InAs-GaAsSb量子點外延生長與光學特性研究.pdf

1、InAs/GaAs量子點由于發(fā)光波長位于光纖無損窗口中而得到廣泛深入的研究。若將成熟的InAs/GaAs量子點生長工藝和GaAsSb合金結(jié)合起來，充分利用GaAsSb合金禁帶寬度可通過其組分的改變實現(xiàn)較大范圍調(diào)節(jié)的特性，就能給能帶工程帶來更廣闊的發(fā)展空間。本文就 InAs/GaAsSb量子點的分子束外延生長及其發(fā)光特性展開了研究。
　　在GaAs(100)襯底上生長了InAs量子點，利用高能電子衍射對量子點成核長大過程進行了原位監(jiān)

2、測，通過原子力顯微鏡形貌像統(tǒng)計了量子點的尺寸分布，并結(jié)合光致發(fā)光譜數(shù)據(jù)評估了量子點的質(zhì)量。結(jié)果表明，在GaAs襯底上沉積 InAs時，As和In束流等效壓比值為23時，樣品表面會出現(xiàn)尺寸較大的非共格納米島(incoherent nano-island)，而將這一比例降低到10時，該現(xiàn)象消失。在 InAs沉積過程中，分別插入0s、5s、20s的生長中斷，隨中斷時間增長，對應(yīng)量子點的平均高度增加，同時量子點的數(shù)密度略有下降。采用20s生長中

3、斷時，量子點呈現(xiàn)沿表面臺階邊緣的擇優(yōu)分布。優(yōu)化了GaAs(100)襯底上生長InAs量子點的工藝，在 V/III比為10、中斷5s、In束流等效壓101′Torr.條件下得到密度達到388-8μm-2的InAs量子點。其光致發(fā)光譜半高峰寬52 nm，沒有明顯多模跡象，量子點的尺寸分布較為均一。
　　使用Sb浸漬法生長了GaAs/GaAsSb超晶格，以評價GaAsSb外延層的質(zhì)量。XRD分析表明，在 Sb浸漬時間和束流都相同的情況下

4、，在480℃下生長所得的GaAs/GaAsSb超晶格中Sb含量比500℃下得到超晶格更高； Sb浸漬時間和溫度相同、 Sb束流不同的情況下，較大 Sb浸漬束流下得到的GaAs/GaAsSb超晶格中Sb含量更高。這一結(jié)論和光致發(fā)光譜分析結(jié)果一致。透射電鏡衍襯像觀察表明，優(yōu)化后的Sb浸漬工藝制備出的GaAs/GaAsSb超晶格樣品無明顯缺陷。透射電鏡高分辨像觀察表明GaAsSb薄層界面平整度好，Sb置換量在1個原子單層左右。
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