InAsSb纳米线电子结构与载流子复合特性的红外调制光谱研究
批准号:
61604157
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
陈熙仁
依托单位:
学科分类:
F0405.半导体器件物理
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
苏晓峰、朱亮、祁镇、俞伟伟
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中文摘要
红外功能器件事关国家战略安全。国际热门的InAsSb纳米线被认为是实现光电器件小型化的重要选择。当前InAsSb纳米线研究主要集中在材料生长、优化和器件制备与性能提升上,而事关光电特性的电子结构和载流子复合特性等机理问题仍有待解决。关于InAsSb纳米线红外调制光谱研究因方法局限也少见报道。. 本项目创新点在于,基于我们变条件集成红外调制光谱方法优势,开展窄禁带InAsSb纳米线红外调制光谱及其温度、激发功率和外磁场的演化行为研究,探究其等效禁带宽度、带边缺陷能级、电子散射、载流子辐射/非辐射复合、表面缺陷以及激子特性等关键基础机理问题,形成电子能带结构和载流子复合特性的Sb组分、形貌尺寸和表面结构相关性描述,获取激子折合质量、结合能等物理参数,为InAsSb纳米线若干应用问题的理解和材料器件的优化提供基础支持。在红外调制光谱应用于新型光电材料物理研究中取得新结果,助推国家重点实验学科发展。
英文摘要
Infrared function devices are crucial for the national strategic security. InAsSb nanowire as an attractive semiconductor has been considered as a candidate of micro infrared opt-electronic devices. Recent studies of InAsSb nanowires were focused on the growth and optimization of materials, and the fabrication and improvement of devices, the electronic structure and the carriers recombination properties are as key issues of opto-electronic properties unresolved, and infrared modulation spectroscopy study is even unavalable due to infrared limitation...The distinct innovative aspect of the project is to reveal the electronic behavior of the narrow-gap InAsSb nanowires on basis of the advantages of the unique condition-varied infrared modulation spectroscopy. The infrared spectra and their dependence on temperature, excitation and magnetic field are analyzed; The effective band gap, band edge levels, electron scattering, radiative/nonradiative recombination, surface defects and exciton properties are studied; The relationship between electronic structure/carriers recombination and Sb content/morphology/surface structure is established; And the reduced mass and the binding energy of the exciton are deduced. The results provide the theoretical reference for the application understanding and the material/device improving of InAsSb nanowires. The project will produce the new results of the infrared modulation spectroscopy application on new material physics research, which contribute to the national laboratory fundamental science progress.
InAsSb纳米线作为典型的窄禁带纳米结构,在微纳红外光电子功能器件应用方面具有广阔前景。目前对InAsSb纳米线的研究主要集中在材料生长、形貌优化和器件制备上,对事关纳米线光电特性的电子结构和载流子复合特性等机理研究则刚起步。关于InAsSb纳米线能带结构、相结构调控及其对电子跃迁影响机理等关键基础问题研究由于实验手段限制而鲜见报道。.本项目针对窄禁带纳米线材料光谱特性,解决红外调制光谱弱信号灵敏度和信噪比严重受限的技术难题,实现红外纳米线多/变条件的调制光致发光(Photoluminescence, PL)和红外空间分辨PL测试能力,藉此开展机理分析。获取纳米线的激子结合能、折合质量等物理参数;建立PL特征参数、辐射复合机理等与Sb组分、表面壳层的关联图像;掌握表面壳层包裹对纳米线禁带宽度、相结构的调控机制;结合光调制反射(Photoreflectance, PR)澄清生长环境对InAs纳米线光学特性影响的争议问题。发表6篇标注本项目资助的Nano Lett.、Appl. Phys. Lett.等国际期刊论文,引起国际同行关注,申请2项国家发明专利。项目执行过程中数量级优化的红外调制光谱技术在红外材料电子结构表征方面发挥不可替代作用,项目组藉此开展国内外合作并取得实质性进展,为多个知名研究组提供红外调制光谱技术支持。.本项目全面完成研究内容,达成预定目标,在红外调制光谱实验技术和InAsSb纳米线光电子跃迁机理分析方面均取得了创新进展。这些结果既发展了红外材料研究的先进光谱手段,也为窄禁带纳米线若干应用问题的理解和材料器件的优化提供了基础模型参考,形成领域内积极影响。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Bi-Induced Electron Concentration Enhancement Being Responsible for Photoluminescence Blueshift and Broadening in InAs Films
双诱导电子浓度增强导致 InAs 薄膜中的光致发光蓝移和展宽
DOI:10.1002/pssb.201800694
发表时间:2019
期刊:Physica Status Solidi B-Basic Solid State Physics
影响因子:1.6
作者:Chen Xiren;Zhao Huan;Wu Xiaoyan;Wang Lijuan;Zhu Liangqing;Song Yuxin;Wang Shumin;Shao Jun
通讯作者:Shao Jun
Bismuth-induced band-tail states in GaAsBi probed by photoluminescence
光致发光探测 GaAsBi 中铋诱导的带尾态
DOI:10.1063/1.5079266
发表时间:2019-02-04
期刊:APPLIED PHYSICS LETTERS
影响因子:4
作者:Yan,Bing;Chen,Xiren;Shao,Jun
通讯作者:Shao,Jun
Spatially resolved and two-dimensional mapping modulated infrared photoluminescence spectroscopy with functional wavelength up to 20 mu m
空间分辨二维映射调制红外光致发光光谱,功能波长高达 20 μm
DOI:10.1063/1.5111788
发表时间:2019
期刊:Review of Scientific Instruments
影响因子:1.6
作者:Chen Xiren;Zhu Liangqing;Shao Jun
通讯作者:Shao Jun
Self-Seeded MOCVD Growth and Dramatically Enhanced Photoluminescence of InGaAs/InP Core-Shell Nanowires.
InGaAs/InP 核壳纳米线的自晶 MOCVD 生长和显着增强的光致发光
DOI:10.1186/s11671-018-2690-3
发表时间:2018-09-05
期刊:Nanoscale research letters
影响因子:--
作者:Ji X;Chen X;Yang X;Zhang X;Shao J;Yang T
通讯作者:Yang T
Negative thermal quenching of below-bandgap photoluminescence in InPBi
InPBi 中带隙以下光致发光的负热猝灭
DOI:10.1063/1.4975586
发表时间:2017-02
期刊:Appl. Phys. Lett.
影响因子:--
作者:Wenwu Pan;Zhen Qi;Shumin Wang;Jun Shao
通讯作者:Jun Shao
红外调制微分光谱扫描成像研究InAs/GaSb超晶格空间均匀性机理
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55万元
- 批准年份:2022
- 负责人:陈熙仁
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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