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。     

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.     

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.     

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.     

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。     

不同厚度GaAs覆盖层对自组织生长InAs量子点退火效应的影响

本文利用光致发光测量了不同厚度GaAs覆盖层对自组织生长InAs量子点退火效应的影响．退火使量子点发光峰蓝移，发光强度减弱．深埋的量子点承受更大的应变，应变使退火引起的互扩散加强．GaAs盖层越厚，量干点的互扩散越明显，发光峰蓝移越显著，并由此导致了发光峰半高宽的不同变化．     

内嵌自组装InAs量子点调制掺杂场效应管的光电特性

研究了阱中生长自组装InAs量子点的光谱特性，获得了室温1.265μm近红外荧光发光，探讨了与量子点尺寸分布相关的发光峰随温度的超常红移现象. 制备了内嵌InAs量子点的异质结调制掺杂场效应晶体管，获得了高耐压的场效应器件电学特性，并有望制成新型红外光电探测场效应管.     

InAlAs/InGaAs复合限制层对InAs量子点发光性质的影响

系统研究了InAlAs/InGaAs复合限制层对InAs量子点光学性质的影响;发现InAs量子点的基态发光峰位、半高宽以及基态与第一激发态的能级间距都强烈地依赖于InAlAs薄层的厚度和In的组分;得到了室温发光波长在1.35μm,基态与第一激发态的能级间距高达103 meV的InAs量子点的发光特性。这一结果对实现高T_0的长波长InAs量子点激光器的室温激射具有重要意义。     

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．     

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.     

金属有机物化学气相沉积GaAs／Si外延层中1.13eV发光带特性研究

用不同温度和激发强度下的近红外光致发光研究了金属有机物化学气相沉积方法在Ｓｉ衬底上生长的ＧａＡｓ外延层中的１．１３ｅＶ发光带的发光特性，表明此发光带为施主－受主对复合发光．根据１．１３ｅＶ发光带的峰值能量和发光强度随温度和激发强度的变化关系，确定施主和受主的束缚能分别为５和２９５ｍｅＶ，并证实ＧａＡｓ／Ｓｉ外延层中的１．１３ｅＶ发光为硅施主－镓空位受主对的复合发光．     

内嵌自组装InAs量子点调制掺杂场效应管的光电特性

研究了阱中生长自组装InAs量子点的光谱特性,获得了室温1.265μm近红外荧光发光,探讨了与量子点尺寸分布相关的发光峰随温度的超常红移现象.制备了内嵌InAs量子点的异质结调制掺杂场效应晶体管,获得了高耐压的场效应器件电学特性,并有望制成新型红外光电探测场效应管.     

内嵌自组装InAs量子点调制掺杂场效应管的光电特性

研究了阱中生长自组装InAs量子点的光谱特性,获得了室温1.265μm近红外荧光发光,探讨了与量子点尺寸分布相关的发光峰随温度的超常红移现象.制备了内嵌InAs量子点的异质结调制掺杂场效应晶体管,获得了高耐压的场效应器件电学特性,并有望制成新型红外光电探测场效应管.     

InGaAs/GaAs量子阱中自组装InAs量子点的光学性质

在InGaAs/GaAs量子阱中生长了两组InAs量子点样品,用扫描电子显微镜(SEM)测量发现,量子点呈棱状结构,而不是通常的金字塔结构,这是由多层结构的应力传递及InGaAs应变层的各向异性引起的.采用变温光致发光谱(TDPL)和时间分辨谱(TRPL)研究了其光致发光稳态和瞬态特性.研究发现,InGaAs量子阱层可以有效地缓冲InAs量子点中的应变,提高量子点的生长质量,可以在室温下探测到较强的发光峰.在量子阱中生长量子点可以获得室温下1 318 nm的发光,并且使其PL谱的半高宽减小到25 meV.     

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。     

CdTe／Cd_（1－x）Mn_xTe：In应变层量子阱的光荧光光谱

报道了ＭＢＥ生长的ＣｄＴｅ／Ｃｄ１－ｘＭｎｘＴｅ：Ｉｎ调制掺杂应变层多量子附材料的光荧光光谱，低温下观察到一个由多电子－单个空穴散射引起的很强的费密边奇异的发光现象，对应于费密边能量位置发光峰有一个很强的增加，使整个发光锋具有明显的非对称性．分析讨论了引起费密边奇异现象的物理机制，测量了７７Ｋ下ＣｄＴｅ／Ｃｄ１－ｘＭｎｘＴｅ：Ｉｎ样品的调制光谱，与荧光光谱进行了比较，结果进一步支持了本文的结论．还测量了费密迪奇异随温度的变化，结果表明此现象在Ⅱ—Ⅵ族半导体多量子附材料中比Ⅲ─Ｖ族材料强得多．     

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.     

CdTe单晶中主要中性受主束缚激子起因的研究

本文使用高纯度和高品位的单晶材料,通过Ｃｕ掺杂和退火实验,利用光致发光研究了ＣｄＴｅ发光光谱中１．５８９６ｅＶ处的主要中性受主束缚激子发光的起因．结果表明,该发光峰实际上是由能量极其相近的两个发光峰构成．它们具有两个起因,其中能量较低的一个是ＣｕＣｄ,另一个与Ｃｄ空位ＶＣｄ有关．     

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。