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专利号: 2014100694864
申请人: 华南师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 晶体生长〔3〕
更新日期:2025-05-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种II型GaSb/In0.53Ga0.47As量子点超晶格材料,其特征在于:其由以下结构组成:第一层为生长在InP衬底上的In0.53Ga0.47As缓冲层,第二层为GaSb量子点,

第三层为In0.53Ga0.47As缓冲层,

第四层为GaSb量子点。

2.根据权利要求1所述的一种II型GaSb/In0.53Ga0.47As量子点超晶格材料,其特征在于:所述的第一层In0.53Ga0.47As缓冲层厚度为3000~5000Å。

3.根据权利要求1所述的一种II型GaSb/In0.53Ga0.47As量子点超晶格材料,其特征在于:所述的第二、四层的GaSb量子点厚度均为4~5ML,量子点的密度为3.0~

9 2

3.5×10cm ,量子点的横向尺寸和高度分别为55~65nm、8~10nm。

4.根据权利要求1所述的一种II型GaSb/In0.53Ga0.47As量子点超晶格材料,其特征在于:所述的第三层In0.53Ga0.47As缓冲层厚度为500~1000Å。

5.权利要求1~4任意所述的一种II型GaSb/In0.53Ga0.47As量子点超晶格材料的生长方法,其特征在于:包括以下步骤:

1)将InP衬底表面脱模,进行清洁处理,脱模过程在As源的保护下进行,衬底热偶温度为710~720℃;

2)在衬底表面生长In0.53Ga0.47As缓冲层:

将InP衬底的热偶温度降至660~670℃,打开Ga源、In源快门,生长3000~5000Å的In0.53Ga0.47As缓冲层;

3)生长GaSb量子点:

当生长3000~5000Å的In0.53Ga0.47As缓冲层结束时,关闭As源、In源、Ga源快门,打开Sb源快门,衬底在Sb源下保护160~180s,对In0.53Ga0.47As缓冲层表面进行Sb浸润,使得In0.53Ga0.47As缓冲层完全暴露在Sb4氛围内,同时将Ga源温度降至810~815℃并打开Ga源快门,生长4~5ML的GaSb量子点;

4)生长In0.53Ga0.47As缓冲层:

当生长4~5ML的GaSb量子点结束时,关闭Ga源快门并将Ga源升温至835℃,同时衬底在Sb源下保护100~130s,然后关闭Sb源快门、打开As源快门并使As源稳定,在As源保护下打开In源、Ga源快门,生长厚度为500~1000Å的 In0.53Ga0.47As缓冲层;

5)生长GaSb量子点:

当生长500~1000Å的In0.53Ga0.47As缓冲层结束时,关闭In源、Ga源、As源快门,打开Sb源快门,使衬底在Sb源下保护160~180s,同时将Ga源温度降至810~815℃并打开Ga源快门,生长4~5ML的GaSb量子点,生长完成后,关闭Ga源门,只开Sb源快门,在Sb4的氛围下降至室温,即可获得II型GaSb/In0.53Ga0.47As量子点。

6.根据权利要求5所述的生长方法,其特征在于:所有所述As源的温度为365℃。

7.根据权利要求5所述的生长方法,其特征在于:步骤2)和4)中生长In0.53Ga0.47As缓冲层时的Ga源温度均为835℃,生长速率均为2350Å/h;In源温度均为760℃,生长速率均为2650Å/h。

8.根据权利要求5所述的生长方法,其特征在于:所有所述Sb 源的温度为440~

450℃。

9.根据权利要求5所述的生长方法,其特征在于:步骤3)和5)中生长GaSb量子点时的衬底热偶温度均为660~670℃,GaSb量子点生长速率均为0.12~0.13ML/s。