深紫外AlGaN光学各向异性与自旋轨道调制研究

基本信息
批准号:11404271
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:30.00
负责人:林伟
学科分类:
依托单位:厦门大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李恒,刘达艺,陈真,高娜
关键词:
自旋电子学量子结构光学各向异性
结项摘要

Since the emergence of AlGaN, it is considered to be a promising material for ultraviolet optoelectronic devices in the field of information storage, air and water purification, biomedical applications, due to its excellent properties. However, the AlGaN optoelectronic devices with high efficiency are still challenging and suffer from the efficiency droop while the wavelength is decreased attributed to the opposite optical anisotropy between Ga-rich AlGaN and Al-rich AlGaN. In order to under the underlying mechanism on atomic scale, the optical anisotropy of the AlGaN is required to be systematically studied in terms of spin-polarized electrons. Based on the first principle simulation, the band engineering of the quantum structure can be performed by the composition, well and barrier thickness. The coupling among the polarization, spin orbits, quantum states and the light field is investigated by calculating the band structure, charge density and the dielectric function. The feasibility of the optical anisotropy modification and the electric-optic enhancement is explored by combining the polarization field, spin-polarized electrons and external electric field.

AlGaN宽禁带半导体材料具有带隙可调范围广,物理和化学性能稳定等特点,在信息存储、生物医学、信息探测、普通照明等领域的应用具有广泛的应用前景。然而,高Al组分AlGaN晶体结构和光学各向异性独特,制约了材料制备与光电应用的发展。本项目从微观原子层面理解各向异性与AlGaN体系中自旋极化电子的内在联系。借助第一性原理模拟设计,不同组分、不同阱宽和垒厚的AlGaN量子结构,通过计算其能带结构、电荷分布以及光学介电响应函数,揭示AlGaN极化场、自旋轨道、量子态和光场之间的相互耦合和作用机制,利用极化场、自旋极化和外电场协同作用调控偏振光传播,实现深紫外AlGaN光学各向异性的改性,进一步增强AlGaN光折变电光效应。

项目摘要

本项目研究工作基本按照研究计划执行,采用理论和实验相结合的方法,围绕深紫外AlGaN光学各向异性与自旋轨道调制研究,首先开展了AlxGa1-xN量子结构调控偏振光发射及传播特性研究,模拟不同组分AlGaN材料的能带结构和介电函数色散曲线,探明自旋轨道参与偏振光发射、传播、吸收过程的机理。设计Mg掺杂调控高Al组分AlGaN量子结构光偏振特性,调控带边辐射由TM偏振光辐射转变为TE偏振光辐射,提升高Al组分c面AlGaN发光器件的正面出光。二维异质结构吸附体系自旋极化的形成和转变机制,为后续强极化效应下具有高度局域化的二维电子气的AlxGa1-xN/GaN异质结构体系构建及其自旋电子性质表征调控提供有益的理论指导。理论设计超短周期AlN/GaN超晶格结构,通过实验制备基于超短周期AlN/GaN超晶格MSM光电探测器实现了预期的窄带吸收特性。设计原位测试LED应力的拉曼测试系统,揭示应变极化AlGaN量子结构的能带特征和功能调控规律,提出应变和极化特性的合理利用思路。设计共振增强的GaN/AlGaN量子阱电光效应材料,实现AlGaN结构非线性光学特性调控。相关研究成果为Al新型量子结构调控器件的设计提供材料和物理基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021
3

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
4

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
5

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020

林伟的其他基金

批准号:61273014
批准年份:2012
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:51108089
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11326031
批准年份:2013
资助金额:10.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:19071085
批准年份:1990
资助金额:1.20
项目类别:面上项目
批准号:21502074
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81001123
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40472116
批准年份:2004
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:61773125
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81572469
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51578159
批准年份:2015
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61874091
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:40202021
批准年份:2002
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10971035
批准年份:2009
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:91855212
批准年份:2018
资助金额:322.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11526011
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:60874121
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:10501008
批准年份:2005
资助金额:13.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40872142
批准年份:2008
资助金额:44.00
项目类别:面上项目
批准号:39870574
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:面上项目
批准号:11671018
批准年份:2016
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:11426027
批准年份:2014
资助金额:60.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:11126002
批准年份:2011
资助金额:8.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:30170732
批准年份:2001
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:11902361
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41472193
批准年份:2014
资助金额:115.00
项目类别:面上项目
批准号:18770467
批准年份:1987
资助金额:0.90
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

AlGaN基光偏振调制和深紫外发光机理研究

批准号:11364030
批准年份:2013
负责人:张敏
学科分类:A2207
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
2

非均匀各向异性介质中光学自旋轨道耦合及拓扑特性研究

批准号:11874026
批准年份:2018
负责人:陈云天
学科分类:A2210
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
3

费米速度调制下Rashba自旋轨道耦合的石墨烯自旋量子效应

批准号:11804063
批准年份:2018
负责人:袁建辉
学科分类:A2003
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

AlGaN/GaN二维电子气圆偏振自旋光电流的压电调制研究

批准号:11104150
批准年份:2011
负责人:余晨辉
学科分类:A2002
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目