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．     

GaAs基上的InAs量子环制备

在分子束外延系统中,利用3nmGaAs薄盖层将InAs自组装量子点部分覆盖,然后在500°C以及As2气氛中退火一分钟,制成纳米尺度的InAs量子环。这一形成敏感地依赖于退火时的生长条件和生长InAs自组装量子点时的淀积量。InAs在GaAs表面的扩散以及同时发生的In-Ga互混控制着InAs量子环的形成。     

GaAs基长波长InAs耦合量子点材料的分子束外延生长

系统介绍了利用分子束外延方法在纯GaAs材料上生长InAs/GaAs耦合量子点结构。讨论了生长温度和上下两层量子点中InAs的淀积量对于材料发光性质和表面形貌的影响。通过优化生长参数,得到了室温发光波长在1.436μm,FWHM为27meV的耦合量子点材料。第二层量子点的密度在910⁹到1.410¹⁰cm^-2之间。耦合量子点结构为拓展GaAs基材料在量子功能器件应用中的发光波长提供了新的途径。     

扫描隧道显微镜对InAs/GaAs自组织生长量子点的准原位研究

本文报道了用ＭＢＥ－ＳＰＭ联合系统对ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ量子点进行准原位研究的初步结果．ＳＴＭ图像表明，在对ｎ＋－ＧａＡｓ衬底进行脱氧处理后，通过生长ＧａＡｓ缓冲层能有效的改善表面质量．在缓冲层上继续生长２单原子层ＩｎＡｓ后形成了量子点．ＳＰＭ与透射电子显微镜给出的量子点形貌的异同在文中也给出了合理的解释，该研究工作的进一步深入将对自组织生长量子点的生长机理的理解和样品质量的提高有重要意义．     

GaAs图形衬底上InAs量子点生长停顿的动力学蒙特卡罗模拟

采用动力学蒙特卡罗模拟方法对GaAs图形衬底上自组织生长InAs量子点的停顿过程进行了研究.用衬底束缚能的表面分布模拟衬底图形,考察生长之后的停顿时间对量子点形成的影响.结果表明,合适的停顿时间使图形衬底上的量子点分布更趋规则化,对量子点的定位生长有积极的影响.     

GaAs图形衬底上InAs量子点生长停顿的动力学蒙特卡罗模拟

采用动力学蒙特卡罗模拟方法对GaAs图形衬底上自组织生长InAs量子点的停顿过程进行了研究．用衬底束缚能的表面分布模拟衬底图形，考察生长之后的停顿时间对量子点形成的影响．结果表明，合适的停顿时间使图形衬底上的量子点分布更趋规则化，对量子点的定位生长有积极的影响．     

自组织生长多层垂直耦合InAs量子点的研究

本文报道了关于InAs／GaAs自组织生长多层垂直耦合量子点的研究结果．透射电子显微镜测量显示多层量子点在生长方向上成串排列，有些量子串会发生融和．还有些量子串生长不完全，也就是说包含的量子点个数少于InAs层数，并由此导致多层耦含量子点的光致发光谱具有高能带尾．     

1.3μm自组织InGaAs/InAs/GaAs量子点激光器分子束外延生长

报道了分子束外延生长的1.3μm多层InGaAs/InAs/GaAs自组织量子点及其室温连续激射激光器.室温带边发射峰的半高宽小于35meV,表明量子点大小比较均匀.原子力显微镜图像显示,量子点密度可以控制在(1～7)×1010cm-2范围之内,而面密度处于4×1010cm-2时有良好的光致发光谱性能.含有三到五层1. 3μm量子点的激光器成功实现了室温连续激射.     

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.     

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．     

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.     

InAs自组织生长量子点的空穴俘获势垒

成功地用深能级瞬态谱（ＤＬＩＳ）研究了ｐ 型ＩｎＡｓ 自组织生长的量子点的电学性质,测得２．５ 原子层ＩｎＡｓ 量子点空穴基态能级在ＧａＡｓ 价带底上约０．０９ｅＶ,该量子点在荷电状态发生变化时需要克服一个势垒,俘获势垒高度为０．２６ｅＶ．本工作首次利用ＤＬＴＳ测定了量子点空穴的基态能级和俘获势垒,相信对增加量子点性质的理解会起到有益的帮助     

自组织生长InAs／GaAs量子点的退火效应

通过研究ＧａＡｓ衬底上不同厚度ＩｎＡｓ层光致发光的退火效应，发现它和应变量子阱结构退火效应相类似，ＩｎＡｓ量子点中的应变使退火引起的互扩散加强，量子点发光峰蓝移．量子点中或其附近一旦形成位错，其中的应变得到释放，互扩散现象就不明显了，退火倾向于产生更多的位错，量子点的发光峰位置不变，但强度减弱．     

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。     

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。     

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.     

InAs/GaAs自组装量子点结构的能带不连续量

为确定异质结界面带阶,结合光致发光(PL)谱和深能级瞬态谱(DLTS)测量结果,利用有效质量近似理论,计算得到了InAs/GaAs自组装量子点结构的能带不连续量,其中导带不连续量ΔEc＝0.97 eV,价带不连续量ΔEv＝0.14 eV.     

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。