中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
Ⅲ-Ⅴ化合物半导体外延单量子点具有类原子的分立能级结构, 能够按需产生单光子和纠缠多光子态, 而且可以直接与成熟的集成光子技术结合, 因此被认为是制备高品质固态量子光源、构建可扩展性量子网络最有潜力的固态量子体系之一。本综述的重点是介绍高品质单量子点的分子束外延生长及精确调控的方法。首先介绍了晶圆级均匀单量子点的分子束外延生长, 并探讨了调控浸润层态和量子点对称性的生长方法; 接下来概述了利用应变层调控量子点发射波长的方法, 总结了几种常见的电调控单个量子点器件的设计原理; 最后讨论了最近为实现优异量子点光源而开发的液滴外延生长技术。
单量子点 分子束外延 生长调控 S-K模式 液滴刻蚀 单光子源 纠缠光源 single quantum dot molecular beam epitaxy growth modulation S-K mode droplet etching single photon source entangled light source
1 新加坡南洋理工大学 电子与电气工程学院, 新加坡 639798
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
3 中国科学院半导体研究所 半导体超晶格国家重点实验室, 北京 100083
4 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
5 新加坡南洋理工大学 淡马锡实验室, 新加坡 637553
展示了一种低阈值(~131 A/cm2)2 μm InGaSb/AlGaAsSb单量子阱(Single Quantum Well, SQW)激光器, 并对该激光器的理想因子n进行了研究。激光器的总体理想因子n由中央pn结的理想因子n和n型GaSb衬底与n型金属之间形成的整流结的理想因子n两部分组成。当温度从20 ℃升高到80 ℃时, 激光器的总体理想因子n从4.0降低至3.3。该结果与所使用的理论模型以及独立的GaSb材料整流结(pn结、GaSb/金属结等)理想因子n的数值是相吻合的。
半导体激光器 理想因子n 单量子阱 semiconductor laser ideality factor n single quantum well 红外与激光工程
2018, 47(5): 0503001
1 长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 1300222
2 艾强(上海)贸易有限公司, 上海 200052
利用低压金属有机化学气相沉积技术(LP-MOCVD)生长InGaAs/GaAs单量子阱(SQW)，通过改变生长速率、优化生长温度和V/III比改善了量子阱样品的室温光致发光(PL)特性。测试结果表明，当生长温度为600 ℃、生长速率为1.15 μm/h时，生长的量子阱PL谱较好，增加V/III比能够提高量子阱的发光强度。实验分析了在不同的In气相比条件下，生长速率对量子阱质量的影响，利用模型解释了高In气相比时，随着生长速率增加PL谱蓝移现象消失的原因。
薄膜 金属有机化学气相沉积 InGaAs/GaAs单量子阱 生长速率 生长温度 光致发光 光学学报
2014, 34(11): 1131001
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广东 广州 510275
2 厦门大学物理系半导体光子学研究中心, 福建 厦门 361005
通过室温下的时间积分光致发光(PL)谱，研究了阱宽Lw渐变的ZnO/Mg0.1Zn0.9O单量子阱在高激发强度下的能带重正化与阱宽的关系。实验中光生载流子浓度为n=1.6×1014 cm-2，在Lw从2.3 nm渐变到4.3 nm，PL谱峰位的红移量从5.9 meV变化到97.1 meV。红移量随阱宽增大而增加，但增加率却逐渐减少。当Lw>2αB(αB，ZnO体材料激子玻尔半径，约为2 nm)时，红移量逐渐呈现出饱和的趋势(100 meV)。研究发现峰位的红移是由于多体效应所导致的能隙收缩以及在高的激发强度下带内填充效应的这两种机理相互竞争的结果。
半导体光学 能隙重正化 光致发光 单量子阱
南开大学物理科学学院光子学中心, 天津 300071
采用分子束外延方法制备了InGaAs/GaAs单量子阱, 利用自组装的光致荧光探测系统, 对其进行了光致荧光谱研究。考察了不同温度下荧光峰波长、峰形的影响。研究结果表明: 高温时荧光主要是源于带—带间载流子跃迁, 而在低温时则来源于束缚在量子阱中激子的跃迁。
单量子阱 光致荧光 Single-quantum well Photoluminescence spectra
1 河北工业大学信息学院微电子所,天津,300130
2 中国电子科技集团公司第十三研究所,石家庄,050021
利用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)技术生长了InGaAs/GaAs分别限制应变单量子阱激光器工作物质.利用它制成半导体激光器线阵列,其峰值波长为900nm,光谱半高全宽小于4nm,在脉宽1000μs、13Hz的输入电流抽运下,输出峰值功率接近60W(室温,电流87A),斜率效率为0.64W/A.
金属有机化合物气相淀积(MOCVD) 半导体激光器阵列 分别限制结构 单量子阱
1 中国科学院激发态物理开放实验室, 长春 130021
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130021
3 长春光学精密机械学院高功率激光国防重点实验室, 长春 130022
4 Astronomy and Physics Department, Cardiff University, UK
研究了用MOCVD方法生长的InGaAs/AlGaAs单量子阱(SQW)激光器阈值、温度依赖特性及光增益谱。在300 Κ下2000 μm腔长的激光器的激射阈值电流密度为200 A/cm2。在250 Κ到400 Κ范围内, 激光器表现出很好 的激射阈值温度稳定性,其阈值电流密度特征温度为179 Κ。在160～220 Κ范围内激光器的阈值电流随温度升高而减小,表现出负特征温度现象。
单量子阱 负特征温度 低阈值电流密度 光增益
研究了应变单量子阱势阱宽度的计算方法，为应变单量子阱的设计提供了理论依据。对于确定的材料组份，根据应变理论及有限深势阱的处理方法，系统地计算了980 nm应变单量子阱宽度，理论计算与实验结果相吻合。
应变层 半导体激光器 单量子阱
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 瑞士联邦洛桑理工学院微光电子学研究所, 1015 洛桑
本文介绍了用分子束外延法制作的梯度折射率分别限制式单量子阱GaAs/AlGaAs半导体激光器。该器件具有较低的阈值电流密度和单模运转特性,连续输出功率可达55 mW。
单量子阱 分子束外延
