2013年MBE生长的InGaAs/GaAs(001)多层矩阵量子点及其DWELL结构研究

本文主要探讨了2013年利用分子束外延(MBE)技术在InGaAs/GaAs(001)材料体系中实现的一种创新性的多层矩阵式量子点结构。Stranski-Krastanov(S-K)生长模式被采用，这是一种通过间歇式源中断方式生长量子点的策略，能够精确控制量子点的尺寸和密度。研究团队成功生长出垂直堆垛的In0.43Ga0.57As量子点，形成了一种DWELL结构，这是一种异质结，其中量子点嵌入在量子阱中，提供了独特的光电性质。 样品的外延层设计相当精细，包括500纳米的GaAs基底层，随后是多个周期的InGaAs量子点堆砌，以及60微米的GaAs隔离层，这些都对器件性能有着显著影响。生长过程中，反射式高能电子衍射仪(RHEED)的应用实现了生长过程的实时监测，确保了高质量的晶体生长。生长完成后，样品经过退火处理，进一步优化了晶体结构，然后使用扫描隧道显微镜(STM)对量子点的表面形貌进行了细致的表征，这对于理解量子点的微观结构和优化器件性能至关重要。 量子点DWELL结构的研究重点在于其可调控的特性，如电子能级、响应波长等，这些特性对于开发新型光电器件，如场效应晶体管(FET)中的非挥发性存储器，具有重要意义。多周期垂直堆栈的设计使得量子点之间的相互作用增强，从而可能展现出不同于单层量子点的独特行为，如更强的量子限制效应。 论文强调了多周期InGaAs量子点的应力可调性和形貌可控性，这在自组装各向异性应力工程中是关键优势，表明该研究不仅提升了量子点的制备技术，也为异质结构器件的设计提供了新的可能性。Nötzel小组和Salamo小组的工作则展示了InGaAs在不同衬底上的潜在应用，进一步扩展了量子点DWELL结构的研究领域。 这篇论文对MBE生长InGaAs/GaAs(001)多层矩阵式量子点结构的研究具有重要的理论价值和技术突破，对于推动量子点技术在光电子器件领域的应用具有深远影响。