AlGaAs barjero optimizavimas InGaAs kvantinėms duobėms, spinduliuojančioms artimojoje infraraudonojoje spektro srityje

Anotacija

Tirta pavienių InGaAs kvantinių duobių darinių optinės kokybės priklausomybė nuo barjero dizaino. Dariniai su viena stačiakampe InGaAs kvantine duobe (∼21 % indžio) ir AlGaAs barjerais (su skirtingomis Al koncentracijomis nuo 0 iki 30 %) buvo modeliuojami nextnano3 programine įranga, siekiant įvertinti sugerties juostos kraštą ir lygmenis kvantinėje duobėje. Serija bandinių buvo užauginta ant pusiau izoliuojančių GaAs padėklų naudojant molekulinių pluoštelių epitaksiją. Atominių jėgų mikroskopija ir rentgeno spindulių difrakcija buvo naudojamos bandinių paviršių šiurkštumui ir sluoksnių sąlyčio ribų kokybei įvertinti. Fotoliuminescencijos tyrimai suteikė informacijos apie Al koncentracijos AlGaAs barjere įtaką kvantinių duobių optinei kokybei bei krūvininkų sąspraudai. Tyrimai atskleidė, kad didėjant Al koncentracijai AlGaAs barjere padidėja krūvininkų pagavimas kvantinėje duobėje, bet kartu prastėja InGaAs kvantinės duobės kristalografinė kokybė. Buvo nustatyta, kad barjeras su 12 % Al gali būti naudojamas šiems efektams subalansuoti, pasiekiant optimalią krūvininkų sąspraudą, bei išlaikant patenkinamą kvantinės duobės kristalinę kokybę.