《異質周期結構稀磁半導體量子輸運性質研究》是依託吉林大學，由張明喆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：異質周期結構稀磁半導體量子輸運性質研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張明喆
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
稀磁半導體異質周期結構是一種量子有序態，自旋極化的電子-空穴對有效分離並周期排列，具有自旋相關的共振隧穿，通過外加電場, 磁場，光輻照可以操縱勢壘和勢阱，以及電子自旋和輸運，是研究量子有序態和自旋相關的共振隧穿理想載體。本項目採用納米磁組裝方法，製備室溫鐵磁性p型和n型In2S3稀磁半導體納米顆粒，並將其組裝成多組分排列的準二維異質p-n結構陣列；結合晶體生長理論，表面界面動力學和統計熱力學理論，系統研究微觀機制；獲得In2S3基p-n稀磁納米異質結構陣列的可控和有序化製備技術。總結出可調控的量子有序態，探討出稀磁納米異質結構體系自旋相關的共振隧穿耦合與協同效應物理根源，發展相關理論，為製備新型量子態材料設計和套用提供重要的實驗和理論依據。
結題摘要
以In2S3半導體量子點為基礎，通過摻雜不同濃度的稀土離子Eu3+、Ce3+、Tb3+、Ho3+、Cd3+、Dy3+，製備出一系列具有磁學性質的螢光量子點材料。探討了不同摻雜對這些量子點材料光學和磁學性質的影響規律，並結合VASP第一性原理計算對各個體系的電子能帶結構和態密度進行了系統分析，探索了其內在物理機制。納米異質結構陣列材料具有多重異質結勢壘的能級結構，其導電性主要受異質結勢壘高度控制。載流子在這種異質結構材料中是以量子共振隧穿形式輸運的。異質結勢壘的高度對載流子濃度變化非常敏感，共振隧穿調製的實現只需要較低水平的載流子濃度變化。在室溫條件下，共振隧穿調製過程也具有反應速度快和容易恢復的特點，氣體探測可以在多重異質結勢壘的異質結構材料中實現室溫探測。項目總結了 In2S3 基稀土摻雜量子點的磁性運轉機制和帶隙變化規律，為太陽能轉換器，投影電視螢幕，生物醫學探針和光催化等領域的套用以及自旋光電子器件的發展奠定了實驗和理論基礎。
