【摘 要】
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由于2~5μm波段的光在大气中具有较低的吸收系数与散射率,因此其在激光雷达、空间点对点通信、军事目标指示方面具有重要的应用前景。锑化物半导体激光器是获得该波段激光的
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由于2~5μm波段的光在大气中具有较低的吸收系数与散射率,因此其在激光雷达、空间点对点通信、军事目标指示方面具有重要的应用前景。锑化物半导体激光器是获得该波段激光的一种最常用的方式,然而在进行制备时,往往会存在晶格失配、应力等问题,从而严重降低了其发光性能,阻碍了其发展及应用。因此本论文研究了异质外延生长单层薄膜(GaAs衬底生长GaSb薄膜)和异质外延生长超晶格(GaAs衬底生长InAs/GaSb超晶格)的晶体质量及内部应力等特性,并控制超晶格周期内部材料界面之间的失配,提高了超晶格性能。利用分子束外延技术在GaAs衬底上控制参数生长GaSb薄膜;使用双晶XRD对薄膜的晶体质量进行测试,可以观察到尖锐的衍射峰;将实验结果与X’Pert Epitaxy软件模拟材料外延生长所获得的图像相对比,发现实验结果和理论模拟相吻合,表明外延薄膜的晶格质量很好;并确定了最佳的生长参数。利用已确定的最佳生长参数生长了周期厚度分别为(17ML/17ML)、(28ML/17ML)和(17ML/14ML)的InAs/GaSb超晶格,测得X射线一级衍射峰半峰宽分别为0.194°、0.104°、0.207°。通过对不同周期厚度样品的测试可以发现,在一定周期范围内,随着InAs层厚度的增加超晶格的晶体质量得到提高;同时,GaSb层厚度的增加也会提高超晶格的晶体质量。总的来说,在生长周期相同的情况下,周期厚度较大的超晶格,其应力较小,InAs/GaSb超晶格的晶体质量越好。
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