Stable Temperature Characteristics of InAs/GaAs Quantum Dots at Long Wavelength Emission

The time-resolved photoluminescence and steady photoluminescence (TRPL and PL) spectra on self-assembled InAs/GaAs quantum dots (QDs) are investigated. By depositing GaAs/InAs short period superlattices (SLs), 1. 48 μtm emission is obtained at room temperature. Temperature dependent PL measurements show that the PL intensity of the emission is very steady. It decays only to half as the temperature increases from 15 K to room temperature, while at the same time, the intensity of the other emission decreases by a factor of 5 orders of magnitude. These two emissions are attributed to large-size QDs and short period superlattices (SLs), respectively. Large-size QDs are easier to capture and confine carriers,which benefits the lifetime of PL, and therefore makes the emission intensity insensitive to the temperature.

分子束外延生长的InAs/GaAs自组织量子点发光特性

研究了分子束外延生长的覆盖了1nm的InxAl1-xAs(x=0.2,O.3)和3nm的Ino2Gao8As复合应力缓冲层InAs/GaAs自组织量子点(QD)光致发光(PL)特性.加InAlAs层后PL谱红移到1.33μm,室温下基态和第一激发态间的跃迁能级差增加到86meV.高In组份的InAlAs有利于获得较长波长和较窄的半高宽(FWHM).对于覆盖复合应力缓冲层的QD不会使波长和FWHM发生显著变化,但可以使基态和第一激发态间的能级差进一步增大.这些结果归因于InAlAs能够有效的抑制In的偏析,减少应力,使QD保持较高的高度.同时,由于InAlAs具有较高的限制势垒,可以增加基态和第一激发态间的能级差.

InP基多周期InAs/InAlGaAs量子点阵列的结构和光学性质

在InP(001)衬底上使用分子束外延技术自组织生长了多周期InAs/InAlGaAs量子点阵列结构.根据对透射电镜和光致发光谱结果的分析,认为引入与InP衬底晶格匹配的InAlGaAs缓冲层可以获得较大的InAs量子点结构,而InAlGaAs层的表面特性对InAs量子点的结构及光学性质有很大影响.对InP基InAlGaAs缓冲层上自组织量子点的形核和演化机制进行了探讨,提出量子点的演化过程表现为量子点的合并长大并伴随着自身的徙动,以获得能量最优的分布状态.

利用GaAs基上InGaAs应变层制备有序排列的InAs量子点

在GaAs基In x Ga1-xAs( x =0.15)应变层上生长了InAs 量子点(QD)层,通过分析各层之间的应力状况和位错的演变过程,配合生长过程中对反射式高能电子衍射仪(RHEED)实时监测,并观察生长后的表面形貌,发现可以通过控制应变层厚度来控制应变层表面布纹结构的宽度,而且在应变层厚度低于位错增殖的临界厚度时布纹宽度较窄.如果同时控制QD层在刚刚出点,则QD主要沿着较窄的布纹结构排列,从而得到有序排列的QD.

InAs/GaAs柱形岛的制备及特性研究

利用固源分子束外延(MBE)的方法经SK模式自组装生长由多层InAs/GaAs量子点组成的柱形岛.具体分析了GaAs间隔层厚度,生长停顿时间以及InAs淀积量对发光峰波长的影响.原子力显微镜(AFM)结果显示柱形岛表面的形状和尺寸都比较均匀;室温下不同高度的柱形岛样品的发光波长分别达到1.32和1.4μm,而单层量子点的发光波长仅为1.1μm,充分说明了量子点高度对发光波长的决定性影响,这为调节量子点发光波长提供了一种直观且行之有效的方法.

自组织生长单层InAs量子点结构中浸润层与量子点发光的时间分辨谱研究

在GaAs(100)的衬底上，采用MBE自组织方法生长了单层层厚分别为2和2．5ML的InAs层。通过原子力显微镜(AFM)观察，证实已在InAs层中形成量子点。采用光致发光谱及时间分辨谱对InAs量子点及浸润层开展研究和对比，分析了单层InAs量子点和浸润层中的载流子迁移过程，较好地解释了实验结果。

InP(001)基衬底上自组织生长InAs量子点（线）的光学性质研究

在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长InAs纳米结构材料,通过衬底的旋转与否及混合生长模式,得到了两种InAs量子点和量子线，并研究了量子点、线的光学性质。结果表明，两种方式都可生长出较强发光的量子点(线)；由量子点排列构成的量子线的光致发光光谱呈现出多峰结构，分析和理论计算表明这是InAs量子线上各量子点在垂直方向上不同高度分布和非连续性而造成的。

自组织生长InAs量子点的发光性质研究

通过对加InGaAs自组织生长量子点的变温光致发光谱以及时间分辨谱的研究，发现低温下量子点的发光强度和光生载流子的寿命不变；中间温度区载流子寿命随温度升高而变大；更高温度时，发光强度和载流子寿命均随温度升高而快速下降。

InAs/GaAs单电子量子点量子比特的失相率

在有效质量包络函数理论近似下，计算了InAs/GaAs量子点的参数相图，确切定义了InAs/GaAs量子点的参数的范围，使得该量子点能作为二能级量子系统用于量子计算；发现静电场能够有效延长消相干时间，当外加静电场超过20kV/cm时，消相干时间能够达到毫秒量级。这些结果有助于未来实现固态量子计算。

1.55μm波长发光的自组织InAs量子点生长

通过引入较长停顿时间，采用分子束外延循环生长方法在350℃低温获得了一种横向聚合的InAs自组织量子点，在荧光光谱中观察到1.55μm波长的发光峰。通过AFM和PL谱的联合研究，表明此低温循环生长方法有利于在长波长发光的量子点的形成。

1.3微米发光自组织InAs/GaAs量子点的电致发光研究

用优化的MBE参数生长了1.3μm发光的InAs/GaAs量子点材料，并制成发光二极管，对不同温度和有源区长度下样品的电致发光谱进行了细致的研究。观察到两个明显的电致发光峰，分别对应于量子点基态和激发态的辐射复合发光。实验表明，由于能态填充效应的影响，适当增大量子点发光器件有源区长度，更有利于获得基态的光发射。这个结果提供了一种控制和调节InAs/GaAs量子点发光二极管和激光器的工作波长的方法。

InAs自组织量子点（线）的制备和表征

在InP(001)基衬底上用分子束外延方法生长了InAs纳米结构材料，通过改变生长方式，得到了InAs量子点和量子线。根据扫描电镜和透射电镜观测结果的分析，认为衬底旋转时浸润层三角形状的台阶为InAs量子线的成核提供了优先条件，停止衬底旋转时InAlAs缓冲层沿[1(1-bar)0]方向分布的台阶促使InAs优先形成量子点。讨论了量子点和量子线的形成机量。

不同组分In_xGa_(1-x)As(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的影响

研究了不同In组分的In_xGa_(1-x)As(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的结构及发光特性的影响。透射电子显微镜和原子力显微表明，InAs量子点在InGaAs做盖层时所受应力较GaAs盖层时有所减小，并且x=0.3时，InGaAs在InAs量子点上继续成岛。随x值的增大，量子点的光荧光峰红移，但随温度的变化发光峰峰位变化不明显。理论分析表明InAs量子点所受应力及其均匀性的变化分别是导致上述现象的主要原因。

GaAs（311）A衬底上自组装InAs量子点的结构和光学特性

于2010-11-23批量导入

自组织生长InAs/GaAs量子点发光动力学研究

介绍了最新发展的粒子数混合超快光谱测量技术，以及采用该技术对自组织生长InAs/GaAs量子点发光动力学的研究结果。实验发现，自组织InAs/GaAs量子点结构的发光寿命大约为1ns，与InAs层厚度关系不大；激子寿命与温度有一定的关系，但没有明显的实验证据表明与量子点的δ态密度有关；用粒子数混合技术，实验上可直接观察到量子点中载流子在激发态能级的态填充过程。