应变自组装InAs/GaAs量子点体系无论在基础研究还是器件应用方面都有十分重要的意义。自组装量子点的成核/生长机理及其调控，以及量子点激光器的质量检测和向长波长拓展等基础理论和实际应用问题引起了人们的广泛关注和重视。针对这些问题，本文系统研究了InAs/GaAs量子点尺寸分布的规律；并对长波长InAs/GaAs量子点材料和激光器结构的生长和性质进行了深入讨论，主要内容包括：　　 1.研究了不同成核机制控制下InAs/GaAs量子点的形貌的演化规律。　　 在温度控制的成核机制下，低温(490℃-510℃)生长时，量子点的尺寸分布一般是双模的；而在高温(520-530℃)生长时，则可获得单模分布；这是因为当量子点的体积超过某个临界值时，小高宽比的形状变得不稳定并向大高宽比的形状转变，而高温下生长的量子点的体积都超过此临界值。在应力导致的模板成核机制下，当固定InAs淀积量时，随着种子层量子点密度的减小，量子点经历了小高宽比的到大高宽比的单模分布量子点的转变；即通过调节种子层量子点的密度可以获得尺寸分布均匀的大高宽比量子点，这对于长波长量子点激光器的研制有很强的参考价值。当两种成核机制都不占主导时，量子点的尺寸分布和荧光光谱都很宽，半宽达到127meV，有利于宽增益谱光电器件的应用。此外，还系统分析了不同生长温度下量子点在各个生长阶段的尺寸标度分布规律。　　 2.首次研究了在2D-3D转变点附近和在量子点密度基本达到稳定这两个生长阶段分别引入AlAs超薄插入层对InAs/GaAs量子点的成核机制以及形貌演化的影响。　　 A原子力显微镜(AFM)和光致发光谱(PL)可以明显地观察到，在2D-3D转变点附近引入AlAs超薄插入层可以提高量子点尺寸分布的均匀性。我们认为引入AlAs超薄插入层后，可能在生长表面形成大量小的AlAs团簇，成为成核中心，导致2D-3D转变提前，并辅助InAs量子点同时成核，从而提高了量子点尺寸分布的均匀性。　　 B在量子点密度基本达到稳定时引入AlAs超薄插入层，当其淀积量从0ML增加到0.02ML，量子点的尺寸分布从双模转变为单模，其中大高宽比量子点的密度基本不变，但是其高宽比的数值逐渐减小；小高宽比量子点的密度逐渐减小为零。这说明，AlAs超薄层的引入可以在一定范围内调控量子点的尺寸模式分布、密度及高宽比的大小。　　 3.发展了一种检测量子点激光器管芯质量的简便方法　　 通过测量不同生长条件、1.3μm量子点激光器管芯的光电流谱，观察到激光器管芯的积分光电流强度随反向偏压的增加而增加的趋势与激射阈值电流密度大小密切相关。我们认为在阈值电流密度高的激光器管芯中，在一些量子点附近(～几个纳米间距)存在带电荷的缺陷中心(例如带负电的VGa-O缺陷中心)，这些缺陷中心与量子点中的空穴间形成很强的局域电场，大大降低了量子点的势垒高度，加速了载流子的逃逸过程，使光电流强度迅速增大；在正向注入时，势垒高度的降低则可造成阈值电流密度的上升。　　 4.利用垂直耦合量子点生长技术，采用高温、低速生长条件，获得较低密度、尺寸较大的量子点做为种子层；选择合适的间隔层厚度；在低温、低速条件下生长上层量子点，成功地将InAs量子点的室温发光波长延长至1.41μm。同时快速热退火研究发现上层量子点生长温度的降低、种子层量子点尺寸的增加以及间隔层厚度的减小会降低量子点结构的温度稳定性，这表明激光器结构中上限制层需要选择较低的生长温度。此外还发现间隔层高温退火处理有利于量子点结构温度稳定性的提高及光谱宽度的减小。这些研究结果为长波长量子点激光器的研制打下了基础。