硅光子学产业的快速发展有望带来非电子技术前所未有的制造经济。除了大批量生产的潜力之外,硅光子学还为大规模光子处理架构开辟了可能性,而这在光纤或 III-V 族平台中是无法想象的 [1、2、3]。所有光子系统都需要光源。由于硅具有间接带隙,因此在室温下不易发光。因此,硅光子学的大部分研究都使用与光纤耦合的片上外部光源。使用外部光源会带来光纤封装和光纤到芯片插入损耗的巨大负担。人们已经投入了大量研究来开发用于硅光子的集成光源 [4]。每种方法都有优点和缺点。这些方法包括稀土元素掺杂(低亮度)、III-V 量子阱的晶圆键合 [ 5 ](非单片集成步骤)、III-V 量子点的外延生长 [ 6 ](专门的外延步骤)和锗的带隙工程 [ 7 ](低屈服应变工程)。所有这些方法
光是一种能量形式,其行为可以用波和粒子的性质来描述。电磁辐射的某些性质,例如它从一种介质传播到另一种介质时的折射,可以通过将光描述为波来得到最好的解释。其他性质,例如吸收和发射,最好将光视为粒子来描述。自 20 世纪前 25 年量子力学发展以来,电磁辐射的确切性质仍不清楚。尽管如此,波和粒子行为的双重模型为电磁辐射提供了有用的描述。1.1 发光发光是一门与光谱学密切相关的科学,光谱学是研究物质吸收和发射辐射的一般规律。自古以来,海洋和腐烂有机物中的细菌、萤火虫和萤火虫等发光生物的存在就让人类既困惑又兴奋。对发光这一主题的系统科学研究始于 19 世纪中叶。 1852 年,英国物理学家 GCStokes 发现了这一现象,并提出了发光定律,即现在的斯托克斯定律,该定律指出发射光的波长大于激发辐射的波长。1888 年,德国物理学家 E. Wiedemann 在文献中引入了“发光”(弱辉光)一词。某些物质吸收各种能量后发光而不产生热量的现象称为发光。发光是在各种激发源下获得的。发射光的波长是发光物质的特性,而不是入射辐射的特性。发光系统不断消耗能量来驱动发射过程。通用术语“发光”包括各种各样的发光过程,这些过程的名称源于为其提供动力的各种能量。光致发光包括荧光和磷光,是众多发光类别之一。为了说明发光的多样性,下面介绍一些最常见的发光类型:1. 电致发光:电流通过电离气体时产生。例如气体放电灯。2. 放射性发光:从放射性衰变释放的高能粒子中获取能量。例如发光的镭表盘。3. 摩擦发光:源于希腊语 tribo,意为摩擦。当某些晶体受到压力、挤压或破碎时,就会发出这种发光。例如某些类型的糖晶体。4. 声致发光:在暴露于强声波(压缩)的液体中产生这种发光。5. 化学发光:从化学反应中获取能量。化学键的断裂提供了能量。
本文详细研究了通过金属有机化学气相沉积生长的 GaN ~ 1 nm ! /Al 0.2 Ga 0.8 N ~ 3.3 nm ! 20 周期超晶格的光致发光 ~ PL !。在低温状态下,PL 发射能量、线宽和强度对温度的依赖性与涉及带尾态的复合机制相一致,该复合机制归因于少量界面无序。我们超晶格中非辐射中心的活化能与我们得出的尾态分布宽度值非常吻合。此外,我们发现,在高温下控制带间 PL 能量的声子的平均声子能量对于超晶格来说比对于高质量 GaN 薄膜来说更大。这一观察结果与预测 GaN-AlN 基纤锌矿异质结构声子模式特性的模型计算结果一致。© 2000 美国物理学会。 @S0003-6951〜00!00915-3#