围绕锗基InAs量子点激光器, 开展了激光器腔面失效及再生的研究。研究并分析了灾变性光学镜面损伤产生的机理及其对激光器腔面的影响, 开展了腔面再生研究, 发展了一套创新性的腔面再生工艺并实现了失效的锗基InAs量子点激光器的再生。根据锗基InAs量子点激光器材料结构设计腐蚀工艺, 通过选择性腐蚀在激光器腔面制备出悬臂结构, 采用细针解理使悬臂结构自然解理, 获得新的激光器谐振腔面, 失效激光器重新工作。对比了激光器失效前和再生后的工作性能, 结果表明因灾变性光学镜面损伤而失效的锗基InAs量子点激光器获得全新的谐振腔面, 锗基激光器器件性能和失效前相当。

利用深能级瞬态谱(DLTS)研究了气源分子束外延(GSMBE)生长的InP1-xBix材料中深能级中心的性质。在未有意掺杂的InP中测量到一个多数载流子深能级中心E1, E1的能级位置为Ec-0.38 eV, 俘获截面为1.87×10-15 cm2。在未有意掺杂的InP0.9751Bi0.0249中测量到一个少数载流子深能级中心H1, H1的能级位置为Ev+0.31 eV, 俘获截面为2.87×10-17 cm2。深中心E1应该起源于本征反位缺陷PIn, 深中心H1可能来源于形成的Bi 原子对或者更复杂的与Bi相关的团簇。明确这些缺陷的起源对于InPBi材料在器件应用方面具有重要的意义。

采用气态源分子束外延在InP衬底上生长InAs/InGaAs数字合金应变补偿量子阱激光器.有源区的多量子阱结构由压应变的InAs/In0.53Ga0.47As数字合金三角形势阱和张应变的In0.43Ga0.57As势垒构成.X射线衍射测试表明赝晶生长的量子阱结构具有很高的晶格质量.在100K、130mA连续波工作模式下，激光器的峰值波长达到1.94μm，对应的阈值电流密度为2.58kA/cm2.随着温度升高，激光器的激射光谱出现独特的蓝移现象，这是由于激光器结构中相对较高的内部吸收和弱的光学限制引起最大增益函数斜率降低所导致的.

采用全息光刻和二次显影的方法制备了柱形二维光子晶体.在此过程中, 二维点状的周期结构首先在正性光刻胶上直接形成, 然后经由Si3N4硬掩模转移到衬底材料上.利用二次显影的方法, 曝光强度最强和曝光强度中等区域的光刻胶能够被同时充分显影, 而曝光强度最弱区域的光刻胶则可以完全被保留下来.通过调节入射角, 可以方便地调节二维结构的周期.利用此方法, 在相对较大的面积上制备了不同周期的二维结构, 二维结构具有很好的均匀性和重复性.文章对有关的工艺参数进行了详细讨论.

利用气态源分子束外延, 采用相对较高的1.1%μm-1失配度变化速率, 在InAlAs递变缓冲层上生长了晶格失配度高达2.6%的InP基InGaAs变形晶格探测器结构, 并与采用相同结构而晶格失配度为1.7%和2.1%的探测器样品进行了比较。通过原子力显微镜、X射线衍射、光致发光和器件特性测试对样品进行了表征。结果显示该晶格失配度达2.6%的探测器结构具有较好的表面形貌、较大的晶格弛豫度和理想的光学特性。器件室温截止波长约为2.9μm, 直径为300μm的器件室温下在反向偏压10mV时的暗电流为2.56μA。

采用气态源分子束外延方法生长了三种不同结构的扩展波长(室温下50%截止波长为2.4μm)InxGa1-xAs光电探测器材料,并制成了台面型器件.材料的表面形貌、X射线衍射摇摆曲线及光致发光谱表明,在InAlAs/In-GaAs异质界面处生长数字梯度超晶格可以明显提高材料质量;器件在室温下的暗电流结果显示,直径为300μm的器件在反向偏压为10mV时,没有生长超晶格结构的器件暗电流为0.521μA,而生长超晶格结构的器件暗电流降到0.480μA.同时,在生长InxAl1-xAs组分线性渐变缓冲层之前首先生长一层InP缓冲层也有利于改善材料质量和器件性能.