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可控制之單一量子點成長與其元件應用(I)
(2007)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
在此為期兩年的計畫中，我們將要進行自組式量子點之定位成長與其元件應用的相關研究。運用本研究群首先提出並發展出來的一個方法，我們預計結合電子束微影與分子束磊晶再成長,於預先圖樣過之平台上形成單一量子點；因為量子點的成長對於應力場相當敏感，我們可以利用事先設計的應力分佈，來達成選擇性成長；我們的方法與其他人的主要不同在於，量子點可成長在遠離製程接觸過的表面；在計畫執行的第一年中，利用我們新提出的結構與程序，將可實現高品質與可定位之單一量子點成長；我們將建立氫氣清潔法以確保再成長樣品的潔淨性，並將檢驗與最佳化形成單一量子點的相關參數；我們將使用原子力顯微鏡，穿隧式電子顯微鏡與光學量測來分析所成長的量子點。在第二年中，我們將研究利用單一量子點之元件應用，電驅動之單一光子源係主要目標元件。另一方面，利用類似方法與應力引發之垂直對準效應，量子分子與量子點晶格的成長研究也會在第二年進行。
單一量子點之磁光與糾纏態特性( II )
(2011)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
單一量子點之磁光與糾纏態特性(I)
(2010)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
在此為期兩年計畫中，我們將進行自組式單一量子點的磁光性質與其所產生的糾纏光子對之研究，主題分為兩部分，第一部分基於先前對磁光性質的觀測中，negative trion 不同與傳統反磁性的順磁化行為，我們將深入探討並建立模擬多體行為的物理模型，來了解此順磁化行為的成因。第二部分為在量子點內因biexciton 與exciton 所形成的雙能階系統(two-level system)而產生的雙光子糾纏態(entangled photon pair)研究。一般認為由於量子點幾何的不對稱性，造成exciton 能階分裂(fine structure splitting，FSS)，使其糾纏態特性被破壞。在我們的計畫中，將調變此能量分裂，探討其與雙光子糾纏態的關係;我們將利用施加水平磁場與電場兩種方法來調變FSS，由於在水平磁場的環境下，兩個分裂的exciton 能階位置移動速率不同，所以在某些量子點中及適當的磁場強度下， FSS 有機會消失，另一方面，利用水平電場控制量子點內載子波函數的幾何形狀對稱性，也可以達到調變FSS 的目的，且更具應用潛力。上述兩種方式都可以調變FSS，不過顯然其物理成因並不相同，我們將建立糾纏態光子對的量測系統，來探討並比較這兩種方式在無FSS 時，量子點雙光子糾纏態的情況，並據以評估在量子資訊處理應用時，產生糾纏態光子對的較佳方式。另外，我們也將嘗試在非正向基板上成長量子點，來控制量子點的對稱性並探討其與糾纏態之間的關聯性。
單光子元件及其應用
(2016)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
單光子元件及其應用
(2015)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
量子點中自旋解析之激子與光子交互作用
(2013)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
產生、保持與操縱自旋極化是發展自旋元件的基本工作，在零維系統如量子點所觀察到的自旋鬆弛時間遠長於激子的復合時間，因此自旋資訊可以在光子與激子之間傳遞，然而，截至目前，半導體量子點中自旋鬆弛機制仍未被完全了解，在此計畫中，我們意欲對造成自旋鬆弛的因子，包括樣品成長條件、激發能量、極化態與溫度等進行探討；我們也可利用激子-光子交互作用對自旋鬆弛的影響，來控制量子點中激子的極化狀態；此外，在強耦合條件下，在非等向性的光子晶體共振腔中，由激子與光子所形成的極化激子，可以消除精細結構匹裂來產生糾纏的光子對。
量子點中自旋解析之激子與光子交互作用
(2012)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
產生、保持與操縱自旋極化是發展自旋元件的基本工作，在零維系統如量子點所觀察到的自旋鬆弛時間遠長於激子的復合時間，因此自旋資訊可以在光子與激子之間傳遞，然而，截至目前，半導體量子點中自旋鬆弛機制仍未被完全了解，在此計畫中，我們意欲對造成自旋鬆弛的因子，包括樣品成長條件、激發能量、極化態與溫度等進行探討；我們也可利用激子-光子交互作用對自旋鬆弛的影響，來控制量子點中激子的極化狀態；此外，在強耦合條件下，在非等向性的光子晶體共振腔中，由激子與光子所形成的極化激子，可以消除精細結構匹裂來產生糾纏的光子對。
量子點中自旋解析之激子與光子交互作用
(2014)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
產生、保持與操縱自旋極化是發展自旋元件的基本工作，在零維系統如量子點所觀察到的自旋鬆弛時間遠長於激子的復合時間，因此自旋資訊可以在光子與激子之間傳遞，然而，截至目前，半導體量子點中自旋鬆弛機制仍未被完全了解，在此計畫中，我們意欲對造成自旋鬆弛的因子，包括樣品成長條件、激發能量、極化態與溫度等進行探討；我們也可利用激子-光子交互作用對自旋鬆弛的影響，來控制量子點中激子的極化狀態；此外，在強耦合條件下，在非等向性的光子晶體共振腔中，由激子與光子所形成的極化激子，可以消除精細結構匹裂來產生糾纏的光子對。
量子點傳輸特性與元件應用
(2009)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
量子點傳輸特性與元件應用
(2010)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
量子點負微分電容特性研究
(2008)
林聖迪
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LIN SHENG DI
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國立交通大學電子工程學系及電子研究所
近年來，由於它們的特異性，零維量子結構或量子點引起許多優秀研究群的注意；因為其能態密度如delta-函數的緣故，零維系統被認為具有獨特的物理性質，可用於改善現存半導體元件的性能，或具有現存材料或元件所無法提供之功能。自從1990 年代自組式砷化銦/砷化鎵量子點成長被發展出來以後，許多研究群已成功地利用MBE 或 MOCVD 成長出高品質幾無缺陷之量子點，元件如量子點雷射與量子點紅外線偵測器也製作出來，為能充分利用這種量子點，對它們的物理性質的了解就極為重要。研究這些零維系統的量子能態的論文極多極廣，其中一種主要的方法是光學特性量測，光學方法的重要性在於它們在量子點的光電元件應用是十分有效的；可是，在僅使用一種載子的元件中(如量子點紅外線偵測器)，因為在量子點中的載子-載子交互作用，量子點的特性與光學量測並不相同，但這些特性對於元件設計與最佳化卻相當重要；要研究僅有電子或電洞的量子點性質，我們必須轉而使用電性量測的方法，目前在這方面主要有兩種方法，電流-電壓與電容-電壓特性量測；在此計畫的第一年中，我們將專注在使用包含量子點之Schottky 二極體進行電容-電壓分析，基於負微分電阻的觀察與所建立的模型，我們將著手進行砷化銦與銻化鎵量子點之溫度及頻率相關的捕捉/逃脫特性研究；在第二年中，利用反轉之高電子遷移率電晶體內含單層量子點結構，我們將製作可研究量子點充放電行為研究之元件，該元件也是一個量子點記憶元件，同樣的結構也將用來探討紅外線光偵測器應用的可能性。