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.     

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.     

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。     

InGaAs/InAlAs盖帽层对InAs自组装量子点发光性质的影响

采用变温及时间分辨光致发光谱研究了MBE设备生长的具有不同盖帽层的InAs量子点样品.发现引入InGaAs盖帽层可以使InAs量子点发光的半高宽减小,且向长波长移动.InGaAs/InAlAs联合盖帽层可以进一步改善InAs量子点发光性能,使得室温发光波长超过1.3μm;在10～300K温度范围内,发光峰值能量及半高宽随温度的变化都较小.随温度升高,InAs量子点的发光寿命首先增大,当温度升高到临界温度TC后,发光寿命逐渐减小.但覆盖不同盖帽层的InAs量子点样品,其发光寿命具有不同的温度关系,联合盖帽层样品具有较大的TC及发光寿命.根据应力及载流子迁移模型对以上实验结果进行了分析.     

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.     

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。     

InGaAs/GaAs应变耦合量子阱光学性质的研究

用光荧光和光电流实验方法研究了InGaAs/GaAs应变耦合量子阱的光学性质.实验表明,在耦合阱结构中,势垒愈薄,耦合愈强,其对称态←→对称态所对应的跃迁能量比未耦合阱中n=1重空穴激子跃迁能量降低更甚.实验中还观察到具有不同偏振特性的吸收峰,并根据这一特征指认了轻、重空穴的跃迁.用双阱耦合模型计算了耦合阱结构中受限态之间的跃迁能量,理论与实验符合较好.实验研究也表明,在实验样品的In组分下,轻空穴受限在GaAs阱层中.     

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。     

量子阱无序的窗口结构InGaAs/GaAs/AlGaAs量子阱激光器

对ＳｉＯ２薄膜在快速热退火条件下引起的空位诱导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ应变量子阱无序和ＳｒＦ２薄膜抑制其量子阱无序的方法进行了实验研究。并将这两种技术的结合（称为选择区域量子阱无序技术）应用于脊形波导ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ应变量子阱激光器，研制出具有无吸收镜面的窗口结构脊形波导量子阱激光器。该结构３μｍ条宽激光器的最大输出功率为３４０ｍＷ，和没有窗口的同样结构的量子阱激光器相比，最大输出功率提高了３６％。在１００ｍＷ输出功率下，发射光谱中心波长为９７８ｎｍ，光谱半宽为１．２ｎｍ。平行和垂直方向远场发散角分别为７．２°和３０°     

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.     

InAs量子点低温盖层对其发光特性的影响

采用金属有机物化学气相淀积(MOCVD)技术生长了InAs量子点及不同组分和厚度的量子点低温盖层,采用光致荧光光谱(PL)和时间分辨荧光发射谱(TRPL)研究了量子点在不同低温盖层下的荧光发光性质。对比了常规方法和速率调制外延(FME)法生长GaAs低温盖层的量子点质量,结果表明,FME法生长低温盖层的量子点荧光发射谱光强更强且发光寿命达到0.6ns,明显优于普通方法生长低温盖层的量子点发光寿命。     

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。     

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。     

InAs/GaAs量子点光致发光光谱多峰结构发光本质

研究了InAs/GaAs量子点光致发光光谱中出现的多峰结构.观察到随着激发功率的增加光谱中发光峰的数目逐渐增多并且部分发光峰的峰位随激发功率的增加向高能量方向移动.解释了各发光峰的来源并结合量子点能级结构的特点,计算了量子点中电子和空穴各子带间的能级间距.     

InAs/GaAs量子点光致发光光谱多峰结构发光本质

研究了InAs/GaAs量子点光致发光光谱中出现的多峰结构. 观察到随着激发功率的增加光谱中发光峰的数目逐渐增多并且部分发光峰的峰位随激发功率的增加向高能量方向移动. 解释了各发光峰的来源并结合量子点能级结构的特点,计算了量子点中电子和空穴各子带间的能级间距.     

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.     

自组织生长单层InAs量子点结构中浸润层与量子点发光的时间分辨谱研究

在GaAs(100)的衬底上，采用MBE自组织方法生长了单层层厚分别为2和2．5ML的InAs层。通过原子力显微镜(AFM)观察，证实已在InAs层中形成量子点。采用光致发光谱及时间分辨谱对InAs量子点及浸润层开展研究和对比，分析了单层InAs量子点和浸润层中的载流子迁移过程，较好地解释了实验结果。     

室温全电可操作的InAs/GaAs量子点存储器

报道基于高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的InAs/GaAs量子点存储器,它既可以在室温下工作,又可以完全由栅极电压来控制其存储状态.在室温下通过对InAs/GaAs量子点存储器的延滞回线、偏压降温C-V等特性的实时测试,证明了其存储机理是由量子点层的深能级引起的,而并非是由量子点本征能级的充、放电所造成的.