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InAsP/InP材料覆盖了1-3μm的近红外区域,这使其成为制作该波段光电器件的重要材料。目前InAsP/InP材料已被成功应用于制作短波红外探测器、半导体激光器、光电调制器等多种光电器件。由于没有与InAsP晶格匹配的衬底材料,因而使其应用受到了限制。这就使得研究晶格失配对InAsP材料性能的影响显得极为重要。
本论文主要是利用LP-MOCVD技术,在掺Fe的半绝缘InP衬底上外延生长具有不同As组分的InAsxP1-x外延层,并通过扫描电镜、X.射线衍射、光致发光等方法对外延层样品进行表征和分析。论文主要研究内容包括:
一、不同的生长温度对外延层表面形貌的影响。结果表明:当InAsxP1-x外延层的生长温度为600C时,具有较佳的表面形貌。
二、不同V As/Ⅲ和V P/VAs对InASxP1.x外延层As组分的影响。通过实验得到了生长不同As组分的InAsxP1-x外延层所对应的V As/Ⅲ和Vp/VAS。
三、室温下不同As组分InAsxP1-x外延层的光学特性。随着As组分的增加,外延层与衬底间晶格失配也随之变大,发现这导致了InAsxP1-x外延层的发光峰超低能方向移动。
四、研究了InAsxP1-x外延层变温光致发光特性。观察了外延层价带项轻重空穴带在应力作用下发生的劈裂,发现当As组分确定后,InAsxP1-x外延层的发光峰随着温度的升高超低能方向移动。当温度在100K以下时,我们可观察到两个发光峰,它们是由导带底分别与价带项重空穴带(Ehh)和价带顶轻空穴带(E1h)之间的复合形成。随着温度的升高,由于导带底与价带顶轻空穴带(Elh)之间的复合强度逐渐增加,使导带底与价带顶轻空穴带(Elh)之间的复合的强度远远大于其与价带顶重空穴带(Ehh)的复合的强度,因而低能端的发光峰消失而只能观察到高能方向的发光峰。