半导体耦合量子态及红外发光增强研究

在项目执行期间，我们课题组针对该项目设立的研究目标和研究任务，认真开展研究工作，出色地完成了该项目的主要研究任务。围绕半导体耦合量子态制备、调控及其在红外光电子学中应用的科学问题，我们开展了硫族化合物半导体量子结构的制备、光学和电学特性的实验和理论研究，在半导体量子点-表面等离激元耦合量子态的发光特性调控、半导体CdTe/PbTe异质结极性界面量子阱二维电子气现象的发现和局域表面等离激元-中红外光子的耦合等方面取得一些研究成果。.半导体量子点具有发光量子效率高和带隙随量子点尺寸可调等特点，是单光子源和单光子探测的重要材料。我们开展并完善了半导体CdSe和PbSe等量子点的制备技术，获得了大小可调控的CdSe和PbSe等量子点；研究了金属纳米结构表面等离激元耦合、紫外光激活和热处理等物理方法调控CdSe 量子点的发光特性、带间-表面态的光学跃迁和能量转移过程，提出了表面等离激元耦合耦合增强量子点表面态发光的物理机制；实验确定PbSe QDs/ZnO和CdSe QDs/ZnO界面的能带结构；构筑了半导体量子点光学微腔结构，分析了影响微腔中量子点发光品质因子的因素；我们实现了单一尺寸CdSe 量子点发射白光及其QD LED器件，并利用量子点-Ag纳米结构耦合体与微电子工艺结合实现了微小荧光图案。我们采用理论与实验相结合的方法研究了II-VI族化合物半导体CdTe与IV-VI族化合物半导体PbTe构成的CdTe/PbTe异质结构的极性界面问题，首次发现了CdTe/PbTe(111)极性界面量子阱的高密度和高迁移率二维电子气(2DEG)现象。我们利用CdTe/PbTe(111)异质结极性界面具有高密度2DEG的特点，提出将二维电子气作为表面等离激元的载体，研究了表面等离激元与窄带隙半导体发出的中红外光子的耦合。作为一个应用例子，我们研制出了In2O3/PbTe 异质结中红外光伏探测器。. 发表了包括Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett., J. Phys. Chem. C等杂志在内的SCI论文20篇，授权国家发明专利4项，邀请报告6次，培养博士毕业生4名，硕士毕业生6名。.