单光子源低密度长波长InAs／GaAs量子点的制备

通过优化分子束外延生长条件,得到室温发光在1300nm低密度的自组织InAs/GaAs量子点.使用极低的InAs生长速率(0.001单层/秒)可以把量子点的密度降低到4×106cm-2.这些结果使得InAs/GaAs量子点可以作为单光子源应用在未来的光纤基量子密码、量子通信中.     

延长自组织InAs／GaAs量子点发光波长的研究进展

在近几年的InAs／GaAs自组织量子点的研究中，如何荻得1．3～1．55μm。长波长量子点材料是一个很热门的课题。本文综述了各种延长自组织InAs／GaAs量子点发光波长的方法，并提出了实用化的最佳途径。     

InP(001)基衬底上自组织生长InAs量子点(线)的光学性质研究

在InP(001)基衬底上用分子柬外延方法生长InAs纳米结构材料，通过衬底的旋转与否及混合生长模式，得到了两种InAs量子点和量子线，并研究了量子点、线的光学性质，结果表明，两种方式都可生长出较强发光的量子点(线)；由量子点排列构成的量子线的光致发光光谱呈现出多峰结构，分析和理论计算表明这是InAs量子线上各量子点在垂直方向上不同高度分布和非连续性而造成的。     

自组织InAs/GaAs与InGaAs/GaAs量子点生长及退火情况的比较

本文采用MBE进行InAs/GaAs与InGaAs/GaAs量子点的生长,利用RHEED进行实时监测,并利用RHEED强度振荡测量生长速率。对生长的InAs/GaAs和InGaAs/GaAs两种量子点生长过程与退火情况进行对比,观察到当RHEED衍射图像由条纹状变为网格斑点时,InAs所需要的时间远小于InGaAs;高温退火下RHEED衍射图像恢复到条纹状所需要的时间InAs比InGaAs要长。     

Ge基GaAs薄膜和InAs量子点MBE生长研究

采用分子束外延(MBE)法,在优化Ge衬底退火工艺的基础上,通过对比在(001)面偏<111>方向分别为0°、2°、4°和6°的Ge衬底上生长的GaAs薄膜,发现当Ge衬底的偏角为6°时有利于高质量GaAs薄膜的生长;通过改变迁移增强外延(MEE)的生长温度,发现在GaAs成核温度为375℃时,可在6°偏角的Ge衬底上获得质量最好的GaAs薄膜。通过摸索GaAs/Ge衬底上InAs量子点的生长工艺,实现了高效的InAs量子点光致发光,其性能接近GaAs衬底上直接生长的InAs量子点的水平。     

InAs沉积量对InAs/GaAs量子点表面形貌的影响

基于分子束外延(MBE)技术,以反射式高能电子衍射仪(RHEED)作为实时监测工具,在经过Ga液滴刻蚀而具有纳米洞的GaAs衬底上沉积不同厚度的InAs材料形成量子点,并利用扫描隧道显微镜(STM)研究了量子点的形成及分布与InAs沉积量之间的关系。结果表明,在GaAs衬底平坦区,InAs按照SK模式生长,在纳米洞位置,洞内及其周围的台阶会约束量子点的生长成核,而随着InAs沉积量的增加,这种约束会逐渐减小。特别是当InAs沉积量为2ML时,在纳米洞周围会形成尺寸均匀、分布有序且呈环状的量子点结构。     

有缺陷和无缺陷量子点内应变分布的比较与分析

阐述了量子点内能级结构与应变的关系,用ANSYS7．1计算了有缺陷和无缺陷两种情况下：InAs／GaAs量子点的应变分布,通过对计算结果的比较,讨论了两种情况下不同的应变分布对量子点电子结构影响的不同结果,指出有缺陷时量子点各能级的改变量都与无缺陷时不同,无缺陷时应变的作用只是使能级平行移动;有缺陷时,缺陷将使量子点内能级结构复杂化,有缺陷时发光波长和发光光谱都比无缺陷时复杂。     

InAs自组织量子点(线)的制备和表征

在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长了InAs纳米结构材料，通过改变生长方式，得到了InAs量子点和量子线。根据扫描电镜和透射电镜观测结果的分析，认为衬底旋转时浸润层三角形状的台阶为InAs量子线的成核提供了优先条件，停止衬底旋转时InAlAs缓冲层沿[11^-0]方向分布的台阶促使InAs优先形成量子点。讨论了量子点和量子线的形成机理。     

半导体所GaAs基长波长激光器研究取得重要进展

中科院半导体所与瑞典Chalmers理工大学合作研究的1．31μm波段GaAs基InGaAs异变量子阱激光器获得新进展,这种激光器采mGaAs基上生长的InGaAs异变（metamorphic）量子阱为有源区实现了1.33μm的室温连续激射,其阈值电流为目前已有报道的最好结果而受到国际关注。     

量子点2D-3D完整生长过程的Monte Carlo模拟

利用蒙特卡罗模拟方法对GaAs衬底上MBE法自组织生长InAs量子点的过程进行了研究,完成了量子点二维到三维生长完整过程的模拟.充分考虑应力应变的影响因素,首次使用指数函数形式的应力应变模型,使模拟结果更加可靠.通过改变衬底温度, 生长停顿时间,得到了不同条件下量子点生长的计算机模拟图形并对结果进行了讨论.结果发现,适中的温度和较充分的迁移时间有助于生长出高质量的量子点.     

多周期InGaAs量子点点阵与点链形貌研究

通过分子束外延生长方法,在GaAs(001)衬底上制备生长12周期,16周期,20周期的InGaAs/GaAs量子点,分析了多周期生长的InGaAs/GaAs量子点在16周期下出现较好分布的机理。以及在生长16周期的InGaAs/GaAs量子点下,分析了未退火和退火的初始表面对于量子点分布的影响,未退火处理的衬底生长的InGaAs/GaAs量子点分布更加均匀且有序,量子链延伸得更长。     

InAs/GaAs自组织量子点的可控分子束外延生长及其新型光电器件研究北大核心CSCD

半导体量子点因其具有类原子的分立能级结构,可在三维方向上对载流子运动进行束缚,因此被认为是光发射器件(激光器、量子光源等)极具前景的有源物质之一。其器件的性能强烈依赖于量子点材料的品质、光场与量子点偶极子场的有效相互作用等。本文将从半导体InAs/GaAs自组织量子点的可控分子束外延生长调控技术出发,进一步探讨应用于光通信、片上光互联领域的量子点激光器,以及应用于光量子信息领域的高品质量子光源器件。     

温度对InAs/GaAs量子点生长影响的动力学蒙特卡罗模拟

采用动力学蒙特卡罗模型模拟了GaAs应变弛豫图形衬底上InAs量子点阵列生长早期阶段,温度对浸润层之上第一层亚单原子层阶段的影响.通过对生长表面形态、岛平均大小、岛大小分布及其标准差等方面的研究,证明了通过控制温度能够得到大小均匀、排列有序的岛阵列,这对后续量子点生长的定位和尺寸控制有重要影响.     

更正

(1)应作者要求更正基金项目编号,2011年第1期第82页自组织InAs/GaAs与InGaAs/GaAs量子点生长及退火情况的比较和2010年第6期第70页不同V/III束流比对GaAs(001)面重构相的影响这两篇论文中的基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号由60886001更正为60866001)。     

量子点荧光材料在照明和显示领域的研究进展

由于量子点具有发光波长尺寸可调谐、发光峰窄、发光效率高和热稳定性等特点,近年来作为一种新型发光材料受到了越来越多的关注。它们不仅可以在电激发下实现自主发光,还可以在光激发下实现光转换,因此在照明和显示领域具有很广阔的应用前景。总结了用量子点荧光材料制备白光发光二极管的6种方法及其研究进展,还介绍了它们在液晶显示领域的应用,最后讨论了目前量子点荧光粉存在的问题和今后的研究方向。     

磷化铟量子点合成的研究进展

综述了磷化铟量子点合成研究的最新进展。由于磷化铟量子点材料具有低毒性(不含铅镉等重金属有毒性元素),且具有优异的发光性质(如荧光发光峰在可见至近红外发光范围内可调,荧光量子产率高,稳定性好),在新型发光器件、显示器件、光检测器件和生物荧光成像中有广泛的应用前景。经过近三十年的发展,磷化铟量子点的合成研究取得了长足的进步,其光学性质已经可以和Ⅱ-Ⅵ和Ⅳ-Ⅵ族量子点材料的性能参数相媲美。围绕如何开发和优化磷化铟量子点的合成策略,提高材料的光学性能这一主题进行介绍,分别从磷化铟量子点的体相成分、表面配体、核壳结构的调控及优化等方面进行了阐述。最后对磷化铟量子点材料的目前合成研究存在的问题和未来趋势进行展望。     

CdTe/CdMnTe多量子阱的生长和激子复合动力学性质的研究

用分子束外延在GaAs衬底上生长了CdTe/Cd0.8Mn0.2Te多量子 结构,利用X射线衍射（XRD）、低激发密度下的PL光谱和变密度激发的ps时间分辨光谱研究了CdTe/CdMnTe多量子阱的结构和激子复合特性。在变密度激发的ps时间分辨光谱中,发现不同激发密度下发光衰减时间不同,认为它的机理可能是无辐射复合引起的。     

自组织InAs/GaAs量子点的X射线双晶衍射研究

用X射线双晶衍射方法测定了自组织生长的InAs／GaAs量子点的摇摆曲线，根据Takagi-Taupin方程对曲线进行了拟合。在考虑量子点层晶格失配的情况下，理论曲线和实验曲线符合得很好，从而确定了量子点垂直样品表面的失配度，约为4～6％，这与宏观连续体弹性理论的预测相近。结合电镜、原子力显微镜的观察结果表明对子单层沉积方法获得的量子点层采用化合物构层进行拟合所得结果是合理的。     

国内首次用分子束外延生长出短周期InAa／GaSb超晶格

中科院半导体研究所超晶格国家重点实验室采用分子束外延技术，成功地在GaAs村底上生长出高质量Gasb厚膜材料和2～3μm波段InAs／GaSb超晶格材料。这是国内首次用分子束外延技术在GaAs衬底上生长出短周期InAs／GaSb超晶格。     

一种具有室温磷光的碳量子点基复合材料

碳量子点的荧光性能已被广泛研究,但很少有人关注碳量子点的磷光现象和机理。通过静电自组装法将带负电荷的碳量子点作为发光中心和核心先后吸引活性Ba~(2+)和活性SO_4~(2-),使碳量子点固定在所生成的BaSO_4基质中,形成一种新型的同时具有优异室温磷光和荧光的碳量子点基复合材料(记作CQDs@BaSO4)。该材料在激发波长为365nm下显示出的长磷光寿命为281ms,平均寿命为251ms,并且在水和酸碱溶液中都具有稳定的室温磷光发射现象。同时研究了磷光现象的机理,该材料室温磷光归因于碳量子点表面的其表面所含芳香羰基化合物的三重态和BaSO_4分子有效的刚化这些芳香族羰基基团,从而抑制非辐射钝化途径产生室温磷光。基于该材料磷光性能的优点,成功将其制成防伪印泥材料,探讨其在磷光防伪上的应用。