InGaAs/GaAs量子阱光致发光谱研究

摘要

本论文“InGaAs/GaAs量子阱光致发光谱研究”的主要内容有三部分。包括：1.量子阱结构特点,分子束外延系统制备材料方法以及荧光光谱原理介绍：2.自组装荧光光谱实验光路系统介绍及各部分对测量效果的影响；3.通过荧光光谱实验研究不同结构InGaAs/GaAs量子阱材料荧光谱,改变测量温度分析荧光谱变化。通过对材料的荧光光谱测量并结合理论分析,本文取得的主要研究成果如下： 1.从量子阱结构出发建立模型,计算出InGaAs/GaAs单量子阱中电子能级随势阱宽度以及In组分含量变化关系。并通过自组装的荧光测量系统从实验中得到证实。 2.研究了InGaAs/GaAs单量子阱荧光峰随温度变化特性。通过实验谱图和理论分析。提出在不同测量温度下,荧光产生的机制有差别：低温下荧光峰主要来源于激子的跃迁；在常温下则是带-带间载流子跃迁。 3.研究了快速热退火处理后材料荧光峰的变化。由实验结果分析推断出热退火工艺改变了量子阱的能带结构。造成荧光峰位和荧光强度的变化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

第一节引言

第二节论文研究主要内容

1.2.1论文研究目的

1.2.2论文研究主要内容

第三节应变量子阱材料研究意义

第二章InGaAs/GaAs量子阱及PL谱测量原理

第一节量子阱结构

2.1.1半导体量子阱基本性质

2.1.2二维体系电子态密度

2.1.3量子尺寸效应

2.1.4 InGaAs/GaAs量子阱研究的用途

第二节InGaAs/GaAs量子阱MBE生长方式

2.2.1分子束外延(MBE)技术

2.2.2分子束外延生长动力学原理

2.2.3分子束外延生长热力学原理

第三节光致发光谱原理

2.3.1基本概念

2.3.2光致发光的表征

2.3.3光致发光(PL)原理

第四节PL谱测量结果对改进材料生长结构的作用

第五节小结

第三章实验装置设计与优化

第一节光致发光谱测量系统

3.1.1实验装置

3.1.2实验光路

第二节测量系统特点介绍

第三节测量系统的优化

3.3.1斩光器与锁相放大器

3.3.2单色仪结构

3.3.3信噪比与狭缝宽度的关系

3.3.4不同的斩波频率对PL谱发光峰的影响

3.4.5激发光强度和波长对PL谱发光峰的影响

第四节小结

第四章实验结果分析

第一节应变量子阱结构

第二节临界层厚度

第三节量子阱厚度对PL谱的影响

4.3.1实验过程与分析

4.3.2单量子阱的量子力学处理

4.3.3小结

第四节测量温度对PL谱的影响

4.4.1样品的制备

4.4.2实验结果分析

4.4.3小结

第五节快速热退火处理对PL谱的影响

4.5.1 In-Ga原子互扩散原理

4.5.2应变驰豫对带隙的影响

4.5.3样品制备

4.5.4实验结果

4.5.5实验结果分析

4.5.6小结

第五章总结和展望

第一节总结

第二节展望

5.2.1存在的问题

5.2.2对未来实验的展望

参考文献

致 谢

个人简历及在学期间发表的学术论文情况