MBE生长GaAs／AIGaAs量子阱材料结构及其光学性能研究.PDF

《半导体光 电~2015年 10月第 36卷第 5期 张 丹： MBE生长GaAs／A1GaAs量子阱材料结构及其光学性能研究 MBE生长 GaAs／AIGaAs量子阱材 料结构及其光学性能研究 张 丹 ，李 明 ，高立 明 ，赵连城 (1．上海交通大学 材料科学与3-程学院，上海 200240；2．哈尔滨 I-业大学 光电信 息材料与量子器件系 ，哈尔滨 150001) 摘 要 ： 系统研究了I类组分量子 阱结构材料 GaAs／A1GaAs的结构设计、材料表征及光学 性能。利用分子束外延 (MBE)技术生长量子阱材料，原子力显微镜 (AFM)测量结果表明样品表面 粗糙度达到 10叫 am 数量级 。X射线双 晶衍射测试结果显示材料具备 良好 的生长质量及 晶格 完整 性。室温光致发光谱探测出量子阱导带电子与价 带轻重空穴的复合发光 ，及施主一受主 (D—A)能级 间距与 GaAs禁带宽度。综合分析结果表 明用 MBE方法制备 实现 了与设计结构高度相符 的 GaAs／Al。．zGa。．。As量子 阱样品，为后期器件设计的精确实现提供 了理论依据 。 关键词 ： 量子阱；GaAs／A1GaAs；材料表征 ；光学性能 中图分类号 ：TN362 文献标识码：A 文章编号：1001—5868(2015)05—0765—04 StudyonStructureandOpticalPropertiesofGaAs／AIGaAsQuantumWellMaterialGrownbyMBE ZHANG Dan ，GAO Liming ，ZHAO Liancheng。 (1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，CHN；2．Departmentof InformationMaterialsScienceandTechnology，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001) Abstract： Thestructuredesign，materialcharacterizationand opticalpropertiesofI—kind GaAs／A1GaAsquantum wellmaterialwereinvestigated．Thequantum wellmaterialwasgrown bymolecularbeam epitaxy(MBE)，and atomicforcemicroscope (AFM ) testing showsthe magnitudeofroughnessreachesup to lO～ nm．X—ray double crystaldiffraction testingresult showsitownshigh growing quality and structure integrity．Room photoluminescence(PL) detectsthebandgapofGaAsandtheenergy levelspacingofdonor—acceptor(I)_A)．Theresults show thestructureparametersofspecimen grownbyMBE areconsistentwiththedesign values SOthataccuratephotoelectronicdevicescanbeachieved． Keywords： quantumwel1；GaAs／A1GaAs；materialcharacterization；opticalproperties 0 引言 着半导体器件 的设计与制造思路从过去的 “杂质工 程”到 “能带工程”的转变 ，促生 了以 “电学和光学特 自2O世纪 6O～70年代 ，超晶格量子阱概念被 性可裁剪”为基础的新领域 ，推动了以半导体激光器