近红外光谱micro-photoluminescence半导体量子线

纳米结构(量子点和量子线)被广泛的研究,以建立更多的异国情调的设备,如更高效的激光和发光二极管或量子信息处理组件。一种类型的材料在调查中包括基于在半导体量子线。

这些正在探索,因为他们的近红外光学特性。贝尼托·阿伦博士和同事工作报告的基本研究孤立在纳米线(QWRs)识别小说行为基于金属绝缘体转变相关的电子系统。他们利用近红外光谱光致发光(NIR-PL)探讨过渡依赖励磁功率和温度。

图1:调查的AFM图像QWRs (CSIC礼貌B阿伦博士,马德里)

分析单个半导体量子线的光致发光是一个宝贵的工具,调查所扮演的角色为吸引力和排斥力库仑相互作用电子和空穴仅限于一个维度。在这些系统中,电子和光学性质发生戏剧性的变化取决于困运营商的数量,但对发射光谱的影响可以用不同大小的模糊如果许多QWRs发射光。确定和面对背后的物理实验数据对现有理论,光子发出一个QWR必须使用高空间分辨率检测技术和高灵敏度光探测器。这种方法已经证明在/ InP QWRs排放1.5µm,西班牙的研究人员在Consejo优越de Investigaciones Cientificas (CSIC)瓦伦西亚大学。

低阈值激光器发射的预测,温度敏感性降低,表面复合速度缓慢主要动机研究III-V近年来半导体QWRs光电应用。bob综合app官网登录其中,selfassembled艾娜/ InP QWRs可以自发发射调谐超过1.6µm和磁录密度降低到几QWRs每平方微米。他们因此理想候选人制造电信先进光源的光谱区域,和小说研究半导体物理学。至于后者,一维激子的集体现象已经在这些纳米结构使用近红外光谱直接调查microphotoluminescence低温(µ-PL)技术,在瓦伦西亚大学和b·阿伦等人发表在物理评论快报

图2。典型的单一QWR发射光谱测量在5 K增加励磁电源。马德里B阿伦博士(CSIC)

这个系统由一个fibre-based共焦显微镜装置插入交换毒气室的浸液低温恒温器。激发光从950纳米二极管激光器被带进显微镜通过单模光纤的核心是激发针孔。激光是通过物镜聚焦到样品(NA = 0.55)产生激发波长的衍射极限点。几个QWRs发出的光出现在激发点(请参见图1)的AFM图像收集同样的目标,集中到一个不同的光纤进而在其另一端连接一台光谱仪配备了TE冷却和或iDus InGaAs (du490a - 1.7)相机。发出的微弱的光从个体QWRs可以检测到使用10到100秒的曝光时间由于iDus InGaAs阵列的多通道检测功能和低暗电流的冷却数组。外延生长的样本通过自组装方法在结构输入(001)基质条件下优先导致QWRs的形成而不是量子点(量子点)。反射高能电子衍射(rhee)和原子力显微镜(AFM)分析被用来描述个人QWRs的形态和长宽比。这些结构通常是20 nm宽,200 nm长,相应方面~ 1:10的比例。实验进行了调查样本表现得如何激发功率的变化,与权力低至8千瓦到260千瓦。他们还调查了温度的依赖。

的典型例子µ-PL光谱收集在一个QWR励磁功率密度的函数是如图2所示。由于量子限制尺寸效应,不同大小的QWRs可以在不同能量释放,但他们表现出类似的趋势随着photo-generated载体密度。lineshape几种光谱特性的分析观察到在低和高激发允许金属绝缘体转变的详细研究这些系统由库仑相关性增强。在低权力锋利的光谱特性在~ 0.812 eV(~ 1528海里)主导同时在高权力广泛的光谱特性集中在~ 0.807 eV (~ 1538 nm)主导。这种变化在PL发射,引起载体密度的变化,表明金属绝缘体转变。光谱表明,绝缘激子的气体(与高能峰-蓝色)凝结成一个、敲击金属般的间液相(与低能带-红色),与载体密度的增加。

小说《金属绝缘体转变行为在相关的电子系统中,为实现单一艾娜/ InP QWRs发射的近红外光谱,显然证明了阿伦和同事。他们基于µ-PL的开发技术,允许勘探承运人的交互和依赖photo-excitation权力和温度。这些基本的研究将支撑未来的发展更多的异国情调的设备,如高效微/纳米-激光和发光二极管。

承认

欣赏是感激地扩展到贝尼托·阿伦博士IMM-CSIC,马德里和胡安·马丁内斯教授牧师,西班牙巴伦西亚大学。

引用

1)d .柱身,b·阿伦·l·冈萨雷斯,y冈萨雷斯和j . Martinez-Pastor“自组装在初级阶段的/输入(0 0 1)量子线的形成”。晶体生长期刊》301期(2007),705。

2)l . j .马丁内斯b·阿伦普列托,d .柱身l·冈萨雷斯y冈萨雷斯,m . l . Dotor和p。Postigo”,室温连续波操作在一个光子克里斯特微腔激光器的单层艾娜/可自组装量子线”,光学表达17 (2009),14993。

3)b·阿伦·d·柱身,g . Munoz-Matutano j . Martinez-Pastor y冈萨雷斯,j . Canet-Ferrer l·冈萨雷斯,“激子气体压缩和金属凝结在一个半导体量子线”,理论物理。启。101 (2008)067405。