CdS/CdSe/CdS轴向异质结纳米线的可控制备及受激发射研究

基本信息
批准号:51602276
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:郭鹏飞
学科分类:
依托单位:信阳师范学院
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王春雷,孙海斌,沈霞,马东东,胡鹏,马文娟,周莹梦
关键词:
光电特性吸收谱光学特性发光谱
结项摘要

Nanolasers have promising applications in integrated photonic devices and systems, which are considered to be an important research topic recently. They have attracted extensive interest and provided the convenience for the development of optical communications, Wavelength division multiplexing system, high-throughput sensing et.al. However, the traditional single nanostructure based nanolasers are suffered from serious problems, such as high threshold, single working wavelength, large print size, which need further investigations. Thus, it brings large challenges for large-scale integrated applications in devices. This project intends to realize the growth of high-quality interfacially sharp axial CdS/CdSe/CdS nanowire heterostructures. The difficulties that solid powder source is difficult to control in the body cavity are effectively solved by the home-designed reaction system. This “wide-narrow-wide” bandgap could decrease the energy lose during the optical transmission process, so as to reduce the laser threshold. Meanwhile, optical waveguide, stimulate radiation and multi-wavelength emission are carefully investigated for the heterostructure nanowires. More importantly, transient process of carrier composite and its mechanism are systematically investigated and illustrated. This project provides feasibility experiment scheme for the realization of the single axial heterostructures, and also provides theoretical basis and method guidance to effectively solve the high-threshold, single working wavelength problems for nanolasers.

纳米激光器在集成光子学器件和系统中具有很大应用潜力,特别是为光通讯,波分复用交互系统和高通量传感领域的发展提供了便利,是重要的研究课题。然而,传统基于单纳米结构的激光器都面临高阈值、工作波长单一、器件物理尺寸偏大等问题,给器件的大规模集成应用带来诸多挑战,还需要进一步研究。本项目拟设计一种界面陡峭的CdS/CdSe/CdS半导体异质结纳米线,通过采用实验室自行设计加工的反应装置试图有效解决异质结可控制备的难题。利用材料独特的 “宽-窄-宽”带隙结构,降低光传输过程中的能量损耗,达到降低激光阈值的效果。同时,利用多组分异质结纳米线实现多波长受激发射,系统研究载流子复合的瞬态过程并分析其物理机制。本项目的开展,将为实现单纳米轴向异质结构的制备提供可行性的实验方案,并为有效解决纳米激光器的高阈值、工作波长单一等问题提供理论依据及方法指导。

项目摘要

纳米激光器,光电探测器,固态光源等在未来集成光电子学器件和系统中具有很大应用潜力,特别是为光通讯,波分复用交互系统和高通量传感领域的发展提供了便利,是重要的研究课题。然而,传统基于单纳米结构的光电器件都面临高阈值、工作波长单一、器件物理尺寸偏大等问题,给器件的大规模集成应用带来诸多挑战。本项目发展了一种反应源移动化学气相沉积方法,研究一系列半导体异质结纳米线,通过采用实验室自行设计加工的反应装置试图有效解决异质结可控制备的难题。项目研究了多组分异质结纳米线实现多波长受激发射,系统研究载流子复合的瞬态过程并分析其物理机制。实现了基于半导体异质结构的高性能光电探测器。实现了Sn/CdSSe纳米线的可控制备,研究了基于异质结纳米线的光波导,受激发射性质,对合成的异质结纳米线进行超快光谱分析研究,并应用于低阈值纳米激光器研究,分析了载流子的复合过程,并解释能量传输的物理机制。利用反应源移动式CVD系统,制备了CsPbX3(X = Cl,Br,I)组分可调钙钛矿结构,实现了组分递变CsPbCl3(1–x)Br3x(X = 0-0.75)合金钙钛矿结构,实现了单基片无机钙钛矿纳米结构(CsPbCl3(1–x)Br3x, X = 0-0.75)的带隙调制及波长可调谐纳米激光器,白光发射器件,红绿蓝激光器等光子学器件。利用磁控溅射手段制备了Ga2O3−x,SiC薄膜,TiO2-钙钛矿复合薄膜应用于双极阻变开关,太阳能电池等光电子器件。通过本项目的开展,将为开发异质结构的普适性制备方法提供可行性的实验方案,并为有效解决纳米激光器的高阈值、工作波长单一等问题提供理论依据及方法指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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