和谱分辨率,从而为半导体的微弱电子跃迁信号的获取和定量分析提供了有效的实验手段。GaAsBi半导体因其显著Bi致带隙收缩、低温度敏感性以及俄歇复合受抑制等特性,在红外光电器件方面具有广阔的应用前景,因而获得广泛国际关注。为提高Bi的有效等电位掺入,GaAsBi的分子束外延生长温度通常比GaAs的低,这就会引入缺陷和杂质相关的局域能级/带尾态,从而限制了稀Bi半导体的光电特性及其器件应用。因此,澄清GaAsBi的局域能级/带尾态对其电子结构的影响,无论是对于材料的机理认识还是光电特性的工程应用,都极为重要。本工作针对不同Bi组分的GaAsBi带边电子能态问题,在实验室的FTIR-PL方法的基础上,通过针对...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 稀Bi半导体的应用前景
    1.2 稀Bi半导体研究的现状和意义
    1.3 光致发光(Photoluminescence,PL)光谱研究基础
    1.4 本文主要研究内容
第2章 光致发光光谱原理及实验方法
    2.1 半导体的电子跃迁与光致发光
    2.2 PL光谱实验方法
        2.2.1 FTIR光谱仪及FTIR-PL光谱方法
        2.2.2 真空杜瓦与低温条件
        2.2.3 液氦磁光-PL光谱实验系统
    2.3 本章小结
第3章 泵浦光斑尺寸对GaAs_1-xBi_x光谱线型的影响
    3.1 实验描述
    3.2 激发功率不变条件下的变光斑尺寸PL光谱
    3.3 功率密度不变时变光斑尺寸对光谱信噪比的影响
    3.4 本章小结
第4章 多变条件PL光谱研究GaAs_1-xBi_x带边电子结构
    4.1 GaAsBi的低温PL光谱
    4.2 GaAs_1-xBi_x的激发功率依赖性PL光谱
    4.3 GaAs_1-xBi_x液氦磁光-PL光谱
    4.4 GaAs_1-xBi_x的温度依赖性
    4.5 本章小结
第5章 GaAs_1-xBi_x相关新结构光学性质初探
    5.1 GaAs_1-xBi_x应变层对InAs QDs光学特性影响
    5.2 多层GaAs_1-xBi_x结构初步探究
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 下一步工作设想
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3807551