静水压力调谐Ag纳米颗粒散射场下量子点激子寿命

作者：黄君辉; 李元和; 王健; 李叔伦; 倪海桥; 牛智川; 窦秀明; 孙宝权

来源：Acta Physica Sinica, 2022, 71(24): 356-363.

• InAs/GaAs量子点
• 自发辐射速率
• Ag纳米颗粒
• 长寿命激子
• 静水压力

将InAs/GaAs量子点薄膜样品转移到Ag纳米颗粒覆盖的Si衬底上,然后将样品放到金刚石对顶砧压力腔室内.在1.09—1.98 GPa的压力范围内,测量了量子点激子的荧光光谱和时间分辨光谱.实验结果显示,随着静水压力的增大,激子的发光波长蓝移,激子的发光寿命从(41±3)×10 ns延长到(120±4)×10 ns,再减短到(7.6±0.2) ns,在激子发光波长为797.49nm时,寿命达到最长的(120±4)×10 ns.相比没有Ag纳米颗粒影响的InAs/GaAs量子点中的激子寿命约1ns,激子的寿命延长了约1200倍.其物理机制为量子点浸润层中激子的辐射场和Ag纳米颗粒的散射场之间发生相消干涉,抑制了浸润层中激子的自发辐射,这些长寿命的浸润层激子将扩散到量子点中,并辐射复合发光,从而观察到量子点激子的长寿命衰变曲线.这一实验结果与基于在散射场下的偶极子辐射模型计算结果一致.

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院半导体研究所