基于图形衬底的InAs/GaAs量子点和量子环液滴外延

液滴外延生长半导体材料是一种较为新颖的MBE生长技术,而图形衬底对液滴外延的影响到目前为止并没有非常详细的研究结果. 作者在GaAs μm级别图形衬底上进行了InAs的液滴外延生长,并在不同结构的图形衬底上得到了不同的InAs量子点和量子环生长结果.基于生长结果,分析了图形衬底对液滴外延的影响和液滴外延下量子点和量子环的形成机制以及分布规律.     

基于图形衬底的InAs/GaAs量子点和量子环液滴外延

液滴外延生长半导体材料是一种较为新颖的MBE生长技术.而图形衬底对液滴外延的影响到目前为止并没有非常详细的研究结果.作者在GaAsμm级别网形衬底上进行了InAs的液滴外延生长,并在不同结构的图形衬底上得到了不同的InAs量子点和量子环生长结果.基于生长结果,分析了图形衬底对液滴外延的影响和液滴外延下最子点和量子环的形成机制以及分布规律.     

用MOCVD在偏(100)GaAs基片上生长空间规则排列的1.3μm InAs量子点

用MOCVD技术在偏(1100)GaAs衬底上生长了发光波长在1.3μm的线状空间规则排列InAs量子点.光致发光实验表明,相对于正(100)衬底,偏(100)GaAs衬底上生长的InAs量子点具有更好的材料质量,光谱有更大的强度和更窄的线宽.为了得到发光波长为1.3μm的量子点,对比研究了不同In含量的InGaAs应力缓冲层(SBL)和应力盖层(SCL)的应力缓冲作用.结果表明,增加SCL中In含量能有效延伸量子点发光波长到1. 3μm,但是随着SBL中In的增加,发光波长变化不明显,并且材料质量明显下降.     

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.     

MBE低温生长GaAs在器件应用上的回顾与新进展

在分子束外延的过程中,使用低温衬底(200-300摄氏度)生长的GaAs(LTG-GaAs)在化学配比,结构和性能上与普通衬底温度(600摄氏度)相比都有着不同的特点,这些差异可以被用来进行各种应用.将就其光电器件、非合金化欧姆接触以及量子点应用进行一些回顾,并说明该材料的一些特殊性能.     

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．     

衬底温度和生长速率对MBE自组织生长In_xGa_(1-x)As/GaAsQD的影响

研究GaAs基InxGa1-xAs/GaAs量子点(QD)的MBE生长条件,发现在一定的/比下,衬底温度和生长速率是影响InxGa1-xAs/GaAsQD形成及形状的一对重要因素,其中衬底温度直接影响着In的偏析程度,决定了InxGa1-xAs/GaAs的生长模式;生长速率影响着InxGa1-xAs外延层的质量,决定了InxGa1-xAs/GaAsQD的形状及尺寸.通过调节衬底温度和生长速率生长出了形状规则、尺寸较均匀的InxGa1-xAs/GaAsQD(x=0.3)     

衬底温度和生长速率对MBE自组织生长InxGa1-xAs/GaAs QD的影响

研究GaAs基InxGa1-xAs/GaAs量子点(QD)的MBE生长条件,发现在一定的Ⅴ/Ⅲ比下,衬底温度和生长速率是影响InxGa1-xAs/GaAsQD形成及形状的一对重要因素,其中衬底温度直接影响着In的偏析程度,决定了InxGa1-xAs/GaAs的生长模式;生长速率影响着InxGa1-xAs外延层的质量,决定了InxGa1-xAs/GaAsQD的形状及尺寸.通过调节衬底温度和生长速率生长出了形状规则、尺寸较均匀的InxGa1-xAs/GaAsQD(x＝0.3).     

半导体量子点最低导带态的量子限制效应

采用最新计算方法和半导体体材料传统量子计算结果,系统研究了14种半导体(Si,Ge,Sn,AlSb,GaP,GaAs,GaSb,InP,InAs,InSb,ZnS,ZnSe,ZnTe,CdTe)的立方量子点,得到了最低导带态的量子限制效应结果,我们把量子点对尺寸的依赖关系分为三类并详细讨论了它们的差别。     

Te掺杂的GaSb材料载流子特性研究

非故意掺杂的GaSb材料呈现p型导电,限制了GaSb材料在InAs/GaSb超晶格红外探测器等领域的应用。探究N型GaSb薄膜电学特性对估算超晶格载流子浓度以及制备超晶格衬底、缓冲层、电极接触层等提供了一定的理论依据。Te掺杂能够以抑制GaSb本征缺陷的方式实现N型GaSb薄膜的制备,利用分子束外延(Molecular Beam Epitaxy,MBE)技术,设置GaTe源温分别为420℃、450℃、480℃,分别在GaSb衬底与GaAs衬底上生长不同GaTe源温度下掺杂的GaSb薄膜,通过霍尔测试探究GaSb薄膜的电学特性。在77 K的霍尔测试中,发现在GaAs衬底上生长的GaSb薄膜均显示为N型半导体,载流子浓度随源温升高而增加。与非故意掺杂的GaSb相比,源温为420℃、450℃时由于载流子浓度增加而导致的杂质散射,迁移率大幅提高,且随温度升高而增加,但在480℃时,由于缺陷密度减小,迁移率大大减小。在GaSb衬底上生长7000  Be掺杂的GaSb缓冲层,再生长5000  Te掺杂的GaSb薄膜。结果发现,由于P型缓冲层的存在,当源温为420℃时,薄膜显示为P型半导体,空穴载流子的存在导致薄膜整体载流子浓度增加,且空穴和电子的补偿作用使迁移率大幅降低。源温为450℃、480℃时,薄膜仍为N型半导体,载流子浓度随温度增加,且为GaAs衬底上生长的GaSb薄膜载流子浓度的2～3倍;迁移率在450℃时最高,480℃时减小。设置GaTe源温为450℃时GaSb薄膜的载流子浓度较高且迁移率较高,参与超晶格材料的制备能够使整个材料的效果最佳。