纳米级掺杂超晶格的生长及其性质研究

评述了制备纳米级掺杂超晶格材料的ＭＢＥ技术，给出了材料性能和器件研制结果。从微结构设计出发，研究了平面掺杂ＧａＡｓ／Ａｌ（Ｇａ）Ａｓ超晶格结构二维电子气有关性质，实验研究取得了重要的进展。     

高质量GaAs—AlGaAs材料MBE生长研究及其应用

通过对分子束外延中影响ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ材料生长的一些关键因素的分析，实验与研究，得到了具有很好晶格完整性和高质量电学，光学特性的ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ单昌材料，实现了７５ｍｍ大面积范围内的厚度，组分和掺杂等的很好均匀性。研制了高质量的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱超晶格材料，并应用于量子阱激光器材料的研制，获得了具有极低值电流密度低内损耗，高量子效率的高质量量子阱激光器外延材料。     

高质量GaAs－AlGaAs材料MBE生长研究及其应用

通过对分子束外延（ＭＢＥ）中影响ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ材料生长的一些关键因素的分析、实验与研究，得到了具有很好晶格完整性和高质量电学、光学特性的ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ单晶材料，实现了７５ｍｍ大面积范围内的厚度、组分和掺杂等的很好均匀性．研制了高质量的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱超晶格材料，并应用于量子阱激光器材料的研制，获得了具有极低阈值电流密度、低内损耗、高量子效率的高质量量子阶激光器外延材料．     

GaAs／Al_0．33Ga_0．67As短周期超晶格中能带不连续性随压力的变化

利用高压光致发光方法在液氮温度下和０—３５ｋａｒ的压力范围内对不同层厚的ＧａＡｓ／Ａｌ０．３３Ｇａ０．６７Ａｓ短周期超晶格以及具有相近组份的Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ体材料进行了系统的研究．测得Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ体材料的Γ谷和Ｘ谷的压力系数分别为８．６ｍｅＶ／ｋｂａｒ和－．５７ｍｅＶ／ｋｂａｒ．在一定的压力范围内同时观测到了短周期超晶格中与类Γ态和类Ｘ态相关的发光峰，从而得到了类Γ态能级和类Ｘ态能级随压力的变化关系．首次获得了有关ＧａＡｓ／Ａｌ０．３３Ｇａ０．６７Ａｓ短周期超晶格能带不连续性（包括价带     

GaAs／AlAs超晶格Γ－X级联隧穿导致的电场畴

我们研究了掺杂耦合ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ超晶格的级联隧穿，在这种结构中，ＡｌＡｓ层Ｘ能谷中的基态能级位于ＧａＡｓ层中Γ能谷的基态（Ｅ（Γ１）；）和第一激发态（Ｅ（Γ２））能级之间．实验结果证明，这种超晶格中的高电场畴是由Γ－Ｘ级联共振隧穿所形成的，而不是通常的相邻量子阱子带的级联共振隧穿所形成的．在这种高场畴中，电子从ＧａＡｓ量子阱的基态隧穿到邻近的ＡｌＡｓ层的Ｘ能谷的基态，然后通过实空间电子转移从ＡｌＡｓ层的Ｘ能谷弛豫到下一个ＧａＡｓ量子阱的Γ能谷的基态．     

GaAs／AlAs超晶格Г—X级联隧穿导致的电场畴

我们研究了掺杂耦合ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ超晶格的级联隧穿，在这种结构中，ＡｌＡｓ层Ｘ能谷中的基态能级位于ＧａＡｓ层中Г能谷的基态（ＥГ１）和第一激发态（ＥГ２）能级之间，实验结果证明，这种超晶格中的高电场畴是由Г－Ｘ级联共振隧穿所形成的，而不是通常的相邻量子阱子带的级联共振隧穿所形成的，在这种高场畴中，电子从ＧａＡｓ量子阱的基态隧穿到邻近的ＡｌＡｓ层的Ｘ能谷的基态，然后通过实空间电子转移从ＡｌＡｓ层的     

GaAs／AlGaAs分子束外延量子阱材料的研究

采用进口分子束外延设备生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱和多量子阱材料。在理论分析和实验总结的基础上，对材料结构进行了优化，增加了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层来进行缺陷抑制，并在外延时精确地控制生长，这样获得的量子阱材料通过Ｘ射线双晶衍射和Ｃ－Ｖ测量表明：得到的材料性能良，为新型光电器件的制作和进一步的材料研究打下了基础。     

分子束外延GaAs／AlGaAs超晶格缓冲层量子阱材料的研究

采用分子束外延技术生长了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱得多量子阱材料。采用ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超晶格缓冲层掩埋衬底缺陷，获得的量子阱结构材料被成功地用于制作量子阱激光器。波长为７７８ｎｍ的激光器，最低阈值电流为３０ｍＡ，室温下线性光功率大于２０ｍＷ。     

（GaAs／AlAs）_n短周期超晶格类型及其转变的光伏研究

首次用光伏方法研究了（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）ｎ短周期超晶格中的超晶格类型及其转变问题．不同于其它方法，光伏方法仅涉及到载流子在实空间中的分离及其大小．这种空间分离在Ⅰ类超晶格中为零，而在Ⅱ类超晶格中不为零．（ＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）ｎ短周期超晶格在ｎ＝１０和１１时被指认为Ⅱ类超晶格，在ｎ＝１５时被指认为Ⅰ类超晶格．与其它大部分实验结果一致．     

应变单量子阱InGaAs／GaAs的光谱研究

应变单量子阱ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ的光谱研究沈文忠，唐文国，沈学础（中国科学院上海技术物理研究所，红外物理国家重点实验室，上海２０００８３）近来，人们对ＩｎｘＧａ１－ｘＡｓ／ＧａＡｓ应变超晶格和量子阱结构产生了浓厚的兴趣是基于高速器件设计的需要。随着...     

MOCVD生长碳掺杂GaAs/AlGaAs大功率半导体激光器

利用低压金属有机金属化合物气相沉积方法,以液态ＣＣｌ,为掺杂源生长了高质量Ｃ掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ材料,并对生长机理、材料特性以及Ｃ掺杂对大功率半导体激光器的影响进行了分析。在材料研究的基础上生长了以Ｃ为Ｐ型掺杂剂的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＡｓ应变量子阱半导体激光器结构,置备了高性能９８０ｎｍ大功率半导体激光器。     

三种材料构成的超晶格能带结构研究

对由ＧａＡｓ，Ａｌ０．２１Ｇａ０．７９Ａｓ及ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ（ｘ由０．０～０．２１之间变化）三种材料构成的超晶格能带结构进行了研究。结果发现：如果超晶格单胞对其中点不具有对称性，对应自旋向上和向下的能带，此时发生了劈裂．并且由于材料不对称分布引起的劈裂比由于几何尺寸不对称引起的劈裂大。劈裂主要发生在重、轻空穴带相互作用较大的地方。     

InGaAs／InP超晶格材料的GSMBE生长研究

在国产第一台ＣＢＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）设备上，用ＧＳＭＢＥ（Ｇａｓｓｏｕｒｃｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｅａｍｅｐｉｔａｘｙ）技术在国内首次研究了ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ匹配和应变多量子阱超晶格材料的生长，用不对称切换方法成功地生长了高质量的匹配和正负应变超晶格材料，并用双晶Ｘ－射线衍射技术对样品进行了测试和分析．结果表明，我们在国产第一台ＣＢＥ设备上用ＧＳＭＢＥ技术采用非对称切换方法生长的超晶格材料质量很好．     

LPMOVPE生长GaAs：C薄膜

本用低压金属有机气相外延技术和四溴化碳作为掺杂源生长重掺碳ＧａＡｓ：Ｃ．由于采用了较高衬底温度，ＧａＡｓ：Ｃ的空穴迁移率比相同空穴浓度条件下，用铍、锌等常用ｐ型掺杂原子生长的ＧａＡｓ高；中还分析了由于重掺碳引起的晶格收缩。     

InGaAs（P）／InP应变量子阱和超晶格的光电性质

利用低压金属有机化合物化学汽相沉积（ＭＯＣＶＤ）生长技术在ＩｎＰ衬底上生长ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ应变量子阱，超晶格和ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ量子阱结构材料，利用７７Ｋ光荧光（ＰＬ）测量这一应变量了阱和量子阱的光学性质，利用双晶Ｘ光测量应变超晶格的性质。     

InGaAs—GaAs短周期应变层超晶格调制反射光谱中的Franz—Keld…

本文在ｐ－ｉ－ｎ结构的ＩｎＧａＡｓ－ＧａＡｓ应变层短周期超晶格的调制光反射谱中观察并确认了超晶格微带电子的Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ振荡，通过对Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ振荡的分析，推算出超晶格区内建电场大小；讨论了内建电场对超晶格微带电子的影响，最后指出Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ振荡可以作为检验短周期超晶格样品质量的一种手段。     

InGaAs－GaAs 短周期应变层超晶格调制反射光谱中的 Franz－Keldysh 振荡

本文在Ｐ－ｉ－ｎ结构的ＩｎＧａＡｓ－ＧａＡｓ应变层短周期超晶格的调制光反射谱中观察并确认了超晶格微带电子的Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ振荡，通过对Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ振荡的分析，推算出超晶格区内建电场大小；讨论了内建电场对超晶格微带电子的影响，最后指出Ｆｒａｎｚ－Ｋｅｌｄｙｓｈ振荡可以作为检验短周期超晶格样品质量的一种手段．     

AlGaAs／GaAs超晶格界面平整度的X射线双晶衍射研究

用Ｘ射线运动学的多层膜干涉理论，模拟计算了ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ超晶格Ｘ射线双晶衍射摇摆曲线．提出了一种具有整数分子层的界面过渡层理论模型，并运用此理论研究了零级卫星峰的峰峰位的漂移，过渡层对超晶格卫星峰强度的影响以及低级卫星峰的规律性消光规律．     

GaAs／AlGaAs单量子阱中界面粗糙度散射

对三种不同生长条件、不同质量的ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ单量子阱进行了输运性质和光致发光谱的研究．在低迁移率的样品中，界面粗糙度对二维电子气的散射起主导作用．我们的研究也表明了：采用（ＧａＡｓ）４／（ＡｌＡｓ）２超晶格代替常规的ＡｌＧａＡｓ层，或在异质结界面生长过程中的停顿，都能有效地减少界面粗糙度．     

MOCVD生长的高质量掺碳GaAs/AlGaAs材料的特性研究

利用低压金属有机化合物汽相淀积方法,以液态ＣＣｌ４为掺杂源生长了高质量的碳掺杂ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ外延材料,研究了ＣＣｌ４流量、生长温度和Ⅴ／Ⅲ比等因素对外延材料中的碳掺杂水平的影响．采用电化学ＣＶ方法、范德堡霍耳方法、低温光致发光谱和Ｘ射线双晶衍射回摆曲线测量等方法对碳掺杂外延材料的电学、光学特性进行了研究．实验制备了空穴浓度高达１．９×１０２０ｃｍ－３的碳掺杂ＧａＡｓ外延材料和低温光致发光谱半宽小于５ｎｍ的高质量碳掺杂Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ外延层．在材料研究的基础上,我们以碳为Ｐ型掺杂剂生长了Ｇａ