GaAs基1.55μm波段InAs自组织量子点分子束外延生长.docx

GaAs基1.55μm波段InAs自组织量子点分子束外延生长
近年来，由于其在通信领域的独特性能，InAs自组织量子点在研究中受到了广泛关注。鉴于自组织量子点的红移特性和单色性的优点，被广泛应用于1.55微米波段的光电器件中。本文重点研究了基于GaAs基底上的InAs自组织量子点生长，通过分子束外延技术实现了高质量的生长，进一步提高了自组织量子点的应用性能。
一、InAs自组织量子点
自组织量子点（self-assemblequantumdots,SAQD）是指在外延时由于各种原因形成的沿晶体生长方向自组织的量子点。由于其在尺寸、形貌、分布等方面具有许多特殊的性质，因此被广泛用于各种光电器件中。其中InAs自组织量子点，因其在1.55μm波段拥有最佳的发射特性，成为光通信领域中的热点研究方向。
InAs自组织量子点是由原子分子束外延法（MOLECULARBEAMEPITAXY,MBE）生长的，MBE是一种常用于研制高质量半导体薄膜和器件的分子生长技术，被广泛应用于量子点的生长中，而InAs自组织量子点的生长是通过将材料蒸发在基底表面，使得立方晶系的半导体材料气相蒸发，形成在表面上高度有序、密切排列和分布的小的半导体颗粒而实现的。
二、InAs自组织量子点在光电器件中的应用
1.量子点激光器
InAs自组织量子点在1.55μm波段有原子团密度较高的优点，因此在量子点激光器制备中得到了广泛的应用。与传统的直接式激光器相比，量子点激光器有很好的性能，如低阈值电流密度，高发射功率和快速开关时间等。
2.光探测器
自组织量子点材料在光探测器中发挥着重要的作用。由于其独特的良好的光电学性质，成分单色性以及量子效应的缘故，可以有效地提高光电器件的性能。
三、基于GaAs基底上的InAs自组织量子点的生长
1.分子束外延技术
分子束外延技术是目前生长InAs自组织量子点的一种常用手段，其能够对新型光电器件的发展产生积极的推动作用。
2.高质量量子点的生长
高质量的InAs自组织量子点生长是光电器件研制的关键问题。生长高质量的InAs自组织量子点需要对外延生长条件进行精确的控制，包括生长温度和衬底氮化镓层厚度的控制。
3.生长参数的优化
通过分子束外延技术生长InAs自组织量子点时，生长温度是一个非常重要的因素。在生长过程中，适当降低生长温度，可以有效地减小量子点尺寸分布，改善材料质量。而控制衬底氮化镓层厚度的参数对量子点生长同样至关重要，其中厚的氮化镓层可以促进1.55μm波段的InAs自组织量子点形成。在经过优化后的外延生长条件下，生成的InAs自组织量子点具有很高的质量。
四、结论
本文针对基于GaAs基底上的InAs自组织量子点的分子束外延生长研究，重点探讨了生长温度和衬底氮化镓层厚度对量子点生长质量的影响。对生长过程进行了优化，得到了具有更高质量的InAs自组织量子点。InAs自组织量子点在1.55μm波段的应用领域将会得到进一步拓展，为光电器件的发展提供了更高效的解决方案。