ZnO/ZnCdO和ZnO/ZnMgO超晶格的子带研究

作者:雷红文;张红;王雪敏;赵妍;阎大伟;沈昌乐;吴卫东 刊名:太赫兹科学与电子信息学报 上传者:吴永庆

【摘要】ZnO是具有3.37 eV的宽禁带半导体材料,近年来引起了众多研究者的兴趣。Zn1-xCdxO和Zn1-xMgxO很好地实现了对ZnO能带的减小和增大。采用较为简单的一维K P势模型结合有效质量理论得到了ZnO/Zn1-xCdxO及ZnO/Zn1-xMgxO多量子阱的能量色散关系,以及子带的MeV跃迁与超晶格带阶、阱垒宽度之间的关系。将该多量子阱应用于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)有源区,对粒子数反转和跃迁矩阵进行了相关讨论。

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第11卷 第3期 太赫兹科学与电子信息学报 Vo1.11,No.3 2013 年 6 月 Journal of Terahertz Science and Electronic Information Technology Jun.,2013 文章编号:2095-4980(2013)03-0480-04 ZnO/ZnCdO 和 ZnO/ZnMgO 超晶格的子带研究 雷红文1,2,张 红2,王雪敏1,赵 妍1,阎大伟1,沈昌乐1,吴卫东1* (1.中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621999;2.四川大学 原子与分子物理研究所,四川 成都 610015) 摘 要:ZnO 是具有 3.37 eV 的宽禁带半导体材料,近年来引起了众多研究者的兴趣。Zn1-xCdxO 和 Zn1-xMgxO 很好地实现了对 ZnO 能带的减小和增大。采用较为简单的一维 K•P 势模型结合有效质量理论得到了 ZnO/Zn1-xCdxO 及 ZnO/Zn1-xMgxO 多量子阱的能量色散关系,以及子带的 MeV 跃迁与 超晶格带阶、阱垒宽度之间的关系。将该多量子阱应用于太赫兹量子级联激光器(THz QCL)有源区,对粒子数反转和跃迁矩阵进行了相关讨论。 关键词:ZnCdO;ZnMgO;量子级联激光器;粒子数反转;跃迁矩阵 中图分类号:TN248 文献标识码:A doi:10.11805/TKYDA201303.0480 Research on intersubband of ZnO/ZnCdO and ZnO/ZnMgO superlattice LEI Hong-wen1,2,ZHANG Hong2,WANG Xue-min1,ZHAO-yan1,YAN Da-wei1,SHENG Chang-le1,WU Wei-dong1∗ (1.Research Center for Laser Fusion,China Academy of Engineering Physics,Mianyang Sichuan 621999,China; 2.Institution of Atomic and Molecular Physics,Sichuan University,Chengdu Sichuan 610015,China) Abstract:ZnO has become more and more popular because of its wide bandgap of 3.37 eV. Zn1-xCdxO and Zn1-xMgxO have well realized the decreasement and increasement of ZnO bandgap. Using a simple 1-D K•P potential model combined with the effective mass theory, energy dispersion relation of multiple quantum wells and the relationship among intersubband transition, superlattice band offset and well/barrier width are obtained. Applying the multiple quantum well to the active area of Terahertz Quantum Cascade Laser(THz QCL), th

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