昆山杜克大学物理学副教授郑昌成博士主导研究项目，揭示了半导体材料铝铟砷合金(aluminium indium arsenide alloy)的光学特性，推进了对其潜在技术领域的理解。
郑昌成博士指导昆山杜克大学两名本科生，研究分析了铝铟砷合金对光的反应。研究人员发现了该材料的某些特性，可用于开发用于光探测和操控的光电设备，并为进一步的研究工作提供了量化基础。
郑昌成博士表示：“这项研究结果为今后的重要研究提供了理论基础，有望导致光电技术的发展提升，光电技术广泛应用于从医疗保健到通信等多个领域。”
“我们拓展了对铝铟砷合金和类似材料的研究，量化了其内部发生的物理过程，研究成果可为进一步的工作提供参考。”
研究小组用激光束照射在低温恒温器内的铝铟砷合金材料上，以测试其在不同条件下对光的反应。她们特别分析了两个效应——材料内部光激发电子的局域态以及其光致发光过程。
当光束照射到大多数材料上时，亚原子粒子（电子）吸收了光的能量（光子），跃迁到高能级后，电子可以在材料内部自由移动。在铝铟砷合金中，势阱捕获电子，形成局域化电子态，在短时间内限制电子移动。当电子开始移动时，从高能级跃迁到低能级，释放出光子，这个过程称为光致发光。在低光照条件下手表中发光的指针和点即为光致发光的一个例子。
郑昌成博士解释说：“当激光束照射在铝铟砷合金上时，它从其中吸收一些激光的能量，然后释放出另一种光或光子。我们检测了这些光子，研究它们的行为方式，并从这些光子的表现中推断出材料内部电子的行为。正是这些电子会影响材料的应用。”
研究人员发现，铝铟砷合金内势阱可以快速捕获、释放电子，这使其成为制造快速红外光电探测器的潜在候选材料。红外光电探测器对光辐射产生反应，可应用于广泛的技术领域，包括自由空间光通信（使用光来无线传输数据）、监控、化学感应和生物医学成像等。
研究人员还使用了物理模型来量化材料内发生的过程，为今后进一步的研究和实际应用建立了基础。
昆山杜克大学材料科学/物理学专业本科生俞佳君和赵祎楠加入了研究小组，在郑昌成博士的指导下开展研究工作。
其中，昆杜首届本科生俞佳君于今年五月毕业后，前往美国杜克大学进一步攻读电子与计算机工程硕士学位。回忆起这个项目开始时，俞佳君坦言自己对研究主题知之甚少，但凭借加倍努力和用心记忆，自己得以在短时间内掌握了大量的新知识和技能。
俞佳君表示：“我从这个研究项目中受益匪浅，不仅提升了对该领域的具体知识和技能的理解，还学到了如何进行科学研究。这对我将来的深造或研究生涯都会大有裨益。”
在这项研究中，郑昌成博士的研究团队与多所国内大学和研究机构合作，包括南京大学、上海科技大学、复旦大学、苏州科技大学以及中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所。其中，郑昌成博士的研究小组与南京大学和上海科技大学的合作尤为密切，组成了“研究环路”，分别聚焦于铝铟砷合金研究的不同方面，涉及物理分析、材料生长、器件设计和测试等多个领域。
