三个具有不同量子阱宽度的GaAs/AlAs多量子阱结构样品通过分子束外延生长设备生长在半绝缘的(100)p-型GaAs衬底上, 并且在量子阱层结构的生长过程中, 在GaAs阱层中央进行了Be受主的δ-掺杂。基于这3个结构样品, 通过光刻技术和半导体加工工艺制备了相应的两端器件。在4~200 K的温度范围内, 我们分别测量了器件的电流-电压特征曲线, 清楚地观察到了重、轻空穴通过δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱结构的共振隧穿现象。发现随着GaAs量子阱层宽的逐渐减小, 轻空穴的共振隧穿峰向着高电压方向移动, 这个结果和通过AlAs/GaAs/AlAs双势垒结构模型计算的结果是一致的。然而, 随着测量温度的进一步升高, 两个轻空穴共振峰都朝着低电压的方向移动, 并且在150 K温度下, 其中一个共振遂穿峰表现为一种振动模式。

在15 nm GaAs/5 nm AlAs单量子阱的GaAs阱层中间，分别进行不同浓度剂量的铍受主的δ-掺杂。铍受主在量子阱层中的扩散浓度分布，由扩散方程数值解出。高温下扩散在GaAs阱层中的Be受主将发生电离，成为带负电荷的受主离子，同时也向量子阱价带的子带中引入空穴。带负电荷的扩散受主离子和价带子带中的空穴，它们都是带电粒子在GaAs阱层中按库伦定律激发电场。相比较而言，对于无掺杂同结构量子阱，在空穴的薛定谔中增加了一个额外的微扰势，从而使无掺杂的量子阱价带的子带有所改变。在有效质量和包络函数近似下，通过循环迭代方法,数值求解了既满足薛定谔方程又满足泊松方程的空穴波函数，找出了自洽、收敛的空穴子带的能量本征值。计算发现考虑到这种额外微扰势，重空穴基态子带hh的能量有一个电子伏特变化，并且随着掺杂受主剂量的增加，重空穴基态子带hh向着价带顶红移，计算结果与实验测量符合得很好。

使用分子束外延生长设备, 在GaAs (100)衬底上生长了量子阱宽度为3 nm的GaAs/AlAs多量子阱样品, 并在量子阱层中央进行了Be受主的δ-掺杂。根据量子限制受主从束缚态到非束缚态之间的跃迁, 设计并制备了δ-掺杂Be受主GaAs/AlAs多量子阱太赫兹光探测器原型器件。在4.2 K温度下, 分别对器件进行了太赫兹光电流谱和暗电流-电压曲线的测量。在6 V直流偏压下, 空穴载流子沿量子阱层方向输运。当正入射激光频率为6.8 THz时, 器件响应率为2×10-4 V/W(2 μA/W)。通过器件的暗电流-电压曲线计算了器件全散粒噪声电流,在4.2 K、6 V直流偏压下, 全散粒噪声电流为5.03 fA·Hz-1/2。

通过显微拉曼(Raman)光谱仪,对一系列δ掺杂GaAs/AlAs量子阱中浅受主铍(Be)原子能级间跃迁进行了研究.实验样品是利用分子束外延技术生长在GaAs衬底(100)面上的GaAs/AlAs多量子阱,阱宽范围从30到200,并在阱中央进行了受主Be原子的δ掺杂.在4.2K液氦温度下,对样品进行了Raman光谱测量,并与光致发光(PL)光谱进行了对比,清楚地观测到了受主原子从基态能级1S3/2(Γ6)到第一激发态能级2S3/2(Γ6)之间的跃迁.根据量子力学中的变分原理和打靶法算法,计算了量子阱中类氢受主Be原子1s到2s能级间跃迁能量,并和实验结果进行了比较.计算结果表明,受主1s到2s能级间跃迁的能量随量子阱宽度减小而单调增加,并且与实验结果符合较好.