不同厚度GaAs覆盖层对自组织生长InAs量子点退火效应的影响

本文利用光致发光测量了不同厚度GaAs覆盖层对自组织生长InAs量子点退火效应的影响．退火使量子点发光峰蓝移，发光强度减弱．深埋的量子点承受更大的应变，应变使退火引起的互扩散加强．GaAs盖层越厚，量干点的互扩散越明显，发光峰蓝移越显著，并由此导致了发光峰半高宽的不同变化．     

InAs/GaAs自组织量子点激发态的激射

将覆盖层引入生长停顿的量子点结构作为激光器有源区来研究量子点激光器受激发射机制 .由于强烈的能带填充效应 ,光致发光谱和电致发光谱中观察到对应于量子点激发态跃迁的谱峰 ,大激发时其强度超过基态跃迁对应的谱峰 .最后激发态跃迁达到阈值条件 ,激射能量比结构相似但不含量子点的激光器低 ,表明量子点激光器中首先实现受激发射是量子点的激发态     

InAs/GaAs自组织量子点激发态的激射

将覆盖层引入生长停顿的量子点结构作为激光器有源区来研究量子点激光器受激发射机制．由于强烈的能带填充效应, 光致发光谱和电致发光谱中观察到对应于量子点激发态跃迁的谱峰,大激发时其强度超过基态跃迁对应的谱峰．最后激发态跃迁达到阈值条件, 激射能量比结构相似但不含量子点的激光器低,表明量子点激光器中首先实现受激发射是量子点的激发态．     

快速热退火对带有InGaAs盖层的InAs／GaAs量子点发光特性的影响

系统地研究了快速热退火对带有3nmInxGa1-xAs(x=0,0.1,0.2)盖层的3nm高的InAs/GaAs量子点发光特性的影响。随着退火温度从650℃上升到850℃,量子点发光峰位的蓝移趋势是相似的。但是,量子点发光峰的半高宽随退火温度的变化趋势明显依赖于InGaAs盖层的组分。实验结果表明In-Ga在界面的横向扩散在量子点退火过程中起了重要的作用。另外,我们在较大的退火温度下观测到了InGaAs的发光峰。     

应变自组装InAs／GaAs量子点材料与器件光学性质研究

采用MBE技术生长应变自组装InAs／GaAs量子点微结构材料，以这种纳米尺度微结构材料作有源层制备出激光二极管，研究了材料的光致发光和器件电致发光的特性，条宽为100μm、腔长为1.6mm，腔面未经镀膜的量子点激光二极管，室温下最大光功率输出为2．74W。     

InAs/GaAs自组织生长量子点结构中浸润层光致发光研究

当激发光能量小于GaAs势垒带边能量时，在InAs量子点结构中，清楚地观察到与InAs浸润层有关的发光峰．研究表明，此发光峰主要来源于浸润层中局域态激子发光，局域化能量为12meV，发光具有二维特性．在相同的生长条件下，此发光峰位置与InAs层的厚度基本无关．这些结果有助于进一步深入研究浸润层的形貌和光学性质．     

自组织InAs/GaAs量子点的表面氮化研究

用低温光荧光(PL)和透射电子显微镜(TEM)研究了表面氮化自组织InAs/GaAs量子点的光学性能和微观结构。结果表明氮化后形成薄层的InAsN薄膜作为应变缓和层覆盖在量子点的表面,使得随着氮化时间的增加,InAs量子点的位错密度提高、尺寸变大、纵横比提高、发光波长变长、强度变低。     

自组织InAs／GaAs岛状结构生长停顿研究

报道了自组织生长ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ岛状结构生长停顿的研究结果．在完成ＩｎＡｓ岛生长以后，引入不同时间的停顿，然后再淀积ＧａＡｓ盖层，将导致ＩｎＡｓ岛光致发光峰蓝移，发光谱线变宽，同时发光强度减弱．透射电子显微镜分析表明在这种结构中出现了失配位错，在其附近应变得到部分弛豫，成为ＩｎＡｓ材料的俘获陷阱．随着停顿时间加长，ＩｎＡｓ岛密度降低，尺寸变小，光致发光谱发生相应变化．     

InAs/GaAs系列量子点研究

为了获得波长长、均匀性好和发光效率高的量子点,采用分子束外延（MBE）技术和S-K应变自组装模式,在GaAs（100）衬底上研究生长了三种InAs量子点。采用MBE配备的RHEED确定了工艺参数：As压维持在1.33×10^-5Pa;InAs量子点和In0.2Ga0.8As的生长温度为500℃;565℃生长50nmGaAs覆盖层。生长了垂直耦合量子点（InAs1.8ML/GaAs5nm/InAs1.8ML）、阱内量子点（In0.2Ga0.8As5nm/InAs2.4ML/In0.2Ga0.8As5nm）和柱状岛量子点（InAs分别生长1.9、1.7、1.5ML,停顿20s后,生长间隔层GaAs2nm）。测得对应的室温光致发光（PL）谱峰值波长分别为1.038、1.201、1.087μm,半峰宽为119.6、128.0、72.2nm、相对发光强度为0.034、0.153、0.29。根据PL谱的峰位、半峰宽和相对发光强与量子点波长、均匀性和发光效率的对应关系,可知量子点波长有不同程度的增加、均匀性越来越好、发光效率显著增强。     

InAs自组织生长量子点的电子俘获势垒

成功地用深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究了ＩｎＡｓ自组织生长的量子点电学性质，获得２．５原子层ＩｎＡｓ量子点电子基态能级在ＧａＡｓ导带底下约０．１３ｅＶ，该量子点在荷电状态发生变化时伴随有晶格弛豫，对应俘获势垒为０．３２ｅＶ．本工作也证明可以把量子点类比深中心进行研究．     

低落曙GaAs外延层上生长InAs量子点的研究

利用退火技术,实现了在低温ＧａＡｓ外延层上ＩｎＡｓ量子点的生长。透射电镜（ＴＥＭ）研究表明,低温ＧａＡｓ外延层上生长的ＩｎＡｓ量子点比通常生长的ＩｎＡｓ量子眯明显变小,且密度变大,认为是由于低温ＧａＡｓ中的点缺陷以及Ａｓ沉淀引起的：点缺陷释放了部分弹性能,使得量子点变小,而Ａｓ沉淀可能是量子点密度变大的原因。在光致发光谱（ＰＬ）上,退火低温外延层上生长的量子点的发光峰能量较高,且半高宽变窄。     

杂质Si对InAs自组织量子点均匀性的影响

研究了较低掺杂浓度时InAs量子点中直接掺杂Si对其发光特性的影响.光致发光谱(PL)的测量表明,与未掺杂样品相比,掺杂样品发光峰稍微蓝移,同时伴随着发光峰谱线明显变窄.该结果表明,在生长InAs层时直接掺杂,有利于形成大小分布更均匀的小量子点.该研究对InAs自组织量子点在器件应用方面有一定的意义.     

In0．2Ga0．8As-GaAs复合应力缓冲层上的1.3μm InAs／GaAs自组织量子点

用光荧光谱和原子力显微镜测试技术系统研究了在2 nm In0.2Ga0.8As和x ML GaAs的复合应力缓冲层上生长的InAs/GaAs自组织量子点的发光特性和表面形貌.采用In0.2Ga0.8As与薄层GaAs复合的应力缓冲层,由于减少了晶格失配度致使量子点密度从约1.7×109 cm-2显著增加到约3.8×109cm-2.同时,复合层也有利于提高量子点中In的组份,使量子点的高宽比增加,促进量子点发光峰红移.对于x=10 ML的样品室温下基态发光峰达到1350 nm.     

InGaAs量子点激光器光增益的温度特性

研究了非耦合多层InGaAs量子点材料光增益的温度特性，并与InGaAs单量子阱材料进行了对比，发现In-GaAs量子点表现出更好的增益温度稳定性，同时发现随着温度升高，在140－200K湿度范围内，InGaAs量子点增益峰值首先增大，当温度超过200K后开始减小，对这种增益特性的产生机制进行了分析，增益曲线峰值波长随温度升高单调地向长波长方向移动，与量子阱材料相比具有更好的温度稳定性。     

准周期耦合量子点的输运性质

讨论了一种一维准周期系统的输运性质.该系统由一系列Fibonacci耦合的量子点组成.利用转移矩阵方法并考虑实验技术,推导了通过一系列量子点的电子透射几率,从而讨论了电导与磁场和电压的关系.通过数字计算获得了具有非常丰富结构的透射谱,这种结构的丰富性依赖于量子点间的耦合.     

大尺寸InAs／GaAs量子点的静压光谱

在低温15K和0～9GPa范围内对厚度为7．3nm、横向尺寸为78nm的自组织InAs／GaAs量子点进行了压力光谱研究．观测到大量子点的基态与第一激发态发光峰，其压力系数只有69和72meV／GPa，比小量子点的压力系数更小．基于非线性弹性理论的分析表明失配应变与弹性系数随压力的变化是大量子点压力系数小的主要原因之一．压力实验结果还表明大量子点的第一激发态发光峰来源于电子的第一激发态到空穴的第一激发态的跃迁．     

量子点的湿法腐蚀制备及尺寸分布研究

介绍了用可见光光刻后用湿法腐蚀制备了ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子点的方法，并用小光点光荧光的方法检测了所制备量了点的均匀性，从理论上给出了量子点的尺寸分布，并结合多量子阱阱宽的涨落，分析了荧光峰的线型和展宽机制。     

质子注入和快速退火对GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的影响

利用质子注入和快速退火技术改变GaAs/AlGaAs 量子阱能级分布,使量子阱红外探测器的光电特性发生变化,在较大地移动了探测波长的同时,探测器的响应率、探测率以及暗电流特性也发生相应变化.在质子注入剂量为2.5×10     

InAs/GaAs量子点材料和激光器

介绍了近年来长波长InAsG/aAs量子点材料的生长、结构性质和量子点激光器的研究进展。