【摘 要】
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该文对分子束外延生长的InAs/GaAs自组装量子点的结构和光学性质进行了系统的研究.第一、利用原子力显微镜考察了不同生长条件(砷压、衬底温度、沉积厚度等)下在GaAs表面生长
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该文对分子束外延生长的InAs/GaAs自组装量子点的结构和光学性质进行了系统的研究.第一、利用原子力显微镜考察了不同生长条件(砷压、衬底温度、沉积厚度等)下在GaAs表面生长的InAs量子点的结构(密度、平均高充、平均横向宽度等)特性.实验发现在高砷压下(1.0×10<-5>Torr或更高)InAs/GaAs量子点的生长模式与较低砷压下量子点生长模式有所不同.在高砷压下,当InAs沉积厚度超过临界厚度时,出现无规则形状的、应变驰像了的InAs三维岛状结构.当继续增加沉积厚度达到一定值时,就出现了InAs量子点.这一过程与砷压的大小、衬底温度的高低有直接的关系.第二、使用光电流谱、光致发光谱和电调制反射谱研究了电场作用下GaAs PIN结构中InAs多层量子点的光学性质.利用电调制反射谱研究了量子点的跃迁能量随电场的变化关系.结果显示,当电场从105kV/cm增加到308kV/cm时,由于量子限制Stark效应量子点内存在内建的电偶极矩,其方向由量子点顶端指向底部,偶极的数值p=6.4×10<-29>C·m,由此推出量子点中电子和空穴分离的等效距离r=0.4nm.第三、利用非掺杂-n型掺杂GaAs结构和无接触电调制反射谱研究了GaAs表面的InAs量子点对GaAs表面费米能级的影响.实验结果表明,沉积厚度为1.6ML的InAs量子点覆盖的GaAs与自然氧化GaAs表面有相同的费米能级钉扎位置.当沉积厚度大于1.6ML时,样品的表面费米有级相对于自然氧化表面向价带边移动了约70meV.这一实验结果解释为在GaAs禁带内浸润层相关的表面态与量子点相关的表面态有着不同的分布.
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