表征纳米粒子的量子结构

挑战的背景

纳米技术在我们周围的世界变得越来越普遍，我们现在所依赖的设备，如传感器(运动、压力、温度)，具有特殊性能的材料，如防水、超强强度、“智能”、低粘性、显示屏技术等，应用范围越来越广。万博电脑网页版登录在纳米和微尺度上，如此小的尺寸，材料具有与体积不同的特殊性质，其中量子性质变得非常重要。遇到的材料例子是由半导体材料、碳纳米管和等离子体纳米结构制成的量子点和导线[1,2]。这些发展的关键是对潜在的量子特性有一个清晰的理解。表征这些材料的关键参数包括它们的物理尺寸、形状、晶体结构、化学化学计量以及载流子密度和输运。一系列工具可用，包括AFM, SEM, SNOM, PSTM，源物体参数而且光致发光光谱(PL)．

技术解决方案

光致发光是一种强大的光谱和成像技术，用于阐明这些量子结构中的载流子的性质。在半导体材料中，带隙往往位于近红外区域，因此近红外激光对样品的激发尤为重要，从而产生近红外发光(NIR-PL)研究了~700 nm到~2 μ m的光谱区域。实验所需的主要部件将是激发源(通常是激光)、样品夹和传送/收集光学器件(通常是微光谱学配置)、色散光谱仪和高灵敏度探测器。后者是关键的重要性，因为一个人经常处理低光子制度-特别是如果实验是着眼于单个粒子。举例来说，在950 nm激发下，通过监测1.5 μ m[1]的光致发光，研究了InAs/InP QWRs内一维电子和空穴之间的吸引和排斥库仑相互作用。这提供了电子和光学性质如何随被困载流子密度变化的信息

和或解决方案

Andor提供一系列高灵敏度的近红外探测器卡米拉而且白花酢浆草系列光谱仪，覆盖光谱范围从可见到近红外到超过1.7微米。硅基探测器的灵敏度可达1微米以上。基于InGaAs的探测器提供了1.7 μ m和2.2 μ m的较长波长的灵敏度。微米取决于所使用的材料。在选择近红外探测器时，有几个关键的传感器技术需要考虑:

• 深度衰竭(DD)-较厚的硅和较深的损耗层增强了近红外中较长波长光子的灵敏度，
• 条纹抑制(FST)-在制造过程中使用的工艺增强了硅结构中干扰光子的去相干性，从而减少了条纹或元化效应，
• 低暗电流深耗(LDC-DD)-其中传感器的设计特征显著降低了与这些传感器相关的固有热暗电流，
• 防反射涂层-特别提到了双ar涂层，用于增强传感器的QE。

参考文献

1. B. Alén, D. Fuster, G. Muñoz-Matutano, J. Martínez-Pastor, Y. González, J. Canet-Ferrer和L. González，“单半导体量子线中的激子气体压缩和金属凝结”，物理。Rev. Lett. 101(2008) 067405。
2. S. Godefroo, M. Hayne, M. Jivanescu, A. Stesmans, M. Zacharias, O. I. Lebedev, G. Van Tendeloo和V. V. Moshchalkov，“Si纳米晶体光致发光起源的分类和控制”，自然纳米技术，卷。3、2008年3月，174-178。