量子限制受主远红外电致发光器件的制备与测量

刘静; 郑卫民; 宋迎新; 初宁宁; 李素梅; 丛伟艳

doi:10.7498/aps.59.2728

摘要

采用分子束外延技术生长GaAs/AlAs三量子阱，并在中间的GaAs阱中δ-掺杂浅受主杂质Be原子,制作出量子限制受主远红外Teraherz原型电致发光器件.实验上测量得到4.5 K时器件的电致发光谱（EL）和电传输特性（I-V曲线）.在EL发射谱中清楚地观察到222 cm-1处宽的尖峰，这来源于Be受主奇宇称激发态到其基态的辐射跃迁,而非辐射弛豫过程则使发射谱的信号很弱.另外在I-V曲线中072和186 V的位置出现两个共振隧道贯穿现象，分别对应于中间δ-掺杂量子阱受主能级1s3/2(Γ6+Γ7)到左边非掺GaAs量子阱中HH带，及右边非掺杂GaAs量子阱中HH重空穴带到中间掺杂GaAs量子阱中Be受主杂质原子奇宇称激发态2p5/2(Γ6+Γ7)能级的共振隧穿.

关键词:

Abstract

GaAs/AlAs triple-quantum-well samples were grown by molecular beam epitaxy, and the middle GaAs quantum-well layer was delta-doped at the well centre with Be shallow acceptors. Then the far-infrared Teraherz prototype emitter was fabricated using the samples. Electroluminescence (EL) and current-voltage characteristics (I-V) were measured at 4.5 K. In the EL spectrum, a wide peak was observed clear 222 cm-1, which is attributed to the Be acceptor’s radiative transitions from the excited odd-parity states to the ground state. Nevertheless, the emission signal was weakened by non-radiative relaxation processes. In the I-V curve, the negative differential resistance characteristic at the position of 0.72 and 1.86 V was also observed clearly. This is attributed to the resonant tunneling between Be acceptor 1s3/2(Γ6+Γ7) energy level in the middle quantum-well and the HH1 band in the left-side non-doping quantum-well, as well as the resonant tunneling between the HH band in the right-side non-doping quantum-well and Be acceptor 2p5/2(Γ6+Γ7) energy level.

Keywords:

作者及机构信息

1.
山东大学威海分校空间科学与物理学院，威海 264209

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：60776044）和山东省自然科学基金（批准号：2006ZRA10001）资助的课题.

Authors and contacts

1.
山东大学威海分校空间科学与物理学院，威海 264209

参考文献

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