论文摘要
应变补偿技术作为提高量子点生长质量的有效手段已越来越受到人们的重视，本文主要研究了GaInP应变补偿层在InAs/GaAs量子点体系中的应用，从理论和实验两个方面分析了应变补偿层对双层量子点的影响作用首先，从理论上分析了InAs/GaAs体系的应力分布，隔离层表面的应力分布是以下层量子点压应变区域为中心的。插入GaInP应变补偿层后，GaInP材料与GaAs衬底所呈的张应变能补偿InAs量子点与GaAs衬底之间的压应变，随着补偿层中Ga组分的增加和补偿层厚度的增加，应变能增大，补偿效果先增强后减弱。其次，制备了单层InAs/GaAs量子点和GaInP体材料。单层量子点的最佳生长温度、时间、Ⅴ/Ⅲ比分别为473℃、5.5s、15，其量子点密度达5.7×1010cm-2，而缺陷密度仅2.0×107cm-2，点的平均直径和高度分别为36nm和5.4nm。对于GaInP体材料，质量较好且符合应变补偿要求的Ga组分有两种，0.566和0.606，其生长温度和Ⅴ/Ⅲ比分别473℃、150和473℃、152，对应的生长速率为2.35/s和1.5/s。再次，制备了应变补偿双层量子点结构。结果表明：1）应变补偿层的使用能提升双层量子点的质量；2）应变补偿层生长温度、厚度、组分不同，补偿效果不同。对于生长温度，保持与量子点生长温度相同，即473℃时效果更好；对于厚度，Ga组分为0.566和0.606的两组样品的最佳厚度分别为1.175nm和1.65nm；对于Ga组分，0.566的样品质量优于0.606的样品，两组中质量最佳样品的量子点密度、缺陷密度、点平均直径、高度分别为7.5×1010cm-2和6.2×1010cm-2、4.0×107cm-2和5.6×107cm-2、29nm和29nm、4.8nm和4.5nm。最后，对所做的工作进行了总结，分析了研究中存在的不足并提出了今后的工作方向。