InGaAs/GaAs应变量子阱固态源分子束外延生长的研究

摘要

本文研究了应用MBE技术生长InGaAs/GaAs应变量子阱作为OPS-VECSEL的有源区，从MBE设备稳定性，结构设计，生长实验，性能测试，以及生长停顿技术等方面进行了优化研究。论文的主要研究内容和研究成果包括：
　　 1．通过对应用不同类型MBE源炉生长980nm InGaAs/GaAs应变量子阱的光致发光光谱的研究，分析锥形炉和Muscle形In炉对分子束的输送差异和稳定性的影响。
　　 2．应用MBE技术外延生长波长为1064nm的OPS-VECSEL芯片材料；对InGaAs/GaAs应变量子阱激光器的激射波长相对应的In组分和阱宽进行了理论分析计算；对样品进行了扫描电子显微镜、光致发光光谱、反射谱、受激发射激光光谱测试和分析，得到了高质量的芯片材料。
　　 3．研究了生长停顿技术在InGaAs/GaAs应变量子阱中的应用。介绍了为了避免在改变生长温度时产生热弛豫的影响而引入的生长停顿；研究了在阱和垒缓冲层界面引入生长停顿对外延质量的影响，通过对PL谱测试比较可以得出引入该生长停顿会改善外延材料的发光质量；讨论了In原子外延停顿对量子阱质量的影响，结果显示：对于980nm的InGaAs/GaAs应变量子阱的生长，采用In原子停顿生长（亚单层生长）比直接淀积的质量要好，前者的PL谱峰强，半高宽窄。但对于1064nm InGaAs/GaAs应变量子阱生长过程中采用In原子停顿生长质量反而变差。可能是由于对于1064nm InGaAs量子阱而言更容易加剧In原子的局域化程度。