利用气源分子束外延技术(MBE)制作了GeSi自组装量子点样品。利用原子力显微镜(AFM)和光致荧光(PL)光谱研究了该量子点的形貌和光学性质。气源MBE在较低温度下生长的量子点材料具有较高的量子点覆盖度。200 K以下载流子以局域激子形式束缚在量子点中, 激子束缚能约为17 meV。升温至200 K, 载流子的输运过程发生变化。对量子点PL积分强度与温度关系曲线进行拟合得到量子点中空穴跃迁至浸润层的热激活能为129 meV。

采用两步AlN缓冲层(一层低温AlN和一层高温AlN)在r面蓝宝石衬底上生长了非极性的a面GaN, 并利用高分辨X射线衍射和光致荧光谱对所生长的材料进行了研究。两步AlN缓冲层在我们之前的工作中已被证明比单步高温AlN或低温GaN缓冲层更有利于减小材料各向异性和提高晶体质量, 本文进一步优化了两步AlN缓冲层的结构, 并得到了各向异性更小, 晶体质量更好的a面GaN薄膜。分析表明, 两步AlN缓冲层中的低温AlN层在减小各向异性中起着关键作用。低温AlN层能抑制了优势方向(c轴)的原子迁移, 有利于劣势方向(m轴)的原子迁移, 从而减小了Al原子在不同方向迁移能力的差异, 并为其后的高温AlN缓冲层和GaN层提供“生长模板”, 以得到各向异性更小、晶体质量更好的a面GaN材料。