《氧化鋅納米線的界面摻雜及其光電性能調控研究》是依託中國科學技術大學，由潘楠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：氧化鋅納米線的界面摻雜及其光電性能調控研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘楠
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
半導體積體電路的發展成就得益於對塊材和薄膜的成熟的摻雜控制；對重要的短波長光子學和光電材料氧化鋅納米線，要實現納米光電器件與集成的實際套用，同樣必須建立在高效可控摻雜的基礎上。傳統的體摻雜不能使雜質和載流子、激子空間分離，對後者有較強的雜質散射和聲子散射，不利於提高載流子遷移率和激子發光效率；此外，表面耗盡層和非刻意的軸向摻雜濃度變化，也會影響載流子輸運、激子複合及其軸向均勻性。本項目提出並發展一種新的納米線界面摻雜策略，利用簡便的氣相多步生長技術構築核殼型界面結構，通過對界面能級結構的設計和調控，實現雜質與主體(晶格)、載流子、激子空間分離的穩定可控的界面摻雜，以達到對納米線載流子輸運、激子擴散與弛豫過程的有效調控和最佳化；揭示界面摻雜納米線載流子、激子、聲子及其耦合行為的規律和機制，總結納米線界面摻雜的一般原理和具體方案，為實現納米線光電器件與集成奠定物理基礎並提供有價值的思路與方案。
結題摘要
傳統的體摻雜不能使雜質和載流子、激子空間分離，對後者有較強的雜質散射和聲子散射，不利於提高載流子遷移率和激子發光效率。本項目提出並發展了一種新的納米線界面摻雜策略，通過對界面能級結構的設計和調控，實現雜質與主體(晶格)、載流子、激子空間分離的穩定可控的界面摻雜，以達到對納米線載流子輸運、激子擴散與弛豫過程的有效調控和最佳化。我們圍繞界面摻雜氧化鋅納米線的界面高分辨表征方法學，激子複合與弛豫動力學，界面電子氣量子輸運行為的規律與機制這三個關鍵科學問題開展研究。提出並發展了界面摻雜氧化鋅納米線的氣相多步生長及其界面原位調控技術，設計並製備出具有同質和異質界面夾心結構的核殼型氧化鋅納米線；系統地表征了界面摻雜氧化鋅納米線中的雜質和應變，內建電場/電勢，以及載流子、激子和聲子特性；重點研究了幾種特殊設計的界面能級/電子結構對氧化鋅納米線的激子複合與弛豫，電（激子）聲耦合過程的影響和調製；重點研究了界面摻雜氧化鋅納米線中低維界面電子氣的量子輸運行為及其機制；總結了氧化鋅納米線界面摻雜設計的一般原理和若干技術方案，為實現基於氧化鋅納米線的新型光電量子器件奠定了物理基礎並提供了有價值的思路與方案。
