构成谐振腔的光子晶体端面反射镜的设计

研究了光子晶体作为谐振腔端面反射镜的应用.利用有效折射率法和2D PWE以及2D FDTD方法结合对构成谐振腔的两个端面反射镜进行了设计,得到左端面反射镜的最佳光子晶体晶格周期数为11×11,而右端面反射镜的最佳光子晶体晶格周期数为3×11,这为实验工作提供了良好的理论依据.

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备及非线性光学性质研究

采用射频磁控反应溅射法结合热退火处理技术制备纳米硅镶嵌氮化硅（nc-Si/SiNx）复合薄膜。通过X射线能谱（EDS）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）及紫外-可见吸收光谱（UV-vis）的测定,对薄膜进行了组分、键合状态、结构及光学带隙的表征。采用皮秒激光运用单光束Z扫描技术开展了对该复合薄膜的非线性光学性质的研究,测得其三阶非线性折射率系数和非线性光吸收系数分别为10~(-8)esu和10~(-8)m/W量级,并将薄膜这种三阶光学非线性增强的原因归因于量子限域效应。

硅基光电子学研究进展与趋势

近年来硅基光电子材料和器件受到高度的重视.利用外延生长和键合技术成功研制出硅基应变赝衬底、GexSi1-x/Si量子阱、高密度锗量子点、硅基InGaAsP/Si异质结,这些进展为硅基光电子器件提供了坚实的材料基础.同CMOS工艺相结合,实现了硅量子点1.17 μm的受激发射,研制出硅基Raman激光器、1.55 μm混合型激光器、高灵敏度的Si/Ge探测器、谐振腔增强型的SiGe光电二极管、调制频率30 GHz的SOI CMOS光学调制器和16×16的SOI光开关阵列等.硅光电子学将在光通信、光计算等领域获得重要应用.本文综述了国内外硅基光电子材料和器件的进展、我们的研究结果和硅基光电子学的发展趋势.

重掺B对应变SiGe材料能带结构的影响

硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)一般以重掺硼(B)的应变SiGe层作为基区.精确表征SiGe材料能带结构对SiGe HBT的设计具有重要的意义.在应变SiGe材料中,B的重掺杂一方面会因为重掺杂效应使带隙收缩,另一方面,B的引入还会部分补偿Ge引起的应变,从而改变应变引起的带隙变化.在重掺B的应变SiGe能带结构研究中,采用半经验方法,考虑了B的应变补偿作用对能带的影响,对Jain-Roulston模型进行修正,并分析了重掺杂引起的带隙收缩在导带和价带的分布.

纳米硅镶嵌氮化硅薄膜的制备与光致发光特性

为研究氮化硅薄膜发光材料的制备工艺及其光致发光机制,实验采用射频磁控反应溅射技术与热退火处理制备了纳米硅镶嵌氮化硅薄膜材料.利用红外光谱(IR)、X射线衍射谱(XRD)、能谱(EDS)和光致发光谱(PL),对不同工艺条件下薄膜样品的成分、结构和发光特性进行研究,发现在制备的富硅氮化硅薄膜材料中形成了纳米硅颗粒,并计算出其平均尺寸.在510 nm光激发下,观察到纳米硅发光峰,对样品发光机制进行了讨论,认为其较强的发光起因于缺陷态和纳米硅发光.

高速率、低价位、智能化“3C”光网络呼唤Si基化、集成化SOC芯片

Si是微电子发展的无可替代基质材料，取之不尽，工艺成熟，立足于Si基材料，发展光网络SOC芯片，是突破上述困扰的重要途径。然而Si属间接带隙，又为立方反演对称的非极性材料，不具优异的天然光学特性。人工改性是突破Si材料本征限制的根本出路，能带工程、纳米工程、局域化工程、光子工程以及声子工程的综合运用，有望实现Si基化全光波长变换器，高速率全光开关乃至Si基激光器，为Si基化、集成化光网络SOC芯片的发展奠定基础，并将开拓出一门崭新的Si基集成光子学。

A Monolithic Integrated Logic Circuit of Resonant Tunneling Diodes and a HEMT

A technology for the monolithic integration of resonant tunneling diodes (RTDs) and high electron mobility transistors (HEMTs) is developed. Molecular beam epitaxy is used to grow an RTD on a HEMT structure on GaAs substrate. The RTD has a room temperature peak-to-valley ratio of 5.2:1 with a peak current density of 22.5kA/cm~2. The HEMT has a 1μm gate length with a-1V threshold voltage. A logic circuit called a monostableto-bistable transition logic element (MOBILE) circuit is developed. The experimental result confirms that the fabricated logic circuit operates successfully with frequency operations of up to 2GHz.

Comparative studies of semiconductor saturable absorber mirror mode-locking dynamics in pulsed diode-end-pumped picosecond Nd:GdVO4 and Nd:YAG lasers

Ultrashort pulses were generated in passively mode-locked Nd:YAG and Nd:GdVO4 lasers pumped by a pulsed laser diode with 10-Hz repetition rate. Stable mode-locked pulse trains were produced with the pulse width of 10 ps. The evolution of the mode-locked pulse was observed in the experiment and was discussed in detail. Comparing the pulse evolutions of Nd:YAG and Nd:GdVO4 lasers, we found that the buildup time of the steady-state mode-locking with semiconductor saturable absorber mirrors (SESAMs) was relevant to the upper-state lifetime and the emission cross-section of the gain medium.

化学气相传输法生长ZnO单晶

利用化学气相传输法生长了ZnO单晶．通过控制源区和生长端的温度梯度，使用碳辅助增强质量传尊挚应，在无籽晶自发成核的条件下，得到了晶粒尺寸达5mm×8mm的ZnO晶体．利用长有GaN层的蓝宝石号片待为籽晶，得到了直径32mm、厚4mm左右的ZnO单晶体．用光致发光谱和X射线双晶衍射研究了ZnO晶体的性质并对生长的热力学过程和现象进行了分析．

离子束外延制备GaAs:Gd薄膜

室温务件下，用低能离子束外延制备了GaAs

Structural and optical properties of GaAsSb/GaAs heterostructure quantum wells

The structural and optical properties of MBE-grown GaAsSb/GaAs multiple quantum wells (MQWs) as well as strain-compensated GaAsSb/GaAs/GaAsP MQWs are investigated. The results of double crystal X-ray diffraction and reciprocal space mapping show that when strain-compensated layers are introduced, the interface quality of QW structure is remarkably improved, and the MQW structure containing GaAsSb layers with a high Sb composition can be coherently grown. Due to the influence of inserted GaAsP layers on the energy band and carrier distribution of QWs, the optical properties of GaAsSb/GaAs/GaAsP MQWs display a lot of features mainly characteristic of type-I QWs despite the type-II GaAsSb/GaAs interfaces exist in the structure. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

木本固氮植物与微生物联合共生体人工构建的研究

植物与微生物之间的共生体（如菌根和根瘤）使宿主植物从生理、生态功能方面获得利益，其抗逆性得到提高，从而使植物的生存竞争能力得到提高。近二十年来，对于菌根或根瘤这样两位一体的共生体系的研究相当活跃，并取得显著的进展。但是对于“固氮植物、根瘤菌或放线菌、菌根真菌”这三者之间形成的共生体的研究还较少，而且基本上停留在对现象的描述上，缺少对三者之间关系的探讨及对共生机理的揭示。因此，研究木本固氮植物的联合共生体，对总结树木与微生物共生生态的基本规律、提示生物间的朴素协调关系、科学地利用共生资源、发挥共生优势以及促进生态物脆弱地带的生态恢复、提高土地生产力、丰富生态学理论都具有重要意义。通过对固氮树木沙棘和刺槐联合共生体人工构建的研究，得出如下结论：联合共生体的确认：通过显微观察和形态解剖特征观察，确认了在人工纯培养条件下，两种典型的固氮树种均能形成根瘤、菌根联合共生体。非豆科固氮树种沙棘与弗兰克氏放线菌共生形成根瘤的同时，还能与内生菌根菌共生形成内生菌根。豆科固氮树种刺槐在与根瘤菌共生形成根瘤的同时，还能与内生菌根真菌、外生菌根真菌共生形成内生菌根和外生菌根。菌根菌对固氮树种生长的促进作用：接种菌根真菌明显地促进了固氮树种的生长，但不同的菌种及组合促生效果不同。相比较而言，VAH较适合沙棘，而VAR则更适合刺槐，毛边华锈伞（H.mesophaseum）是比较适合剌槐的外生菌根真菌，这说明了共生菌种选择的必要性以及选择土著菌种的重要意义。内生菌根真菌和外生菌根真菌的混合接种对刺槐的生长具有增效作用，但不同菌种搭配的效果不同，尤其以VAR＋毛边华锈伞（H.mesophaseum）接种组合效果最佳。固氮菌对固氮树种生长的促进作用：接种固氮菌能明显地提高结瘤固氮能力，从而促进宿主植物的生长。HR16是沙棘较理想的共生固氮菌株，接种HR16的沙棘植株的生理指标及生长指标均明显提高。接种根瘤菌336的刺槐小苗也明显地改善了其生长状况。联合共生体中菌根菌和固氮菌之间存在着相互依存，互相促进的关系：这是人工构建联合共生体的前提。沙棘联合共生体中，VA菌根菌对Frankia的结瘤固氮能力具有明显的促进作用，而同时Frankia对菌根的发育也具有促进作用。刺槐联合共生体中菌根菌和根瘤菌之间也表现出相同的规律，菌根真菌对根瘤菌的结瘤固氮能力具有明显的促进作用，尤其是内、外生菌根真菌混合接种，效果更佳。根瘤菌对菌根的发育也同时具有促进作用。菌根菌与根瘤菌之间的协同增效作用以及联合共生体人工构建的最佳组合：联合共生体中菌根菌和固氮菌之间的关系决定着二者对宿主植物的生长存在着协同增效作用。混合接种固氮菌和菌根菌，明显的提高了宿主植物生长的综合指标，但不同的菌种搭配表现出不同的作用。对沙棘而言，VAH＋HR16（Frankia）是最佳的组合。对刺槐来说，根瘤菌（Rhizobium 336）＋VAR＋毛边华锈伞（H.mesophaseum 870191）是最佳的组合。无论是豆科固氮树木还是非豆科固氮树木，促进结瘤固氮能力的最佳组合、促进菌根发育的最佳组合以及促进植株生长的最佳组合是一致的。共生资源的调查及菌种培养条件：通过对刺槐林下菌根真菌资源的调查、分离和培养，进一步了共生资源，摸索出了一套较理想的适合外生菌根真菌的培养条件及培养基，为人工构建联合共生体提供了技术保障。综上所述，本文在木本固氮植物联合共生体人工构建的研究中得出具有重要意义的结论：从殂态解剖特征上确诊了木本固氮植物联合共生体人工构建的可能性；定量研究了菌根菌和固氮菌对宿主植物的促进作用以及两者之间的联合增效作用，选择出了最佳的联合共生体构建接种组合；对宿主植物、菌根菌、固氮菌之间的相互关系及机理进行了初步的探讨，为联合共生体人工构建应用于生产提供了理论基础和技术依据。