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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:魏志全
研究生(外文):Chih-Chuan Wei
論文名稱:碲化鎘量子點的光學特性研究
論文名稱(外文):Optical studies of CdTe self-assembled quantum dots
指導教授:沈志霖
指導教授(外文):Ji-Lin Shen
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:應用物理研究所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:57
中文關鍵詞:光學特性碲化鎘半導體光學量子點
外文關鍵詞:OpticalCdTecontactlessquantum dotselectroreflectanceCER
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本論文使用光激螢光、時間鑑別光激螢光、無接點電場調制反射式光譜研究CdTe/ZnTe自聚型量子點的光學特性。我們比較不同大小的CdTe量子點成長層,發現當CdTe量子點的成長層越大使得量子侷限效應減弱,造成光激螢光有紅位移的趨勢。以及隨著CdTe量子點的成長層越大使得電子-電洞對重疊的區域變大,使得載子生命期隨之變大。同時我們也發現光激螢光的半高寬會隨著溫度增加有先變窄再變寬的趨勢,顯示載子在量子點間有橫向轉移的情形。我們也發現活化能並沒有隨著量子點成長的大小而增加,可能是因為量子點成長到某一階段時便會產生聯接的現象,反而會破壞量子點的完整性使得量子點束縛的效應減弱。最後我們從無接點電場調制反射式光譜實驗中,觀測到了一些光激螢光無法測量出的激發態能階。
We investigate optical properties of CdTe/ZnTe self-assembled quantum by using photoluminescence (PL), time-resolved PL, and contactless electro-reflectance (CER).We compare CdTe thin films of various thicknesses grown on ZnTe buffer layers.And observed the lifetimes increase and red-shift of PL peak position with increasing thickness of the CdTe thin film.The full width at half maximum of PL reduces firstly then broadens with increasing temperature ,revealing a signature of the carrier lateral transfer.But activation energy non-increases with increasing thickness of CdTe thin film,which is a consequence of the increased coulomb interaction due to carrier confinement.In CER measurements, we observed more features of quantum states in quantum dots that can’t be found by PL.
摘要……………………………………………………………………Ⅰ
Abstract………………………………………………………………Ⅱ
致謝……………………………………………………………………Ⅲ
目錄……………………………………………………………………Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………………Ⅵ
表目錄…………………………………………………………………Ⅸ
第一章 緒論…………………………………………………………1
第二章 樣品介紹與量測系統…………………………………………4
2-1 樣品介紹…………………………………………………4
2-2 量測系統…………………………………………………6
第三章 原理……………………………………………………………11
3-1 光激螢光原理……………………………………………11
3-2 時間鑑別光激螢光光譜原理……………………………12
3-3 調制光譜相關理論………………………………………14
第四章 結果與討論……………………………………………………19
4-1 光激螢光光譜實驗分析…………………………………19
4-2 時間鑑別光激螢光實驗分析……………………………29
4-3 無接點電場調制反射式光譜實驗分析…………………35
第五章 結論……………………………………………………………44
參考文獻………………………………………………………………46

圖目錄

圖2-1 碲化鎘量子點示意圖……………………………………………4
圖2-2 光激螢光量測系統………………………………………………6
圖2-3 時間鑑別光激螢光量測系統……………………………………7
圖2-4 樣品架設圖………………………………………………………8
圖2-5 樣品架設剖面圖…………………………………………………8
圖2-6 無接點電場調制反射光譜量測系統……………………………9
圖3-1能帶邊緣光激螢光過程…………………………………………11
圖3-2 TCSPC示意圖……………………………………………………13
圖4-1.1 20K下,不同厚度量子點的光激螢光譜圖…………………19
圖4-1.2 不同厚度量子點的能量和半高寬關係圖……………………20
圖4-1.3 不同厚度量子點光激螢光光譜能量位置隨溫度變化趨圖..21
圖4-1.4(a) 4.0 ML量子點光激螢光光譜半高寬隨溫度變化趨勢圖…22
圖4-1.4(b) 3.5 ML量子點光激螢光光譜半高寬隨溫度變化趨勢圖…23
圖4-1.4(c) 3.0 ML量子點光激螢光光譜半高寬隨溫度變化趨勢圖…23
圖4-1.4(d) 2.7 ML量子點光激螢光光譜半高寬隨溫度變化趨勢圖…24
圖4-1.5 不同厚度量子點光激螢光光譜能量強度隨溫度變化趨勢圖…25
圖4-1.6 3.0 ML量子點光激螢光光譜能量強度隨溫度變化圖……27
圖4-1.7 3.5 ML量子點光激螢光光譜能量強度隨溫度變化圖……27
圖4-1.8 4.0 ML量子點光激螢光光譜能量強度隨溫度變化圖……28
圖 4-2.1 20K下,不同厚度量子點的光激螢光強度隨時間的衰減圖…29
圖4-2.2 20 K下不同厚度量子點的螢光衰減生命期關係圖………30
圖4-2.3 3.0 ML厚度碲化鎘量子點生命週期隨溫度變化光譜圖…30
圖4-2.4 3.5 ML厚度碲化鎘量子點生命週期隨溫度變化光譜圖…31
圖4-2.5 4.0 ML厚度碲化鎘量子點生命週期隨溫度變化光譜圖…31
圖4-2.6 不同原子層厚度碲化鎘量子點生命週期隨溫度變化趨勢圖…32
圖4-2.7 以輻射形式結合之載子生命期隨溫度變化趨勢圖………34
圖4-3.1 室溫與20 K下的無接點電場調制反射式光譜……………35
圖4-3.2 各個溫度的無接點電場調制反射式光譜圖………………36
圖4-3.3 20 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖...37
圖4-3.4 60 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖...37
圖4-3.5 100 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖..38
圖4-3.6 140 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖..38
圖4-3.7 180 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖..39
圖4-3.8 220 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖..39
圖4-3.9 260 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖..40
圖4-3.10 300 K下無接點電場調制反射式光譜與光激螢光光譜圖.40
圖4-3.11 勞倫茲曲線能量位置隨溫度變化趨勢圖…………………41
圖4-3.12(a) 勞倫茲曲線震幅強度隨溫度變化趨勢圖……………42
圖4-3.12(b) 勞倫茲曲線震幅強度隨溫度變化趨勢圖……………43

表目錄

表3-1 調制反射光譜m之擬合參數……………………………………16
參考資料

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