《Ⅱ型半導體納米異質結的超快光物理研究》是依託南京大學，由張春峰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Ⅱ型半導體納米異質結的超快光物理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張春峰
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Ⅱ型半導體異質結結構是光電轉換器件的基本單元，當異質結尺寸進入納米尺度時，量子限制效應重新塑造異質結的物理特性，在極快時間尺度形成傳統異質結中本不存在的電荷轉移激子，這一過程對於Ⅱ型半導體納米異質結的套用具有重要意義。本項目嘗試揭示這一重要過程的物理機制，探索量子相干特性在電荷轉移激子形成過程中的關鍵作用。為此，我們將以Ⅱ型半導體量子點和二維異質結結構為樣品模型，結合<20飛秒的瞬態吸收光譜和二維量子相干光譜學實驗技術>，建立Ⅱ型納米半導體異質結的激子分離的極超快動力學過程，確立各激子態之間的量子相干耦合以及相干性與電荷分離之間的關係，揭示激子相互作用對激子分離動力學和激子間相干耦合的影響。這一研究將利於揭示Ⅱ型能級排列的半導體納米界面的電荷轉移過程中的量子相干效應，探索實現高效光電轉換的半導體光電器件的新機制。
結題摘要
本項目針對二型半導體半導體異質結的超快光物理過程，開發高時間分辨的瞬態光譜學方法，探究納米材料以及異質結電荷轉移過程中可能存在的非經典效應。項目組成果結合非共線參量放大和主動鎖相技術，開發時間分辨＜10 fs的瞬態吸收和二維量子相干光譜學技術，相位穩定性好於波長/300，主要技術指標達到國際領先水平，獲得專利授權；系統的開展了鈣鈦礦量子點的超快動力學研究，觀測到暗激子態存在的光譜學證據，確認了雙激子態光學增益機制，實現了低閾值雙光子激發雷射器，論文發表於JACS，入選高被引論文；深入研究了金屬半導體界面熱載流子轉移的動力學過程，藉助鈣鈦礦材料的高激發態密度，實現了高效的相干熱載流子轉換；系統研究了單線態裂分機制，有機半導體體異質結的電荷分離機制，提出極化子主導的電荷分離新機制。
