PDF《As 压调制的 InAlAs 超晶格对 InAs 纳米结构形貌的影响》

As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构形貌的影响 杨新荣 周晓静 王海飞 郝美兰 谷云高 赵尚武 徐波 王占国 Effect of As pressure-modulated InAlAs superlattice on the morphology of InAs nanostructures grown on InAs/InAlAs/InP Yang Xin-Rong Zhou Xiao-Jing Wang Hai-Fei Hao Mei-Lan Gu Yun-Gao Zhao Shang-Wu Xu Bo Wang Zhan-Guo 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 64,

068101 (2015) DOI: 10.

7498/aps.64.068101 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.64.068101 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2015/V64/I6 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in CdTe量子点铜酞菁复合体系荧光共振能量转移的研究 Fluorescence resonance energy transfer between CdTe quantum dots and copper phthalocyanine 物理学报.2015, 64(4):

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216802 http://dx.doi.org/10.7498/aps.61.216802 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 64, No.

6 (2015)

068101 As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构 形貌的影响? 杨新荣1)? 周晓静1) 王海飞1) 郝美兰1) 谷云高1) 赵尚武2) 徐波3) 王占国3) 1)(邯郸学院物理与电气工程系, 邯郸 056005) 2)(中国科学院电工研究所, 北京 100080) 3)(中国科学院半导体研究所, 半导体材料重点实验室, 北京 100083) (

2014 年7月8日收到;

2014 年10 月22 日收到修改稿 ) 利用固源分子束外延设备生长出 InAs/InAlAs/InP(001) 纳米结构材料, 探讨了 As 压调制的 InAlAs 超晶 格对 InAs 纳米结构形貌的影响. 结果表明, As 压调制的 InAlAs 超晶格能控制 InAs 量子线的形成, 导致高密 度均匀分布的量子点的生长. 结果有利于进一步理解量子点形貌控制机理. 分析认为, InAs 纳米结构的形貌 主要由 InAlAs 层的各向异性应变分布和 In 吸附原子的各向异性扩散所决定. 关键词: InAlAs超晶格, InAs纳米结构形貌, As压调制 PACS: 81.07.Ta, 81.07.Vb, 81.05.Ea DOI: 10.7498/aps.64.068101

1 引言早在20 世纪80 年代Arakawa 和Sakaki [1] 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

0、 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. 这些特性已在 GaAs 基量子点器件中 得到了很好的体现 [2,3] . 然而, GaAs基上InAs结构 材料一般发光波长在

1 ?m 左右, 很难超过 1.3 ?m, 这使其在长波长应用方面受到限制. InP 基材料 作为半导体领域的另一重要体系, 以其为衬底的 InAs 量子线 (点) 结构可拓宽波长到 1.55 ?m 以上. 长波长器件可用于光纤通信、 分子光谱学及大气 遥感等领域. 因此, InP 基材料及器件研究成为 近年研究的一大热点. In0.52Al0.48As 作为一种与 InP 晶格相匹配半导体化合物, 由于 InAlAs 缓冲 层上的自组装 InAs 纳米结构允许垂直入射子带间 跃迁引起的吸收 [4] , 有利于实现新型的量子点红外 探测器 [5] , 因此, 经常被用作 InP 衬底上的缓冲层. 然而, 对于 InAs/InAlAs/InP 系统, 由于 InAlAs 合 金互溶性较差, 容易发生相分离 [6,7] 以及 InP 基InAs纳米结构材料生长时驱动力较小 (晶格失配为 3.2%) 等因素, InAs/InAlAs/InP 纳米结构材料的 自组装生长过程变得更为复杂, 其形貌控制也更 加困难, 量子点和量子线都有可能形成 [8,9] . 我们 知道, 对于器件应用, 为了能够充分应用纳米结构 的光学和电学性质, 精确掌控纳米结构的尺寸、 形 状和分布是非常重要的. 分子束外延 (MBE) 法生 长III-V 族材料时, As 压是一个非常关键的因素, 它的大小影响 III-V 族材料的表面再构, 从而影响 InAs 纳米结构的尺寸、 形状和分布, 进而影响纳米 结构材料的光学和电学特性. 本文主要分析不同周 ? 国家自然科学基金 (批准号: 60990315), 河北省科学技术研究与发展指导 (批准号: Z2010112)、 河北省科技支撑计划 (批准号: 10213936, 10213938) 、 河北省自然科学基金 (批准号: E2012109001)、 邯郸市科学技术研究与发展计划 (批准号: 1121120069-5, 1121103183) 和河北省邯郸学院博士科研启动经费项目 (批准号: 2009002, 2010005, 2010007) 资助的课题. ? 通信作者. E-mail: [email protected] ?