一维半导体纳米线体系光谱和光学性质的研究

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1、摘要半导体低维结构(如量子阱、超晶格、量子线和量子点等)的物性研究、样品生长及器件制作，已成为当前凝聚态物理研究的前沿热门课题之一。其中，半导体一维量子线结构因其具有丰富有趣的物理内涵和光电功能器件应用的前景而倍受关注。本文主要利用多维分辨的光谱实验手段(空间、时间、自旋分辨)，结合两种具有不同特点的代表性样品分别研究了m．V族和Ⅱ．Ⅵ族这两类处于不同光谱波段的直接带隙准一维纳米线体系的光电特性。具体包括以下几方面：1．利用显微光致发光光谱研究经选择性离子注入和快速热退火后的单根GaA√mGaAs量子线结构体系中的载流子在输运、复合发光等方面的一维特性。同时，对低温下准一

2、维激子局域化的行为进行讨论。此外，通过对量子线的磁阻测量，揭示一维结构中载流子在磁场中的输运行为。2．首次根据四角晶须状Zno纳米结构的天然的空间几何构型，采用不同的RaIIlan散射配骨，研究单个纳米结构的具有高空间分辨率的偏振R锄an二维扫描谱。借助温度变化调制一维znO纳米棒中的能级结构，研究了共振R锄a11散射谱线重分布行为，以及多声予散射从入射共振到出射共振的转变过程。此外，细致讨论了【D声予频移的主要物理根源。3．研究一维ZnO纳米棒体系中，具有不同跃迁选择定则的双光予吸收和单光子吸收诱导光致发光光谱，揭示一维znO纳米体系中的能带结构。根据双光予吸收诱导光致

3、发光光谱强烈依赖激发功率的非线性特点，讨论了非线性吸收的三个主要阶段，以及与双光子非线性特性相关的激子一激子多体相互作用导致的能带填充效应。并且，经由双光子诱导光致发光激发谱，我们细致研究了双光子近共振效应，进而对一维ZnO纳米棒的能带结构有更深入的了解。4．针对近年来快速发展起来的激光共焦扫描显微光谱技术，结合不同生长方法制备的具有不同样品特点的低维结构，从显微光致发光和显微拉曼散射空间扫描谱两方面，探讨单个纳米结构体系的光谱表征。关键词：一维纳米线，光谱研究：离子注入，V形槽量子线，四角晶须状ZnO，偏振＆IIIlall散射，一维棒状znO，共振Raman散射，双光子

4、吸收诱导光致发光光谱，双光子诱导光致发光激发谱中图分类号：0469，048／047／043／076／078Abstractklwd{me惦i蚰al靶m{condl瑚orsys锄n，如ch鸪q啪d咖mwdl(Qw)’guperla仕ice(sL)，quann蛐wire(QwR)彻dq瑚rIt岫dot(QD)，cta1．，we嵋investi鲫dextc惦ivelylateIy'iIlvoMngthemnd锄踟伽physicalpro唧i髂，materialsf曲ric瓶on甜ddevicesdevclopment．11leiI她festinone-djme船ional(1D

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7、n矗f如masinglete仃印od·1．kcznOnallos仃uctIlrewerepmposeda11dperfb九11ed，withdj彘r锄tpolarj2cdsc甜eringconf{gunltionbyutilizingtheiHtrins沁geom附yconfigur“on．ThercsonantRamansc砒丽ngspec仃awere佗dis埘butedbytuningtheenergybandmodul砷甜by出etemperature；a缸彻sfomlationbehaViorf如mincomingto