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．     

GaAs/AlAs短周期超晶格的静压光致发光研究

在室温和液氮温度下对不同层厚的GaAs/AlAs短周期超晶格在0—50kbar范围内进行了静压光致发光研究。在导带最低能级为类Γ态能级(Ⅰ类超晶格)和类X态能级(Ⅱ类超晶格)两种情况下都得到了类Γ态能级与类X态能级差随层厚的变化。首次直接观察到室温、常压下(GaAs)_(11)(AlAs)_(11)超晶格中类Γ态能级与类X态能级发生交叉。从发光峰的强度随压力的变化求得室温下在类Γ态能级与类X态能级恰好交叉的压力下类X态电子和类Γ态电子到价带空穴的跃迁几率之比从(GaAs)_(17)(AlAs)_(17)的1.4×10~(-4)逐渐增加到(GaAs)_6(AlAs)_6的4.6×10~(-3)。表明类Γ态和类X态间的混合较弱。对实验结果进行了简短的讨论。     

MBE生长InGaAs／GaAs应变层单量子阱激光器结构材料的研究

采用ＶａｒｉａｎＧｅｎⅡＭＢＥ生长系统研究了ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阶（ＳＳＱＷ）激光器结构材料。通过ＭＢＥ生长实验，探索了Ｉｎ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）ｔＡｓ／ＧａＡｓＳＳＱＷ激光器发射波长（λ）与Ｉｎ组分（ｘ）和阱宽（Ｌ＿ｚ）的关系，并与理论计算作了比较，两者符合得很好。还研究了材料生长参数对器件性能的影响，主要包括：Ⅴ／Ⅲ束流比，量子阱结构的生长温度Ｔ＿ｇ（ＱＷ），生长速率和掺杂浓度对激光器波长、阈值电流密度、微分量子效率和器件串联电阻的影响。以此为基础，通过优化器件结构和ＭＢＥ生长条件，获得了性能优异的Ｉｎ＿（０．２）Ｇａ＿（０．８）Ａｓ／ＧａＡｓ应变层单量子阱激光器：其次长为９６３ｎｍ，阈值电流密度为１３５Ａ／ｃｍ￣２，微分量子效率为３５．１％。     

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．     

Stable Temperature Characteristics of InAs／GaAs Quantum Dots at Long Wavelength Emission

The time-resolved photoluminescence and steady photoluminescence (TRPL and PL) spectra on self-assembled InAs/GaAs quantum dots (QDs) are investigated. By depositing GaAs/InAs short period superlattices (SLs), 1. 48μm emission is obtained at room temperature. Temperature dependent PL measurements show that the PL intensity of the emission is very steady. It decays only to half as the temperature increases from 15 K to room temperature, while at the same time, the intensity of the other emission decreases by a factor of 5 orders of magnitude. These two emissions are attributed to large-size QDs and short period superlattices (SLs), respectively. Large-size QDs are easier to capture and confine carriers, which benefits the lifetime of PL, and therefore makes the emission intensity insensitive to the temperature.     

多层InAs量子点的光致发光研究

采用MBE设备生长了多层InAs/GaAs量子点结构,测量了其变温光致发光谱和时间分辨光致发光谱.结果表明多层量子点结构有利于减小发光峰的半高宽,并且可以提高发光峰半高宽和发光寿命的温度稳定性.实验发现,加InGaAs盖层后,量子点发光峰的半高宽进一步减小,最小达到23.6 meV,并且发光峰出现红移.原因可能在于InGaAs盖层减小了InAs岛所受的应力,阻止了In组分的偏析,提高了InAs量子点尺寸分布的均匀性和质量,导致载流子在不同量子点中的迁移效应减弱.     

离子注入法Mn掺杂InAs/GaAs量子点的光磁性质

用离子注入法对InAs/GaAs量子点掺杂Mn离子,量子点样品经过快速退火处理后同时具有低温铁磁性和发光性能.注Mn量子点发光峰在退火后蓝移,在较高注入剂量的样品中这种由于互扩散带来的蓝移受到抑制,认为这与样品中的缺陷以及Mn聚集在量子点周围减小量子点所受的应力,同时形成的团簇阻碍了界面上原子的互扩散作用有关.Mn在盖层中形成了GaMnAs和小的Mn颗粒,表现出较好的低温铁磁性.     

离子注入法Mn掺杂InAs/GaAs量子点的光磁性质

用离子注入法对InAs/GaAs量子点掺杂Mn离子,量子点样品经过快速退火处理后同时具有低温铁磁性和发光性能.注Mn量子点发光峰在退火后蓝移,在较高注入剂量的样品中这种由于互扩散带来的蓝移受到抑制,认为这与样品中的缺陷以及Mn聚集在量子点周围减小量子点所受的应力,同时形成的团簇阻碍了界面上原子的互扩散作用有关.Mn在盖层中形成了GaMnAs和小的Mn颗粒,表现出较好的低温铁磁性.     

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.     

静压下ZnS：Te中Te等电子陷阱的发光

研究了4块ZnS：Te薄膜样品(Te组分从0．5％到3．1％)的光致发光谱在常压下的温度特性．对于Te组分较小的2块样品观察到2个发光峰，分别来自Te1和Te2等电子陷阱；而对Te组分较大的2块样品则只观察到1个来自Te2等电子陷阱的发光．我们还研究了这些发光峰在低温1．5K下的流体静压压力行为．观察到与Te1有关的发光峰压力系数比ZnS带边的要大很多，而与Te2有关的发光峰压力系数则比带边小．根据Koster-Slater模型，价带态密度半宽随压力的增加是Te1中心有较大压力系数的主要原因，而Te1和Te2中心的不同压力行为则是由于压力对两者缺陷势增强的不同效果引起的．     

ZnSeTe／ZnSe量子阱中Te等电子陷阱的静压光子发光谱研究

测量了ZnSe0.92Te0.08/ZnSe超晶格量子阱材料在77K时0-7.8GPa静压下的光致发光谱。观察到ZnSe0.92Te0.08阱层中Te等电子陷阱上的束缚洋鬼子发光，发现它的压力系数比ZnSe带边发光的压力系数小的约50%，表明Te等电子陷阱对激子的束缚势是相当局域的。还观察到了激子在ZnSe0.92Te0.08阱层中的Te等电子陷阱能级与相邻（CdSe)1/(ZnSe)3短周期超晶格之间的转移现象。     

InGaAs／GaAs自组织量子点光致发光特性研究

用PL谱测试研究了GaAs和不同In组份InxGa1-xAs(x=0.1,0.2,0.3)覆盖层对分子外延生长的InAs/GaAs自组织量子点发光特性的影响,用InxGa1-xAs外延层覆盖InAs/GaAs量子点,比用GaAs做 其发光峰能量向低有端移动,发光峰半高度变窄,量子点发光峰能量随温度的红移幅度较小,理论计算证实这是由于覆盖层InxGa1-xAs减小了InAs表面应力导致发光峰红移,而In元素有效抑制了InAs/GaAs界面组份的混杂,量子点的均匀性得到改善,PL谱半高宽变窄,用InGaAs覆盖的In0.5Ga0.5As/GaAs自组织量子点实现了1．3μm发光,室温下PL谱半高宽为19．2meV,是目前最好的实验结果。     

MBE CdTe／GaAs光致发光研究

在１０Ｋ低温下对分子束外延（ＭＢＥ）生长的ＣｄＴｅ（１１１）Ｂ／ＧａＡｓ（１００）／ＣｄＴｅ（２１１）Ｂ／ＧａＡｓ（２１１）Ｂ外延膜进行了光致发光（ＰＬ）测量，得到了ＰＬ谱和带边激子辐射的精细结构．计算得到束缚激子的半峰宽（ＦＷＨＭ）分别为０．２～０．ｓｍｅＶ和１～２ｍｅＶ．实验结果表明外廷膜的质量和生长工艺均良好．     

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。     

半导体低维结构的压力光谱研究

研究了一些半导体低维结构的压力光谱．测得平均直径为26、52和62nm的In0.55Al0.45As／Al0.5Ga0.5As量子点发光峰的压力系数分别为82、94和98meV／GPa．表明这些发光峰具有Г谷的特性,这些量子点为Ⅰ型量子点．而平均直径为7nm的量子点发光峰的压力系数为-17meV／GPa,具有X谷的特性．所以这种小量子点为Ⅱ型量子点．测得ZnS：Mn纳米粒子中Mn发光峰的压力系数为-34．6meV／GPa,与晶体场理论的预计一致．而DA对发光峰基本不随压力变化,表明它应该与ZnS基体中的表面缺陷有关．测得ZnS：Cu纳米粒子中Cu的发光峰的压力系数为63．2meV／GPa,与ZnS体材料的带隙压力系数相同．表明Cu引入的受主能级具有浅受主的某些特点．测得ZnS：Eu纳米粒子中Eu发光峰的压力系数为24．1meV／GPa,与晶体场理论的预计不同．可能和Eu的激发态与ZnS导带间的相互作用有关．     

Temperature dependent optical properties of self-organized InAs/GaAs quantum dots

We report photoluminescence (PL), time-resolved PL, and PL excitation experiments on InAs/GaAs quantum dots (QDs) of different size as a function of temperature. The results indicate that both the inhomogeneous properties of the ensemble and the intrinsic properties of single QDs are important in understanding the temperature-dependence of the optical properties. With increasing temperature, excitons are shown to assume a local equilibrium distribution between the localized QD states, whereas the formation of a position-independent Fermi-level is prevented by carrier-loss to the barrier dominating thermally stimulated lateral carrier transfer. The carrier capture rate is found to decrease with increasing temperature and, at room temperature, long escape-limited ground state lifetimes of some 10 ps are estimated. PL spectra excited resonantly in the ground state transition show matching ground state absorption and emission, indicating the intrinsic nature of exciton recombination in the QDs. Finally, the PL excitation spectra are shown to reveal size-selectively the QD absorption, demonstrating the quantum-size effect of the excited state splitting.     

注入Ga离子的GaAs／AlGaAs量子阱中界面混合的光荧光研究

用注入Ｇａ离子ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子阱在快速热退火中大大加快了异质结界面的互扩散，表现在ＰＬ光谱中量子阱峰值能量有３０～９０ｍｅＶ的兰移．发现兰移大小同注入损伤程度、退火的温度及时间有关，并得到快速退火中的互扩散系数Ｄ约为１０－１５～１０－１７ｃｍ２／ｓ     

Annealing behavior of InAs/GaAs quantum dot structures

We investigate the annealing behavior of InAs layers with different thicknesses in a GaAs matrix. The diffusion enhancement by strain, which is well established in strained quantum wells, occurs in InAs/GaAs quantum dots (QDs). A shift of the QD luminescence peak toward higher energies results from this enhanced diffusion. In the case of structures where a significant portion of the strain is relaxed by dislocations, the interdiffusion becomes negligible, and there is a propensity to generate additional dislocations. This results in a decrease of the QD luminescence intensity, and the QD peak energy is weakly affected.