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该文通过X射线双晶衍射分析、原子力显微镜观察、低温光荧光谱分析、电化学C-V分析和Hall效应测试,研究了用分子束外延法生长的GaAs单晶薄膜、AlGaAs单晶薄膜和GaAs/AlGaAs量子阱材料的晶体结构、界面特性、表面形貌、发光特性和掺杂特性.优化生长后的AlGaAs单晶薄膜的衍射半峰宽很窄,与衬底的衍射半峰宽相当,并且在外延峰与衬底峰之间还出现Pendellosung条纹,表明AlGaAs单晶薄膜具有很高的晶体质量;对于GaAs/AlGaAs材料,不但卫星峰强度很高,而且在卫星峰之间还出现了等间距、排列整齐、强度均匀的Pendellosung条纹,表明GaAs/AlGaAs材料晶格完整性好、界面平整度高;对于间断生长法生长GaAs/AlGaAs材料,可以观察到更高级的卫星峰,并且干涉条纹更明显,表明间断生长法可以显著地提高GaAs/AlGaAs材料的界面平整度.GaAs单晶薄膜的表面为原子级程度光滑,表明生长模式为二维层状生长,当AlGaAs单晶薄膜长期置于空气中,其表面易于氧化GaAs/AlGaAs材料的表面为原子级程度光滑,并且间断生长法可以显著地提高GaAs/AlGaAs材料的表面质量.GaAs/AlGaAs材料的发光过程中,自由激子起重要作用,发光峰主要由最邻近的HH1重空穴自由激子和LH1轻空穴自由激子辐射复合发光组成;对于GaAs/AlGaAs材料,当势阱层与势垒层使用各自的优化生长温度来生长时,不但生长工艺过程复杂,而且无助于提高材料的发光性能;对于垒阱层用单一温度生长的GaAs/AlGaAs材料,在生长温度为700℃、650℃和600℃三个条件下,700℃(AlGaAs层的优化生长温度)生长的样品发光性能最好,650℃生长的样品发光性能最差,600℃(GaAs层的优化生长温度)生长的样品发光性能居中;间断生长法生长的GaAs/AlGaAs材料的光荧光发光峰强度更强、半峰宽更窄,这是因为间断生长法可以显著地提高GaAs/AlGaAs材料的界面平整度的缘故.