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。     

In0.14Ga0.86As/GaAs（4×3）表面的RHEED及STM分析

以在UHV/MBE-STM联合系统上生长的19ML的InGaAs/GaAs样品为研究对象,先在GaAs(001)衬底上外延生长0.37μm的GaAs缓冲层,再外延生长19ML的InGaAs,通过样品生长速率大致确定其组分为In0.14Ga0.86As,通过反射式高能电子衍射(RHEED)及扫描隧道显微镜分析发现其表面主要由占大多数的4×3及少量的α2(2×4)重构混合而成,并用软件模拟RHEED对实验结果进行了验证。     

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。     

间歇式As中断生长InGaAs/GaAs量子点

采用间歇式As中断方法利用分子束外延(MBE)生长了不同厚度的InGaAs量子点,并通过反射式高能电子衍射仪(RHEED)以及扫描隧道显微镜(STM)对其表面进行形貌表征与分析。研究发现间歇式As中断方法有利于改善量子点的均匀性,同时量子点的表面形貌特征由生长温度和沉积厚度决定;量子点沉积厚度越大,量子点面密度越高;在一定生长温度范围内,生长温度越高量子点分布均匀性越强,反之则越弱;研究还发现InGaAs量子点的生长过程中存在3个截然不同的阶段和两种明显的生长模式转变点,3个阶段分别是层状生长阶段、量子点形成阶段和量子点自合并成熟阶段,两种生长模式转变点分别是SK转变和量子点自合并熟化转变。     

InGaAs/GaAs异质薄膜的MBE生长研究

利用分子束外延技术,在GaAs(001)基片上外延InGaAs/GaAs异质薄膜,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,确定薄膜中In/Ga的组分比,并提出控制InGaAs薄膜中In/Ga组分比的生长方法.根据RHEED图像,指出获得的InGaAs薄膜处于(2×3)表面重构...     

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。     

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.     

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)。     

不同应力下的InxGa1-xAs薄膜表面形貌

利用分子束外延技术,通过反射式高能电子衍射仪实时监控InGaAs薄膜生长状况,在InAs(001)基片上生长In0.86Ga0.14As,在GaAs(001)基片上生长In0.14Ga0.86As(厚度均为20原子层)单晶薄膜。采用扫描隧道显微镜对原位退火后的InGaAs样品进行扫描,发现不同组分的InGaAs呈现不同的表面形貌。虽然生长的初始表面都是原子级平坦,但是由于晶格常数差异触发不同类型的表面应力,促使In0.14Ga0.86As/GaAs薄膜中台阶边缘平滑扭曲,而在In0.86Ga0.14As/InAs薄膜表面台阶却呈锯齿状;同时,由于不同类型表面应力的作用,低In组分薄膜形成更多的二维(2D)岛。     

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。