对量子点材料的光学性质、电子弛豫、缺陷及量子点有序分布进行了系统的研究;在此基础上设计并研制了量子点垂直腔面发射激光器结构.取得了以下主要结果:(1)对量子点有序分布的研究:通过多层量子点之间的应力耦合和垂直对准,得到了平面内量子点成线状排列的样品.为得到排列更为整齐的量子点样品,须进一步优化量子点生长条件.实验发现,对于单层2.5MLInAs量子点,在生长前沿不平整的区域,量子点趋于排列成线.(2)与单层2.5MLInAs量子点相比较,多层量子点的基态跃迁幅射蓝移、半高宽增大、能级间隔减小.这是由于多层长波长量子点界面间的In、Ga原子互扩散比较严重.降低多层量子点的间隔层的生长温度,能减轻In、Ga原子互扩散,从而有效地抑制多层量子点的基态跃迁辐射蓝移、半高宽增大和能级间隔减小.(3)采用了正电子湮灭技术来研究自组织量子点材料的缺陷分布,此项工作国际上尚属首次.研究结果表明:平均宽度和高度为40nm和70nm的2.5ML InAs自组织量子点无缺陷,缺陷主要产生在量子点上面的GaAs盖层上,这些缺陷的产生是由于GaAs和InAs之间的晶格失配,和量子点不平的上表面造成的.引入应力缓解层,量子点上面的GaAs层内缺陷减少.正电子湮灭技术是研究自组织量子点材料的缺陷分布的一个有效手段.(4)对密度为2.2×10<10>cm<-2>的量子点进行变功率及变温光致发光研究表明,量子点基态PL峰远未达到饱和的情况下,有激发态PL峰产生,即处于激发态的载流子无法通过发射LO声子弛豫到基态,存在声子瓶颈效应.随着温度升高,量子点第一激发态PL峰强度与基态PL峰强度的比值下降,说明温度升高导致声子瓶颈效应减弱.分析认为,可能是由于复合LO±LA双声子弛豫机制起作用.根据上述实验现象,进行了理论分析和计算,得到了量子点PL峰强度随温度变化的关系式,与实验结果相吻合.(5)密度为5×10<10>cm<-2>的量子点室温光致发光谱中没有量子点的激发态PL峰,意味着载流子在量子点中快速弛豫.载流子在量子点中快速弛豫对应着电子-空穴散射的弛豫机制.(6)进行了量子点垂直腔面发射激光器结构设计.制备了中心波长1296nm、反射带半高宽185nm的分布布拉格反射器(DBR),生长的23周期DBR,在1.3μm处,反射率为99.3％,绝对值低于理论值0.4％.生长了两种类型的量子点有源区,发光波长分别为1.28μm,1.31μm.制作了三层量子点为有源区,23周期AlAs/GaAs为上DBR,28周期AlAs/GaAs为下DBR的量子点垂直腔面发射激光器结构,正在与合作者一起进行后工艺制备研究.