超宽带inasinp量子点、量子线激光器的研究

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1、邯郸学院本科毕业论文题目超宽带InAs/InP量子点、量子线激光器的研究学生指导教师讲师年级2007级专业物理学二级学院物理与电气工程系（系、部）邯郸学院物理与电气工程系2011年5月郑重声明本人的毕业论文是在指导教师杨新荣老师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。毕业论文作者（签名）：年月日摘要利用固源MBE设备生长出光谱较宽的InAs/InP量子点或量子线材料，对InAs/InAlGaAs/InP(001)体

2、系利用PL（光致发光）谱对其光学特性进行了测试和研究，并对有失配间隔层的样品中所出现的多峰结构进行了表征，对其在15K-50K范围内PL强度随温度增加的奇异现象进行了初步的分析探讨。关键词InAs/InP量子点量子线激光器超宽带IIStudyofInAs/InPquantumdashlasterwithultrawide-gainbandwidthWangWeiDerictedbyLecturerYangXinrongAbstractSelf-assembledInAsquantumwires(dots)havebeengrownonaInPs

3、ubstratebysolid-sourcemolecularbeamepitaxy(SSMBE).Photoluminescencespectrawereinvestigatedinthesenanostructures.Themulti-peakstructureofthesamplewiththelattice-mismatchmatrixlayerwascharacterized.AnanomalousenhancementofPLintensitywasobservedfromInAsnanostructuresgrownonInPs

4、ubstrateusingInAlGaAsasthematrixlayerandtheorigimnofthisphenomenonisdiscussed.KeywordsInAs/InPquantumdots(wires)laserUltra-widebandII目录摘要IABSTRACTII1引言12背景介绍12.1理论原理12.2研究现状及学术价值12.3应用前景23实验23.1样品结构及生长制备23.2PL（光致发光）谱实验结果及分析44结论8参考文献：8致谢10II超宽带InAs/InP基量子点量子线激光器的研究1引言低维半导体材料是

5、目前最活跃的研究领域之一，半导体材料的低维结构包括二维的量子阱(QW)和超晶格(SL)、一维的量子线(QWR)以及零维的量子点(QD)。若是低维半导体材料在一个或多个方向上的尺度与电子的德布罗意波长相当或更小，材料中载流子的运动在这些方向上受到限制，则产生量子尺寸效应。80年代人们就从理论上探讨了低维材料的特性，发现低维材料具有一些优异特性[1-5]，之后的量子阱结构器件的开发与应用有力证实了当初的理论预计的。而量子线、量子点结构，由于其制作工艺比较困难，在结构、性能及器件应用方面仍处于研究阶段。尽管如此，从理论上讲一维材料及零维材料的性能比量

6、子阱材料更具有优越性。90年代，人们开发了一种直接生长无损伤的低维半导体材料和器件的制备方法，人们发现可以利用不同材料的晶格不匹配而产生的应力，通过SK生长模式（Stranski-Krastanow生长模式）来获得无缺陷，无位错，尺寸均匀的量子点（线），即所谓自组装生长量子点（线）的方法。一维材料及零维材料系统的研究成为目前国际上材料研究领域的一大热点。因为在量子点结构中，产生了许多独特的光电性质，如：光吸收、光增益、光反射谱变得更尖锐，激子和杂质的束缚能增大，电子-声子耦合的改进，库仑阻塞效应等等。这些特性使得量子点结构在光电子、微电子领域具

7、有极大的应用潜力[3.6.7]，如更低阈值电流、更高效率及良好的热稳定性的量子点激光器；更高速度的微电子器件（HEMT，FET）；单电子存储器等。特别是，自组织量子线及量子点技术的发展和应用为广泛开发一维和零维的光电器件提供了诱人的前景[8-10]。早在上世纪八十年代Arakawa等[1]人就预言量子点（线）激光器比传统的量子阱激光器具有更低的阈值电流密度，更高的特征温度T，更高的微分增益，更窄的光谱带宽和超快的高频响应等诸多特性[1,2]。这些特性已在GaAs基量子点器件中得到很好的体现。然而，GaAs基上InAs结构材料一般发光波长在1μm

8、左右，很难超过1.3μm，这使其在长波长应用方面受到限制。InP基材料作为半导体领域另一重要体系，以其为衬底的InAs量子线（点）结构可拓宽波长到1.