新型GaAs基近红外波段半导体光电材料及器件研究

本工作主要研究新型GaAs基GaInAs、gaInNAs、GaAssb/In gaAs等1.31-1.55微米长波长半导体光电材料物理，及其分子束外延生长实验，主要包含以下内容r r t r r t1.GaInNAsSb化合物半导体以及GaAs/GaInNAsSb超晶格的光电子性能理论分析用Keating的价力场（Valence force field）模型和蒙特卡罗方法计算了GaAs/GaInnassb超晶格中键的分布、原子的精确位置以及应变。用折叠谱法（Folded spectrum method）结合Williamson经验赝势法计算了GaAs/GalnNAsSb超晶格应变条件下的电子结构。讨论了N和Sb原子以及超晶格单分子层数对电子结构的影响。发现导带底电子态在N原子周围的局域化减小了光跃迁矩阵元，从而影响了该超晶格的发光性能。计算并讨论了超晶格的电子和空穴的有效质量r r t r r t2.高n组份n、Gal，As/GaAs量子阱的分子束外延生长及其光电子性能系统地研究了高ln组份in GalAs/GaAs量子阱，通过优化lnGa1 As/Gaas量子阱的分子束外延（MBE）生长条件，使得In4Ga0 ssaS/GaAs量子阱的临界厚度达到了7nm，超过了Matthewand Blakeslee模型得出的理论值。用X射线摇摆曲线研究了高n组份下高应变In，GaLAs（aAs量子阱的品格质量。用PL谱研究了量子阱的发光性能。首次生长出发光波长达到1.254pm的高质量量子阱。并用Matthews and Blakeslee模型探讨了量子阱在不同生长条件下的驰豫机理r r t r r t3.高反带中心在1310和1550mm的p和n型掺杂的GaAs/AlGaAs分布式布拉格反射镜ODBR）的优化和仿真