Effects of crossed states on photoluminescence excitation spectroscopy of InAs quantum dots

In this report, the influence of the intrinsic transitions between bound-to-delocalized states (crossed states or quasicontinuous density of electron-hole states) on photoluminescence excitation (PLE) spectra of InAs quantum dots (QDs) was investigated. The InAs QDs were different in size, shape, and number of bound states. Results from the PLE spectroscopy at low temperature and under a high magnetic field (up to 14 T) were compared. Our findings show that the profile of the PLE resonances associated with the bound transitions disintegrated and broadened. This was attributed to the coupling of the localized QD excited states to the crossed states and scattering of longitudinal acoustical (LA) phonons. The degree of spectral linewidth broadening was larger for the excited state in smaller QDs because of the higher crossed joint density of states and scattering rate

半導體奈米結構在磁場中之低溫光致電流及電致旋光性現象

In this two-year experimental proposal, we will investigate the low-temperaturemagneto-photogalvanic effect and also the current-induced gyrotropy or accumulation ofspins in semiconductor nanostructures; these phenomena are closely related to the symmetryproperties and the spin-orbit interaction in the structures. Special effort will be put forth onbuilding a free-space confocal optical probe with transport measurement capability forlow-temperature and high-magnetic-field applications. Maintaining and detecting thepolarization of the probing light will be emphasized in designing this equipment. Thesemiconductor nanostrutures we are interested in include self-assembled nanowires such asGaN, InGaN, GaN@AlGaN (core/shell), and ZnO (with various dopants like Co); MBEgrown III-V quantum dots and quantum rings (with both type I and type II band alignments)embedded in semiconductor heterostructures; and also mesoscopic systems fabricated bye-beam lithography. We expect this project will impact on the understanding thephoto-induced carrier dynamics and also the spin dynamics in semiconductor nanostructures.This project also provides a very special platform for integrating various experimentaltechniques including optical measurement, cryogenic technology, electrical measurement,nano-patterning, and nano-positioning.這個兩年計畫主要是針對半導體奈米結構在磁場及低溫環境中之光致電流現象及電流導致之旋光性做實驗性的探討，這些現象和奈米結構的對稱性和自旋軌道效應有密切的關係。計畫中我們要設計及製作一特殊的共焦光學探測桿，用於低溫及高磁場的環境，他必須維持及偵測雷射光束之極化狀態，此探測桿還包括低雜訊及高頻之電性測量功能。我們有興趣的半導體奈米結構有自我成長的奈米線，包括GaN、InGaN、GaN@AlGaN(核心/包覆層)、和有摻雜(例如鈷)的ZnO 等;MBE 系統成長之III-V 族量子點、量子線及量子環；以及利用電子束微影技術製作之介觀電子系統。我們預計這個研究可以幫助我們了解半導體奈米結構中在光學激發下的載子動力學及自旋動力學，以及光和能帶結構的交互作用。這個計畫同時提供了一個整合不同實驗技術領域的整合平台，包括光學測量、低溫技術、電性測量、奈米製作及奈米定位等技術

探測強關聯拉丁格液態的激發態

這個三?期實驗型計畫的主要課題是要探測一?強關??丁格液體的低能?激發態，此強關?一?導體的特徵在於它有?續(無能隙)且速??同之低能?電荷及自旋的激發態。我們的實驗工作包括：（一）研究分??子霍爾效應邊緣態在微波波段的吸收及激發之電偶極；（二）研究微波場對介觀尺?電子系統，包括?米線，傳輸特性的影響；（三）測?小尺寸電子系統的電子擾動（雜訊）。這個計畫是持續我們整合低溫技術、微波技術及?米微影技術，用?探測半導體低維?電子系統傳輸特性的努?。為?研究分??子霍爾效應邊緣態(他是ㄧ個旋轉的?丁格液體)在微波範圍的磁傳輸特性，我們將蝕刻一些細線條(提供邊緣)的二?電子系統安插在一50 歐姆特徵阻抗共平面波導??屬電極間，或安排在一對交錯梳?傳感器間的表面波傳輸線上，再用我們?用鎖相迴圈技術自製的超高?敏?向?微波偵測裝置（此自製裝置具有在超低功?下?先世界的?敏?）仔細檢視改變磁場時傳遞係?的變化，由此?據即可推導出電子系統的傳輸係?或極化?。由微波響應頻譜，我們即可得到有關電子能階及本質特性的訊息。在一?強關??丁格液體的低能激發態的研究，微波偵測和雜訊測?是?個很有趣且極有挑戰性的?域，希望這個計畫能夠延伸我國在此方面的研究

半導體量子結構中之電子共振與擾動

這是一個單年期的實驗型計畫，本計畫的目的有三方面：（一）研究介觀尺度半導體量子結構在微波波段的磁傳輸特性；（二）研究微波場對介觀尺度電子系統傳輸特性的影響；（三）測量小尺寸電子系統的電子擾動（雜訊）。這個計畫是延續我們整合低溫技術、微波技術及奈米微影技術，用來探測半導體低維度電子系統傳輸特性的努力。我們使用到的樣品有：（一）現成長好的低維度電子系統，如標準二維電子系統、自組裝量子線或量子點；（二）利用電子束微影在含二維電子系統基版上圖樣化及蝕刻製作的低維度系統，最小尺度必須小於數百奈米。為了研究低維度電子系統在微波範圍的磁傳輸特性，低維度電子系統可以安插在一50 歐姆特徵阻抗共平面波導兩金屬電極間，或安排在一在一對交錯梳狀傳感器間的表面波傳輸線上，再用我們利用鎖相迴圈技術自製的超高靈敏度向量微波偵測裝置仔細檢視改變磁場時傳遞係數的變化，由此數據即可推導出電子系統的傳輸係數或極化率。由微波響應頻譜，我們即可得到有關電子能階的訊息。在低維度電子系統的低溫量子電子學的研究，微波偵測和雜訊測量是兩個很有趣且有挑戰性的領域，希望這個計畫能夠延伸我國在此方面的研究

半導體量子結構中之微波段電子傳輸特性之探測

這個實驗型計畫的主要課題包括：（一）研究介觀尺度半導體量子結構在微波波段的磁傳輸特性；（二）研究微波場對介觀尺度電子系統傳輸特性的影響；（三）測量小尺寸電子系統的電子擾動（雜訊）。這個計畫是持續我們整合低溫技術、微波技術及奈米微影技術，用來探測半導體低維度電子系統傳輸特性的努力。我們有興趣的樣品有：（一）現成長好的低維度電子系統，如標準二維電子系統、自組裝量子線或量子點；（二）利用電子束微影在含二維電子系統基版上圖樣化及蝕刻製作的低維度系統，最小尺度必須小於數百奈米。為了研究低維度電子系統在微波範圍的磁傳輸特性，低維度電子系統可以安插在一50 歐姆特徵阻抗共平面波導兩金屬電極間，或安排在一在一對交錯梳狀傳感器間的表面波傳輸線上，再用我們利用鎖相迴圈技術自製的超高靈敏度向量微波偵測裝置（此自製裝置具有在超低功率下領先世界的靈敏度）仔細檢視改變磁場時傳遞係數的變化，由此數據即可推導出電子系統的傳輸係數或極化率。由微波響應頻譜，我們即可得到有關電子能階的訊息。在低維度電子系統的低溫量子電子學的研究，微波偵測和雜訊測量是兩個很有趣且極有挑戰性的領域，希望這個計畫能夠延伸我國在此方面的研究

耦合雙量子井在磁場中之低溫傳導特性研究

本計畫是要研究在半導體異質接面中準二 維導電載子(電子或電洞)在磁場中之低溫傳導 特性.此專題研究將重點放在於耦合雙量子井 結構中,磁場平行分量及垂直偏壓靜電場(這裡 方向以二維平面為準)對於下列傳導現象的影 響:(1)量子霍耳效應(包括整數及分數量子霍耳 效應);(2)不可壓縮霍耳量子液體及可壓縮金屬 態或絕緣態(霍耳絕緣體或Wigner電子晶體)間之 相變.此研究計畫除了對於上述由電子(或電洞) 間的交互作用造成的效應做深一層的了解,更 可能使我們發現新的物理現象.此外,我們亦能 由這些傳導特性研究半導體異質接面的電特性 及能帶結構.我們所要研究的雙井結構不但可 提供非常豐富有關電子交互作用引發相變的物 理現象,同時它可被應用在許多發展中之半導 體量子元件:例如高速相干效應切換元件、雙 態記憶體及遠紅外線偵測器等等