一种提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，包括：一衬底；一缓冲层制作在衬底上，其作用是屏蔽来自衬底的缺陷和使生长平面平整；一量子阱层制作在缓冲层上面，以生长时产生应力弛豫，并将这一应力弛豫导入其上面的量子点层，使浸润层厚度减小；一势垒层制作在量子阱层上面，该势垒层对量子点层中的载流子起限制作用，防止其由于热激发跃迁而导致的量子点材料光学性质温度稳定性的下降；一量子点层制作在势垒层上面，该量子点层受激发时产生电子－空穴对，辐射复合发光；一盖层制作在量子点层上面，该盖层的作用是改变量子点的光学性质，增大其基态和激发态的能级间距。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料
，特别是指 一 种 提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构。
技术介绍
自组织量子点在光电子器件，如激光器、探测器、光存储等方面显示出诱人的应用刖學理论预曰与半导体量子阱激光器相比，利用子点、作为有源区的半导体激光器将具有极低的阈值电流、极高的特征温度、咼的微分增益和极窄的谱线宽度然而，到巨刖为止，半导体量子点、激光益在室温下的工作性质还远远没有达到理论预期的水平而量子点光学性质的温度稳定性对于实现旦 里子占激光器的室温工作是至关重要的，为使量子点材料有更好的发光温度稳定性，可采取下面这种结构■通过生长咼势垒材料作为载流子限制层来提咼光学性质温度稳定性该结构通过提高势垒高度可以更好地将载流子限制在量子点中，降低其通过浸润层跃迁的几率，提高量子点的光学性质温度稳定性该结构的缺点、是:通过提咼势垒高度来改善光学性质温度稳定性的效果有限，旦温度超过载流子可以跃迁势垒的临界温度时温度稳定性便会大f隔下降c
技术实现思路
本专利技术的巨的在于，提供种提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，其可以提高量子点材料的光学性质温度稳定性本专利技术提供种提咼白组织量子点光学性质温度禾急定性的材料结构，苴 z 、特征在于，其中包括—衬底；缓冲层该缓冲层制作在衬底上面，该缓冲层的作用是屏蔽来白衬底的缺陷和使生长平面平整；一量子阱层，该量子阱层制作在缓冲层上面，该阱层在势垒层上生长时产生应力弛豫，并将这一应力弛豫导入上面的:量子点层，,使浸润层厚度减小；势垒层，该势垒层制作在量子阱层上面，该势垒层对量子点、层中的载流子起限制作用，防止其由于热激发跃迁而导致的量子点材料光学性质温度稳定性 的下降；一量子点层，该量子点层制作在势垒层上面，该 量子点层受激发时产生电子一空穴对，辐射复合发光；一盖层，该盖层制作在量子点层上面，该盖层的 作用是改变量子点的光学性质，增大其基态和激发态 的能级间距。3中所选用的衬底的材料是砷化镓。中所述缓冲层的材料是砷化镓。其中所述子阱层的材料是砷化铟镓。中所述势垒层的材料是砷化镓。中所述子点层的材料是砷化铟。其中所述盖层的材料是砷化镓。其中所述的在衬底上制作的缓冲层、量子阱层、势垒层、子点层、盖层是采用分子束外延或金属有机化学气相沉积的方法生长的。本专利技术的提高白组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，具有发光质量好、光学性质温度稳定性好等优点、适用于量子点激光器等需要光学性质温度稳定性的半导体光电子器件有源区的结构、和该有源区结构的分子束夕卜延或金属有机化学气相沉积等方法的生长。 附图说明为进 一 步说明本专利技术的内容，以下结合附图和具 体实例对其做进 一 步的描述，其中图1是自组织量子点材料结构示意图2是自组织1:子点材料的光致发光半咼宽温度" 並 i曰 o具体实施例方式请结合参阅图l，本专利技术涉及 一 种自组织量子点材料结构， 其中包括:一衬底6，该衬底6的材:料是砷化镓;缓冲层1，该缓冲层i制作在衬底6上，该缓冲层1的作用是屏蔽来自衬底6的缺陷和使生长平面平整，该缓冲层1的厚度是i00纳米，该缓冲层1的材料是砷化镓;量子阱层2，该量子阱层2制作在缓冲层1上面，由于该量子阱层2的晶格常数大于其上面的势垒层3，在势垒层3生长时可以产生应力弛豫，并将这一应力弛豫导入量子点层4 ，导致此时量子点、层4在砷化铟浸润层厚度较小时便开始,，v 成点、，因此，原先以浸润层为中间通道进行的载流子在不同尺寸量子占 "、、之间的隧穿便难以进行，量子点的光学性质温度.稳定性便得以改，该量子阱层2的厚度是5纳米，该量子阱层2的材料是砷化铟镓 一势垒层3，该势垒层3制作在量子阱层2上面，该势垒层3对1:子点层4中的载流子起限制作用防止由于激发跃迁而导致的量子点材料光学性质温度稳定性的下降，该势垒层3的厚度是3纳米，该势垒层的材料是砷化镓量子点层4，该量子点层4制作在势垒层3上面，该量子点、层4受激发时产生电子一空穴对，辐射复合发光，该子点、层4的材料是砷化铟:芏 血层5，该圭 皿层5制作在量子点层4上面该全 皿层5的作用是改变量子点的光学性质，增大其基态和激发态的能级间距，该盖层5的厚度是1 l〕纳米，该芏 皿层5的材料是砷化镓 ，其中所述的在衬底6上制作的缓冲层1、量子阱层2、势垒层3、量子点层4、 盖层 5 是采用分子束外延金属有机化学气相沉积的方法生长的，按以上实施方式生长的自组织量子点材料的光致发光半咼宽温度;並 l曰请结合参阅图2 ，可以看到半咼宽随温度升咼几乎不变，表现出良好的光学性质温度稳定性图2中还给出了符合常规半高宽随温度变化规律的对照样叩光致发光半高宽温度谱，可以看到半咼宽随温度升高出现先下降后上升的现象,本专利技术采用提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，实现的自组织量子点材料，員有发光质量好、光学性质温度稳定性好等优点。适用于量子点、激光器等需要光学性质温度稳定性的半导体光电子班 益件有源区的结构、和该有源区结构的分子束外延或金属有机化学气相沉积等方法的生长。权利要求1、一种提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，其特征在于，其中包括一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上面，该缓冲层的作用是屏蔽来自衬底的缺陷和使生长平面平整；一量子阱层，该量子阱层制作在缓冲层上面，该量子阱层在势垒层上生长时产生应力弛豫，并将这一应力弛豫导入其上面的量子点层，使浸润层厚度减小；一势垒层，该势垒层制作在量子阱层上面，该势垒层对量子点层中的载流子起限制作用，防止其由于热激发跃迁而导致的量子点材料光学性质温度稳定性的下降；一量子点层，该量子点层制作在势垒层上面，该量子点层受激发时产生电子-空穴对，辐射复合发光；一盖层，该盖层制作在量子点层上面，该盖层的作用是改变量子点的光学性质，增大其基态和激发态的能级间距。全文摘要一种提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，包括一衬底；一缓冲层制作在衬底上，其作用是屏蔽来自衬底的缺陷和使生长平面平整；一量子阱层制作在缓冲层上面，以生长时产生应力弛豫，并将这一应力弛豫导入其上面的量子点层，使浸润层厚度减小；一势垒层制作在量子阱层上面，该势垒层对量子点层中的载流子起限制作用，防止其由于热激发跃迁而导致的量子点材料光学性质温度稳定性的下降；一量子点层制作在势垒层上面，该量子点层受激发时产生电子—空穴对，辐射复合发光；一盖层制作在量子点层上面，该盖层的作用是改变量子点的光学性质，增大其基态和激发态的能级间距。文档编号H01S5/343GK101308888SQ20071009914公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月14日 优先权日2007年5月14日专利技术者王占国, 灿 金, 鹏 金 申请人:中国科学院半导体研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高自组织量子点光学性质温度稳定性的材料结构，其特征在于，其中包括：一衬底；一缓冲层，该缓冲层制作在衬底上面，该缓冲层的作用是屏蔽来自衬底的缺陷和使生长平面平整；一量子阱层，该量子阱层制作在缓冲层上面，该量子阱层在势垒层上生长时产生应力弛豫，并将这一应力弛豫导入其上面的量子点层，使浸润层厚度减小；一势垒层，该势垒层制作在量子阱层上面，该势垒层对量子点层中的载流子起限制作用，防止其由于热激发跃迁而导致的量子点材料光学性质温度稳定性的下降；一量子点层，该量子点层制作在势垒层上面，该量子点层受激发时产生电子－空穴对，辐射复合发光；一盖层，该盖层制作在量子点层上面，该盖层的作用是改变量子点的光学性质，增大其基态和激发态的能级间距。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：金灿，金鹏，王占国，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[]
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