2μm波段Sb基多量子阱材料的制备_李占国

５卷第２期　第２０１３年２月　２

强激光与粒子束

ＨＩＧＨ　ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ　　　　　

Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．２　

，Ｆｅｂ．２０１３　

（）文章编号：００１４３２２２０１３０２０５０５０３　１－－－

２．０μｍ波段Ｓｂ基多量子阱材料的制备

＊

，

李占国１，　尤明慧１２，　邓　昀１，　刘国军１，　李　林１，　高　欣１，　曲　轶１，　王晓华１

（）１．长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，长春１３００２２；３００２２　２．空军航空大学基础部，长春１

／优化Ｉ生长ｎＧａＡｓＳｂＡｌＧａＡｓＳｂ多量子阱点材料的生长速率、　　摘　要：　采用分子束外延外延生长技术，温度和束流比等生长参数，获得了高质量的多量子阱材料。室温光荧光谱表明，材料的发光波长为２．０μｍ左右。该结果表明，通过优化生长条件和结构参数制备的量子阱材料，可以获得良好的结构质量和光学特性。所制备的器件室温条件下输出功率２阈值电流３２ｍＷ，００ｍＡ。

　　关键词：　多量子阱；　分子束外延；　中红外波段

：／４３６　　　　文献标志码：ｏｉ１０．３７８８ＨＰＬＰＢ２０１３２５０２．０５０５　　中图分类号：　Ｏ　Ａ　　ｄ

也是非常重要的大气窗口，在大气光学检测和ｍ　ＧａＳｂ基材料是中红外波段激光器件的首选材料，　　２～５μ

］１４－

环境监测、自由空间光通讯、红外测试、分子光谱测量、激光医疗、红外雷达、生物技术和热成像等［领域表现

］３９－

，出巨大的应用潜力。尽管已经有输出功率为瓦级器件的报道［但是，随着波长由２μｍ向５μｍ附近长波方激光器材料和器件的性能变差，主要原因有三方面：首先，要使发射波长向长波方向推进，就要提高阱向推进，

／层的Ｉ这样会导致Ｉ使量子阱对自由载流子的限制作用ｎ和Ａｓ的组分，ｎＧａＡｓＳｂＡｌＧａＡｓＳｂ的导带带阶下降，自由载流子的泄漏几率增大，效率降低；其次，窄禁带的锑化物材料，自由载流子对光模的吸收效应突出，变差，

影响材料的发光质量；最后，提高Ｉ材料极易产生相分凝，高质量的ｎ组分会使ＩｎＧａＡｓＳｂ材料进入不互溶区，

］３９－

。本文利用非动力学平衡的ＭＢ克服材料生长中不互溶区对材料的影外延材料不易获得［Ｅ外延生长技术，／响，优化生长参数和结构参数，分析其对ＩｎＧａＡｓＳｂＡｌＧａＡｓＳｂ量子阱材料质量的影响。

１　样品制备

，（，；，；高纯源为Ⅲ族Ｇ掺杂源：ａ（７Ｎ）Ａｌ７Ｎ）Ｉｎ（７Ｎ）Ｖ族非裂解源Ａｓ（５Ｎ）Ｓｂ（７Ｎ）ｎ型掺杂选用Ｔｅ

（，（。选用的衬底为ｎ型掺Ｔ；７Ｎ）ｅ７Ｎ）ｅ的ＧａＳｂ衬底。分子束外延设备（ＭＢＥ，ＶＧ　Ｖ８０Ｈ）ｐ型掺杂选用Ｂ

（，；／）。光荧光谱仪（ＸｒａＸＲＤ，ＰｈｉｌｉｓＸ’ＭＲＤ）ＰＬ，ＢｒｕｋｅｒＩＦＳ６６ＶＳｅｒｔ－　　　ｙｐｐ

多量子阱的制备过程为：在预备室３将ＧＧａＳｂ衬底在速装室１５０℃出气５ｈ，５０℃出气２ｈ，ａＳｂ衬底送入生长室，脱氧解吸的温度为６然后温度降低至５生长１μ００℃，６０℃，ｍ的ＧａＳｂ缓冲层。ＡｌａｓＳｂ０．９Ｇ０．１Ａ０．０６０．９４

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下限制层，生长温度５数密度为５×１生长１．非４０℃，Ｔｅ掺杂，０ｃｍ－３，２μｍ；ＡｌａｓＳｂ０．３５Ｇ０．６５Ａ０．０３０．９７下波导层，

／掺杂，生长０．其中ｘ为０．４μｍ；５个周期的１５ｎｍ－Ａｌａｓｂ１０ｎｍＩｎａｓｂ１１～－０．３５Ｇ０．６５Ａ０．０３Ｓ０．９７ｘＧ１－ｘＡ０．１Ｓ０．９（）多量子阱层，生长温度５非掺杂，生长０．０．２０４０℃；ＡｌａｓＳｂ４μｍ；Ａｌａｓ０．３５Ｇ０．６５Ａ０．０３０．９７上波导层，０．９Ｇ０．１Ａ０．０６

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生长温度５数密度为５×１厚度为１．盖层为５Ｓｂ４０℃，Ｂｅ掺杂，０ｃｍ－３，２μｍ；０ｎｍ的ｐ型ＧａＳｂ０．９４上限制层，

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／／Ⅲ比为８层，生长温度５数密度为１×１生长速率０．４０℃，Ｂｅ掺杂，０ｃｍ－３。整个生长过程中，８～１．０μｍｈ，Ｖ０。～１

２　结果与讨论

／在２μｍＩｎＧａＡｓＳｂＡｌＧａＡｓＳｂ量子阱激光器中，ＡｌＧａＡｓＳｂ材料作为势垒层，ＩｎＧａＡｓＳｂ材料为势阱层，　

材料的组分、应变等对量子阱的能级位置、能带结构有重要影响，进而影响激光的性能。制备２μｍ波段量子阱

／激光器的首要条件是生长质量优良的Ｉ材料的质量直接影响激射的波长、ｎＧａＡｓＳｂＡＩＧａＡｓＳｂ多量子阱材料，、发光强弱等性能。通常采用Ｘ射线衍射（光荧光谱（ＸＲＤ）ＰＬ）等非损伤性方法来测量多量子阱材料的发光

特性，判断材料的性能。

；２０１２０５３０２０１２０７０４＊收稿日期：－－　　修订日期：－－

，）；）基金项目：国家自然科学基金项目（总装预研基金项 …… 此处隐藏：67字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……