作為III-V族化合物半導(dǎo)體材料的典型代表材料GaAs/AlGaAs量子阱,由于它載流子遷移率高、Al組分可調(diào)控和具備優(yōu)異的穩(wěn)定性等特性備受人們關(guān)注,且該材料體系通過調(diào)節(jié)材料組分,可以滿足中紅外波段所在的眾多應(yīng)用領(lǐng)域需求,尤其以GaAs/AlGaAs量子阱構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體材料是制備高性能激光探測器件的重要材料。然而材料在結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取、生長制備中引入的缺陷及材料中異質(zhì)界面存在的界面特性等,嚴(yán)重影響了光電器件的性能,成為了近些年來研究的重點。本論文采用分子束外延技術(shù)(MBE)生長制備了GaAs/AlGaAs量子阱材料,并從制備前結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取和材料制備后表征分析構(gòu)成理論與實驗的基礎(chǔ),并采用快速熱退火的界面控制手段,系統(tǒng)研究快速熱退火對材料整體質(zhì)量的影響,從而獲得最佳的退火條件,為今后以GaAs/AlGaAs量子阱材料為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體激光器、探測器等光電器件提供了基礎(chǔ)材料和技術(shù)支持。論文主要包括三個部分:(1)使用量子干涉模型對GaAs/AlGaAs量子阱能帶分布及量子阱紅外探測(QWIP)波長進(jìn)行了模擬計算,在采用束縛態(tài)到準(zhǔn)束縛態(tài)的躍遷機(jī)制為前提,得到QWIP探測波長隨阱寬增大而減小,隨...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 GaAs/AlGaAs材料研究進(jìn)展
        1.2.1 GaAs/AlGaAs單量子阱材料研究進(jìn)展
        1.2.2 GaAs/AlGaAs多量子阱材料研究進(jìn)展
    1.3 GaAs/AlGaAs材料光電器件研究進(jìn)展
        1.3.1 GaAs/AlGaAsQWIP研究進(jìn)展
        1.3.2 GaAs/AlGaAs納米線器件研究進(jìn)展
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第二章 材料制備方法及測試手段
    2.1 半導(dǎo)體材料制備方法簡介
    2.2 分子束外延技術(shù)(MBE)
        2.2.1 MBE設(shè)備簡介
        2.2.2 MBE設(shè)備基本原理
        2.2.3 MBE設(shè)備生長機(jī)理
    2.3 半導(dǎo)體材料表征技術(shù)
        2.3.1 雙晶X射線衍射儀理論
        2.3.2 光致發(fā)光(PL)理論
        2.3.3 原子力顯微鏡(AFM)理論
    2.4 本章小結(jié)
第三章 GaAs/Al_xGa_1-xAs能帶結(jié)構(gòu)的模擬與計算
    3.1 能帶結(jié)構(gòu)理論及能帶計算方法
        3.1.1 能帶結(jié)構(gòu)理論
        3.1.2 能帶結(jié)構(gòu)計算方法
    3.2 GaAs/AlGaAs能帶結(jié)構(gòu)的計算
        3.2.1 電子干涉模型理論
        3.2.2 GaAs/Al_xGa_1-xAs能態(tài)分布模擬計算
        3.2.3 GaAs/Al_xGa_1-xAsQWIP波長模擬計算
    3.3 本章小結(jié)
第四章 GaAs基量子阱材料生長及物性研究
    4.1 GaAs、AlGaAs合金材料的外延生長
        4.1.1 GaAs合金外延及表征分析
        4.1.2 AlGaAs合金外延及表征分析
    4.2 GaAs/AlGaAs多量子阱材料外延生長
    4.3 GaAs/AlGaAs多量子阱的結(jié)構(gòu)及發(fā)光性質(zhì)研究
        4.3.1 樣品XRD表征結(jié)果
        4.3.2 樣品PL表征結(jié)果
        4.3.3 樣品PLMapping表征結(jié)果
        4.3.4 樣品AFM表征結(jié)果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 快速熱退火對GaAs/AlGaAs量子阱的影響
    5.1 快速熱退火的樣品制備
    5.2 樣品XRD表征分析
    5.3 樣品室溫PL表征分析
    5.4 樣品PLMapping表征分析
    5.5 樣品AFM表征分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間論文發(fā)表情況



本文編號：3856917