Growth and characterization of InAs quantum dots with low-density and long emission wavelength

The growth parameters affecting the deposition of self-assembled InAs quantum dots （QDs） on GaAs substrate by low-pressure metal-organic chemical vapor deposition （MOCVD） are reported. The low-density InAs QDs （- 5 × 10^8cm^-2） are achieved using high growth temperature and low InAs coverage. Photoluminescence （PL） measurements show the good optical quality of low-density QDs. At room temperature, the ground state peak wavelength of PL spectrum and full-width at half-maximum （FWHM） are 1361 nm and 23 meV （35 nm）, respectively, which are obtained as the GaAs capping layer grown using triethylgallium （TEG） and tertiallybutylarsine （TBA）. The PL spectra exhibit three emission peaks at 1361, 1280, and 1204 nm, which correspond to the ground state, the first excited state, and the second excited state of the ODs, respectively.     

InP基InGaAlAs/InGaAsSb应变量子阱激光器的子带跃迁计算

采用有效质量模型下的4×4 Luttinger-Kohn哈密顿量矩阵对In0.53Ga0.39Al0.08As/InxGa1-xAs0.9Sb0.1量子阱结构的能带进行了计算。求得了C1-HH1跃迁波长随In组分及阱宽的变化关系,并采用力学平衡模型计算了此应变材料体系在生长时的临界厚度。结果表明,在结构设计和材料生长中采用合适的材料组分和阱宽,在InP基InGaAlAs/InGaAsSb应变量子阱激光器中能够实现1.6～2.5 μm近中红外波段的激射波长。     

Low Density Self-Assembled InAs/GaAs Quantum Dots Grown by Metal Organic Chemical Vapour Deposition

The self-assembled InAs quantum dots （QDs） on GaAs substrates with low density （5×10^8 cm^-2） are achieved using relatively higher growth temperature and low InAs coverage by low-pressure metal-organic chemical vapour deposition. The macro-PL spectra exhibit three emission peaks at 1361, 1280 and 1204nm, corresponding to the ground level （GS）, the first excited state （ES1） and the second excited state （ES2） of the QDs, respectively, which are obtained when the GaAs capping layer is grown using triethylgallium and tertiallybutylarsine. As a result of micro-PL, only a few peaks from individual dots have been observed. The exciton-biexciton behaviour was clearly observed at low temperature.     

基于p-6P异质诱导生长酞菁铜薄膜的NO2传感器

为实现室温下低浓度NO₂气体检测,制作了p-六联苯(p-6P)诱导层的酞菁铜有机薄膜传感器。利用原子力显微镜(AFM)研究了不同沉积速率下p-6P薄膜的生长规律,慢速沉积提供足够的分子扩散时间,利于薄膜横向生长,形成高度低、尺寸大的晶畴。在p-6P薄膜上生长了酞菁铜薄膜,可以清晰看到晶畴上酞菁铜薄膜的有序排列。利用X射线衍射(XRD)仪,阐明了p-6P对酞菁铜薄膜具有很好的诱导效应。通过对比不同沉积速率p-6P薄膜诱导的酞菁铜传感器性能,发现慢速沉积诱导层的酞菁铜器件有高的响应强度和低的回复时间。异质诱导生长的酞菁铜传感器响应强度是直接生长在二氧化硅上的酞菁铜传感器的2倍,回复时间是3.2 min,对浓度为1.0 × 10^-5的NO₂气体灵敏。     

980nm半导体激光器n型波导结构优化

为了提高980nm半导体激光器的输出功率并获得较小的远场发散角,在非对称波导结构的基础上设计了n型波导结构,即在n型波导中引入高折射率的内波导层。采用理论计算和SimLastip软件模拟对常规非对称波导结构和内波导结构进行了研究。利用分子束外延系统生长980nm内波导结构的外延材料,并制作了激光器。对于条宽为100μm、腔长为1000μm的器件,阈值电流为97mA,斜率效率为1.01W/A;当注入电流为500mA时,远场发散角为29°(垂直向)×8°(水平向),与模拟结果相符。理论计算和实验结果表明:较之于常规非对称波导结构,内波导结构可有效降低光场限制因子,提高输出功率,减小远场发散角。     

GaAs半导体激光器线宽展宽因子的理论计算

本文利用简单模型综合考虑了带间跃迁、自由载流子吸收和带隙收缩对半导体激光器线宽展宽因子的影响,给出了半导体激光器线宽展宽因子的一种较为简便的计算方法.首先从理论上推导出线宽展宽因子的计算公式,分析并计算了GaAs半导体激光器的增益特性,并使用MATLAB软件中的Mupad工具包求解费米积分的数值解.然后根据得到的增益拟...     

采用AlSb缓冲层生长2.3μm InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构

针对常见的GaSb衬底的InGaAsSb/AlGaAsSb多量子阱结构进行了设计和外延生长。样品通过X-射线测试,有多级衍射卫星峰出现,表明量子阱结构的均匀性和界面质量较好,引入AlSb缓冲层可以降低衬底与外延层之间的界面自由能,使AlSb起到了一个滤板的作用,抑制了位错的扩散。光荧光谱测试表明,室温下量子阱结构中心发光波长在2.3μm附近。     

InGaAs/GaAs应变量子阱激光器线宽展宽因子的理论研究

详细地介绍了计算线宽展宽因子(α因子)的理论基础及推导过程, 建立了α因子的简便模型. 该模型分别考虑了带间跃迁、带隙收缩和自由载流子效应对α因子的影响, 利用不同载流子浓度下的增益曲线得到光子能量随载流子浓度的变化速率以及微分增益, 进而对α因子进行近似计算. 模拟计算了InGaAs/GaAs量子阱激光器的增益曲线及α 因子的大小, 计算结果与文献报道的实验值相符. 进一步讨论了InGaAs/GaAs量子阱阱宽及In组分对α 因子的影响. 结果表明, α 因子随In组分和阱宽的增加而增加.     

甲胺铅碘前驱体薄膜放置过程中物质结构演变及对后续钙钛矿薄膜的影响

系统研究了甲胺铅碘(MAPbI_3)前驱体薄膜在室温大气中放置过程的物质结构变化过程,发现甲胺铅碘前驱体进一步生成了更多的MAPbI_3钙钛矿,大约220 min后MAPbI_3钙钛矿不再增加而且仍有前驱体。此外还分析了这种结构演变对后续钙钛矿薄膜热退火结果的影响,发现放置后的甲胺铅碘前驱体薄膜退火过程中的X射线衍射强度和紫外-可见吸收均比新制备的薄膜的低,而且通过原子力表面形貌图的对比发现,放置后的薄膜热退火后的薄膜晶体尺寸远小于新制备的甲胺铅碘前驱体薄膜热退火后的晶体尺寸,放置后的薄膜晶体尺寸约为0.2μm,新制备的薄膜晶体尺寸约为1.1μm。主要原因在于:甲胺铅碘前驱体薄膜由于在室温大气中放置过程中多生成了部分甲胺铅碘(MAPbI_3),因此晶体成核数量较多,晶粒数量增加,晶体存在较多缺陷,薄膜结晶度低,所以退火时X射线衍射强度和光谱强度较低,同时晶粒尺寸变小。研究为探讨甲胺铅碘钙钛矿生成机理提供了新的思路和方向,属于甲胺铅碘钙钛矿薄膜性质的基础性研究,对实际生产和工业应用有一定指导意义。     

高密度、长波长InGaAs量子点材料的制备与表征

利用MOCVD外延生长技术, 对InAs/GaAs量子点材料的生长参数进行调节, 获得了高密度(~5×1010 cm^-2)的InAs量子点. 室温荧光光谱表明, 覆盖厚度为5 nm的InGaAs(In组分的摩尔分数为12%)低应变层量子点材料的基态发光波长为1.346 μm, 光谱线宽为24 meV. 研究结果表明, 利用较低温度生长InAs量子点, 结合较高In组分的InGaAs低应变层量子点材料可以实现发光波长红移, 有效地改善材料的光学特性.