GaAs基低維應(yīng)變異質(zhì)結(jié)和多周期結(jié)構(gòu)的MBE制備及特性研究.pdf

1、本論文"GaAs基低維應(yīng)變異質(zhì)結(jié)和多周期結(jié)構(gòu)的MBE制備及特性研究”的內(nèi)容包括:MBE系統(tǒng)原理與外延材料的表征方法、InGaAs/GaAs多量子阱的生長與光學(xué)性質(zhì)研究、快速熱退火對(duì)InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱光學(xué)性質(zhì)的影響、應(yīng)變補(bǔ)償技術(shù)在InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱中的應(yīng)用以及多周期結(jié)構(gòu)的性質(zhì)研究等共五個(gè)主要部分。本論文主要研究成果與創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.在InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱生長的研究中,首次采用亞單層交替生長

2、方式生長InGaAs量子阱層,增進(jìn)了量子阱中In組分的均勻分布,提高了PL譜的峰值波長發(fā)光強(qiáng)度；并對(duì)亞單層生長方式對(duì)InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱光學(xué)性質(zhì)的提升進(jìn)行了研究和討論。 2.從實(shí)驗(yàn)和理論上進(jìn)行了InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱的快速熱退火研究,在實(shí)驗(yàn)中同時(shí)觀察到了峰值波長藍(lán)移和紅移的發(fā)生,確定了快速熱退火過程中應(yīng)變弛豫的發(fā)生；通過對(duì)熒光光譜的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,研究了退火過程中的應(yīng)變弛豫對(duì)InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱的

3、光學(xué)性質(zhì)的影響。在理論上提出了處理光致發(fā)光光譜數(shù)據(jù)得到擴(kuò)散激活能的新方法,此方法減少了傳統(tǒng)處理方法的運(yùn)算數(shù)據(jù)量,同時(shí)其結(jié)果與傳統(tǒng)方法得到的結(jié)果也很好一致；研究和討論了擴(kuò)散和應(yīng)變弛豫在快速熱退火過程中各自所起的作用。 3.使用SSMBE技術(shù),進(jìn)行了應(yīng)變補(bǔ)償技術(shù)在InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱中的應(yīng)用研究,得到了具有優(yōu)良室溫發(fā)光特性的多層InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱,其峰值波長的發(fā)光強(qiáng)度相比未采用補(bǔ)償技術(shù)的量子阱有了較大程度提

4、高,同時(shí)其半高寬(FWHM)與相同結(jié)構(gòu)的單量子阱的半高寬非常接近。在此基礎(chǔ)上研究了不同應(yīng)變補(bǔ)償方式--上界面補(bǔ)償、下界面補(bǔ)償和雙界面補(bǔ)償對(duì)應(yīng)變量子阱光學(xué)性質(zhì)的影響,雙晶X射線衍射和光致發(fā)光譜的結(jié)果顯示,雙界面補(bǔ)償?shù)男Ч詈谩?4.進(jìn)行了應(yīng)變補(bǔ)償對(duì)高組分InGaAs/GaAs應(yīng)變量子阱發(fā)光波長的擴(kuò)展研究,得到了發(fā)光波長大于1.1μm的多層應(yīng)變量子阱,In組分約為40％,室溫發(fā)光特性良好。 5.成功地將反射Z掃描技術(shù)應(yīng)用到G