（材料学专业论文）mocvd生长algainp和ingaasgaasp应变补偿多量子阱及其器件研究.pdf

摘要 摘要 本论文在能带工程的基础上，采用理论计算与实验基础相结合，用先进的 m o c v d 夕i 延生长技术设计和生长了应变补偿多量子阱( s c m q w ) 结构材料，尝试 把s c m q w 结构引入到发光二极管中，拓宽了发光二极管的发光波长范围，优化了 器件的性能。而发光二极管由于具有直流供电、耗电少、体积小、适应温度范围 宽、寿命长、结构简单等优点，从照明到光纤通讯系统中都有着广泛的用途。制作 的应变补偿多量子阱结构的红外发光二极管和可见光发光二极管达到实际应用的器 件水平，具有一定的实用性和创新性。 本论文采用应变平衡的思想，进行了四元系a 1 g a l n p 高亮度可见光发光二极管 和i n g a a s g a a s p 近红外发光二极管的外延材料结构设计、m o c v d 材料外延生长及 器件制各等方面开展了一系列研究工作。全文共分为六章，简单阐述了超晶格量子 阱的分类及其物理性质、m o c v d g - 延生长技术的基本原理；对应变微扰理论进行了 介绍及其在应变补偿多量子阱中的应用；从理论和基本原理开始，提出了提高 a i g a l n p 高亮度发光二极管外延材料和器件发光性能的应变补偿m q w 的结构设计思 想：并以此提出9 4 0 n m 近红外发光二极管采用i n g a a s g a a s p 应变补偿m q w 作为有源 层的设计思想，通过实验证明，这些新思想和新结构，可有效地提高l e d 的发光效 率和稳定性，取得了良好的器件结果。 由于计算机精密控制的m o c v d 、m b e 先进的原子层外延生长技术的不断发展 和完善，为能带工程的研究提供了坚实的物质基础。而应变补偿多量子阱就是近几 年在“能带工程”的基础上，提出的新概念，根据应变平衡的思想，可以设计新材 料体系和制备新型器件。s c m q w 不仅能调节量子阱层材料内的应变、晶格常数和 能带结构，也能调节量子垒层材料的相应性质，增加了人们选择材料的自由度，使 人们对量子阱结构的能带剪裁更加灵活，更加有效，而且不用担心应变释放产生的 大量失配位错造成材料性能的破坏，因为应变补偿效应大大地增加了应变层的临界 厚度，提高了量子阱外延材料的晶体质量和器件性能。这对于有源层需要的量子阱 个数很多以达到最佳器件性能的半导体光电器件来说非常有意义，如长波长的m q w i 山 东大学博士学位论文 光调制器和m q w 光探测器、太阳能电池、发光二极管等。因此人们根据应变平衡的 思想，引入应变补偿多量子阱结构作为其有源层，在量子阱界面两侧的量子阱层和 量子垒层中的原子由于晶格不匹配所分别受到的伸张力和压缩力在量子阱这样的薄 层可以维持在弹性限度的范围内，只是由于两种力的补偿结果调整出一个新的共同 的晶格常数，界面晶格常数的改变也会导致垂直界面的方向上晶格常数的相应变 化，导致材料内部能带结构的改变。通过调节量子阱和量子垒材料的组分和晶格常 数，完全可以制备出局部存在应变而整个结构的晶格常数与所选衬底的晶格常数相 匹配的应变补偿多量子阱材料体系，这种可调节的结构可以重复生长至所希望的厚 度而不会产生应变释放。因此大大提高了外延层的质量和器件性能。 采用应变理论和。5 微扰理论设计和计算了s c m q w 结构的带边能带结构，用 单量子阱近似，计入量子阱层和量子垒层内的应变引起的量子阱能带结构的改变， 采用4 4l u t t i n g e r - k o h n 哈密顿量并对其进行块对角化，最后化成求解k 。= 0 处简 单的薛定谔方程来得至量子阱带边的能带漂移。该方法计算简单，意义明确，为本 论文设计和制备s c m q w 发光二极管提供了理论基础。 四元系a i g a l n p 高亮度发光二极管在全色大屏幕显示、照明和指示灯、光纤通 信系统中的广泛应用，使其成为被受关注的材料体系和器件之一。用m o c v d 方法 在生长和制备a i g a i n p 高亮度发光二极管的基础上，由于量子尺寸效应，无应变 g a l n p 量子阱的发光波长在6 3 0 n m 左右。为了获得性能优良的长波长( 6 5 0 r i m ) 及短 波长( 5 7 0 n m ) 外延材料和器件结果，在有源区内尝试采用应变补偿多量子阱结 构。利用应变补偿效应和量子尺寸效应，使有源层在量子阱个数很多的情况下仍保 持很高的外延层质量，多量子阱结构的有源层能减小发光二极管的自吸收造成的内 量子效率的降低，而且量子阱个数的增加会减少载流子向限制层的泄露，增加载流 子的发光效率，提高输出功率和发光效率，特别对短波长a 1 g a i n pl e d 来说，降低 了有源层a 1 的含量，从而降低非直接能带的影响和氧掺入，提高了载流子的注入效 率和增加了辐射复合效率。通过双晶x 射线衍射、光荧光谱、电化学c v 等测试手段 对外延片进行了表征，证明外延生长质量、掺杂、发光波长等都符合设计要求，经 过管芯工艺制备了a l o a l n p 发光二极管。通过电致发光谱，光强测试等表明制备的管 芯符合器件性能要求。实验结果表明，对于6 5 0 n ml e d ，量子阱有源层的平均应变 摘要 控制在l o 。3 以下。晶体质量良好，6 5 0 n m 红光l e d 的裸管亮度达到了7 0 m c d ，得到 了很好的器件结果。对于5 7 0 r i ml e d ，采用s c m q w 作为有源层，在不增加量子阱 内a l 含量的情况下，降低了波长，l e d 裸管的发光亮度达至1 3 0 m c d ，取得了良好的 材料和器件结果。在显示和照明方面的应用非常有意义，具有一定的实用性和创新 性。 由于近红外l e d 广泛应用于红外探测器、红外遥感、高速红外通讯及电视 机、录像机、停车灯、防伪识别等的红外遥控等，这些方面的应用都需要高的输出 功率，需要的有源层的量子阱个数很多。而在这个波段范围内，又没有与衬底g a a s 或i n p 晶格常数相匹配的材料体系，因此介于g a a s 材料体系和i n p 材料体系之间的波 长搿围( 8 8 0 n m 1 l o o m n ) 的i n g a a s ( a 1 ) g a a s 应变多量子阱结构材料体系引起了 人们的兴趣。本论文就是在i n g a a s 应变材料体系的基础上，为了使有源层结构的晶 格常数与所选衬底g a a s 的晶格常数相匹配，提高外延层的质量和器件性能，用 m o c v d 方法设计和生长了应变补偿多量子阱i n g a a s g a a s p 。为了得至l j 9 4 0 n m 的发 光波长要求，先进行t i n g a a s a 1 g a a s 应变多量子阱的m o c v d 生长，研究了多量子 阱有源层结构的发光性质与量子阱的i n 组分以及量子阱层厚度引起的量子尺寸效应 的关系。在此基础上。进行了m o c v d 生长i n g a a s g a a s p 应变补偿多量子阱，由于 v 族元素a s ，p 的掺入比受温度的影响非常大，而且是非线性的，所以很难控制 g a a s p 中的p 组分及其晶格常数。为此我们研究了量子垒中p 的掺入对s c m q w 结构 的应变补偿效应，以及对s c m q w 有源层结构的发光特性和外延层晶体结构的影 响。通过双晶x r d 和室温下p l 谱的测试，表b s s c m q w 结构中量子垒层引入的张应 变与量子阱层的压应变相互补偿，提高了s c m q w 结构的外延晶体质量及发光特 性。在外延材料生长方面，为我们后面设计和制备9 4 0 n m 应变补偿多量子阱结构近 红外发光二极管打下了实验基础。 根据前面的材料生长经验，用m o c v d 方法生长和制备t 9 4 0 n mi n g a a s g a a s p 应变补偿多量子阱结构的近红外发光二极管，为了比较，也制备了有源层结构为应 变的i n g a a s a i g a a s 多量子阱的近红外发光二极管。由于g a a s 衬底在9 4 0 r i m 左右的 吸收非常小，所以利g a a s 透明衬底作为窗口层和电流扩展层，采用p 面朝下的倒 装工艺，通过清洗、光刻、电极燕镀和合金等半导体工艺制备了二极管管芯，既简 山东大学博士学位论文 化了外延生长和管芯制备的工艺，又大大降低了成本，非常有利于商业化生产。通 过x 射线双晶衍射、光荧光谱、电化学c v 等测试手段对外延片进行了表征，表明外 延生长质量、掺杂、发光波长等都符合器件设计要求，制备的管芯通过电致发光 谱，功率计等测试手段表明制备的管芯符合器件性能要求。相比应变m q w 结构的 l e d ，应变补偿m q w 结构的l e d 获得了良好的外延层质量和优越的器件性能，管芯 测量结果在5 0 m a 的正向输入电流下获得了1 0 5 m w 的输出功率，外量子效率达到 1 8 。我们尝试把i n o a a s g a a s ps c m q w 结构引入至l j 9 4 0 n m 近红外发光二极管。据 我们所知，这神结构材料体系目前主要用于m q w 光调制器、光探测器和太阳能电池 中未见有用于l e d 的报道，我们采用这种结构制备了9 4 0 n m 近红外发光二极管。 因为i n g a a s 和o a a s p 材料在g a a s 衬底上的应变是互补的，利用应变补偿效应和量子 尺寸效应，人为地设计发光波长，增加有源层应变的i 临界厚度，提高外延层的晶体 质量，优化器件的发光性能，拓宽了材料体系的发光波长，在红外遥控、光纤通讯 系统中可以广泛应用。 利用能带工程和应变微扰理论，采用先进的m o c v d 夕 - 延生长技术，设计和生 长了s c m q w 的新材料体系，并尝试把这种结构应用到发光二极管中，具有创新 性，制备t a i o a l n p 高亮度发光二极管和9 4 0 n mi n g a a s g a a s ps c m q w 近红外发光 二极管，获得了很好的器件结果。 作为继g a n 之后的新一代短波长半导体光电材料，z n o 宽禁带半导体材料具有 广阔的应用前景，引起了人们的研究热潮。我们尝试用m o c v d 方法在a 1 2 0 3 衬底上 生长z n o 薄膜，以d m z n 和t h f 作为z n 源和o 源，对z n o 薄膜进行了退火和改变， 比的实验研究。通过x r d 、室温下和低温下的p l 谱、a f m 、霍尔效应等测试手段对 z n o 薄膜进行了表征。在8 5 0 和n 2 气氛中退火1 小时后，z n o 薄膜的晶体质量和发 光性能大大提高，晶粒尺寸也增大。退火后的z n o 薄膜除了有很强的紫外( u v ) 发 光峰，峰值波长在3 7 8n r l ( 3 2 8e v ) ，还观察到发光中心在4 1 6n l t l ( 2 9 8e v ) 左右的紫 光发光峰，我们认为紫光发光峰是由于z n o 薄膜的晶粒间界处存在的界面俘获陷阱 导致的辐射复合发光。没有观察到典型的o 空位的5 5 0 n m 处的发光峰，说明我们制备 的z n o 薄膜内主要缺陷不是o 空位造成的。而且u v 发光峰的强度与薄膜的晶体质量 有很大关系。通过增加、族的摩尔流量比，提高了z n o 薄膜的晶体质量，优化 摘要 了z n o 的发光性能，导致很强的u v 峰发射而紫峰强度大大降低。并通过实验和理论 相结合，解释了随比的增加，z n o 薄膜的电阻率减小，载流子浓度增大，而迁 移率却提高的实验现象，认为是生长过程中的c 掺杂在z n o 形成深能级造成的费米钉 扎效应引起的上述实验现象。 我们用m o c v d 方法制各了z n o 薄膜，通过退火和优化实验条件，z n o 薄膜 ( 0 0 2 ) 方向衍射峰的半峰宽达n o 1 9 。，获得了室温下3 7 8 n m 的紫外发射光和低温 下3 7 0 n m 的u v 激子发光峰，表明z n o 薄膜具有良好的晶体质量。 关键词：m o c v d ，应变补偿多量子阱，发光二极管，能带工程，z n o v 山东大学博士学位论文 a b s t r a c t t h es t r u c t u r em a t e r i a l so f s t r a i n c o m p e n s a t e dm u l t i q u a n t u mw e l l s ( s c m q w ) w e r e d e s i g n e d a n d g r o w nb ym o c v de p i t a x i a lg r o w t ht e c h n o l o g y ，b a s e do nt h eb a n d e n g i n e e r i n g a n dt h es c m q w s t r u c t u r e sw e r eu s e dt e n t a t i v e l ya st h ea c t i v e l a y e ro f l i g h t e m i t t i n gd i o d e s ( l e d s ) ，t ob r o a d e nt h ee m i t t i n gw a v e l e n g t ha n di m p r o v et h ed e v i c e p e r f o r m a n c eo fl i g h t e m i t t i n gd i o d e s t h el e d d e v i c e sh a v et h em e r i t so f w o r k i n g a tt h e d i r e c tc u r r e n t ，e c o n o m i z i n go ne n e r g ya n dt h ew i d ea p p l i c a b i l i t yt ot e m p e r a t u r e ，t h el o n g w o r k i n gl i f e ，t h es m a l lv o l u m ea n dt h es i m p l es t r u c t u r e s s ol e d sa r ew i d e l yu s e di n o u t - d o o rd i s p l a y ，a u t o m o t i v el i g h t ，i l l u m i n a t i n gs o u r c e ，o p t i c a lc o m m u n i c a t i o n s y s t e ma n d s oo nt h ev i s i b l ea 1 g a l n ps c m q wl e da n dt h ei n f r a r e di n g a a s g a a s ps c m q wl e d w e r ef a b r i c a t e di no u re x p e r i m e n t sa n dt h ee x c e l l e n td e v i c ep e r f o r m a n c ew a so b t a i n e d w h i c hh a df a i r i s hp r a c t i c a b i l i t ya n di n n o v a t i o n i nt h i sp a p e r ，a p p l y i n gs t t a i nc o m p e n s a t e dm q ws t r u c t u r ei n t ot h ea c t i v el a y e r so f l e d s ，w em a k eas e r i e so fr e s e a r c ho nt h ed e s i g no fa l o a l n ph i g l r - b r i g h m e s sl e d s t r u c t u r ea n di n g a a s g a a s pi n f r a r e dl e ds t r u c t u r e ，e p i t a x i a lm a t e r i a l s g r o w nb y m o c v da n dt h ed e v i c ep r o c e s s i n g t h ew h o l ep a p e rw e r ed i v i d e di n t o6 c h a p t e r s ， i n c l u d i n gt h ei n t r o d u c t i o no f t h ec a t e g o r i e so ft h es u p e r l a r t i c ea n dq u a n t u mw e l l ，a sw e l la s t h e i rp h y s i c a lp r o p e r t i e s ，t h ep r i m a r yp r i n c i p l eo fm o c v d e p i t a x i a lg r o w t ht e c h n i q u e ，t h e a p p l i c a t i o no f t h et h e o r yo fs t r a i n e dk o h n l u t t i n g e rh a m i l t o n i a ni nt h es t r a i nc o m p e n s a t e d m q w s t r u c t u r em a t e r i a l s ，b a s e do nt h et h e o r ya n dp r i m a r yp r i n c i p l e ，w ei n t r o d u c e dt h e n e ws t r u c t u r eo fs t r a i nc o m p e n s a t e dm q wi n t ot h ea 1 g a l n ph b l e da n dt h e9 4 0 n m i n f r a r e dl e d ，f r o mo u r e x p e r i m e n t s ，i tc a nb ec o n c l u d e d t h a tt h en e wi d e a sa n ds t r u c t u r e s a r eu s e f u lt oi m p r o v et h el u m i n o u sp e r f o r m a n c ea n dt h ed e v i c e r e l i a b i l i t y t h eb a n de n g i n e e r i n gr e s e a r c hi sb a s e do nt h ed e v e l o p m e n ta n di m p r o m e n to ft h e m o d e m e p i t a x i a lg r o w t ht e c h n i q u eo fm o c v d a n dm b e ，w h i c hc a nb e e x a c t l yc o n t r o l l e d b yt h ec o m p u t e ra n dp r o d u c en e a r l ya t o m i c a i l ya b r u p ti n t e r f a c e s s c m q wi s an e w c o n c e p tp u tf o r w a r db a s e do nb a n de n g i n e e r i n gi nr e c e n ty e a r s s c m q wn o to n l yc a n a d j u s tt h es t r a i n ，t h el a t t i c ec o n s t a n ta n dt h eb a n ds t r u c t u r ei nt h eq u a n t u mw e l lm a t e r i a l ， a l s oc a na d j u s tt h ec o r r e s p o n d i n g p r o p e r t yo f t h eq u a n t u mb a r r i e rl a y e r ，w h i c he x p a n d st h e v i absjract m a t e r i a ls y s t e m sf o rp e o p l et or e s e a r c ha n ds e l e c t ，a n dm a k e s p e o p l et om o d u l a t et h eb a n d s t r u c t u r eo ft h e q u a n t u mw e l lm a t e r i a l sm o r ea g i l e l ya n dm o r ee f f e c t i v e l y t h es t a i n c o m p e n s a t e d e f f e c tc a ng r e a t l yi n c r e a s et h es t r a i n e d c r i t i c a lt h i c k n e s sw i t h o u td e f e c t g e n e r a t i o ni nt h em a t e r i a l sa n di m p r o v et h ec r y s t a lq u a l i t yo ft h eq u a n t u mw e l le p i t a x i a l m a t e r i a l sa n dt h ed e v i c ep e r f o r m a n c e ，w h i c hi su s e f u lt os e m i c o n d u c t o ro p t o e l e c t r o n i c d e v i c e sw h on e e dal a r g en u m b e ro fq u a n t u mw e l l st og e tt h eo p t i m a lp e r f o r m a n c e w e u s e dt h es t r a i n c o m p e n s a t e dm u l t i - q u a n t u m w e l l ( s c m q w ) s t r u c t u r e sa st h ea c t i v el a y e r s o fl e dw h e r et h eb a r r i e rl a y e r sa n dq u a n t u mw e l l l a y e r s a r eu n d e rt e n s i l es t r a i na n d c o m p r e s s i v es t r a i n ，r e s p e c t i v e l y b yd o i n gs o ，l a t t i c ee x p a n s i o ni nt h eb a r r i e r s ( o rw e l l s ) c a nb eb a l a n c e db yl a t t i c ec o n t r a c t i o ni nt h ew e l l s ( o rb a r r i e r s ) a n dt h ec o m b i n e dc y c l e g r o w s a tt h eg a a sl a t t i c ec o n s t a n ta n dm a i n t a i n si nt h er a n g eo f e l a s t i cs t r a i n a p p l y i n go ft h et h e o r yo f s t r a i n e dk o h n - l u t t i n g e rh a m i l t o n i a n ，w ec a l c u l a t e dt h e n e a rb a n d g a ps t r u c t u r eo fs t r a i nc o m p e n s a t e d m q w t a k i n g i n t oa c c o u n to ft h eb a n ds h i f t o fs c m q wc a u s e db yt h es t r a i ni nt h eq u a n t u mw e l l sa n dt h eb a r r i e r s ，w ea p p l i e d4 4 l u t t i n g e r - k o h n h a m i l t o n i a na n dc o n v e n e di tt o d i a g o n a l m a t r i x t h e n s o l v e dt h e s c h r o d i n g e re q u a t i o na tk l = 0 t og e tt h eb a n d g a ps h i f to f s c m q w ，w h i c hw a ss i m p l et o c a l c u l a t ea n dc l e a rt ou n d e r s t a n d t h i sw a st h et h e o r e t i cb a s i st od e s i g na n df 曲r i c a t et h e s c m q w l e d si nt h ep r e s e n t p a p e r d u et ot h eq u a n t u ms i z ee f f e c t ，t h e e m i t t i n gw a v e l e n g t hf r o mt h en a t u r a lg a l n p q u a n t u mw e l li sa b o u t6 3 0 n m t og e tt h eo p t i m a lp e r f o r m a n c eo ft h e6 5 0 n ma n d5 7 0 n m a i g a l n pl e d ，w ea t t e m p t e dt ou s es c m q w s t r u c t u r ea st h ea c t i v el a y e r s t h ee p i t a x i a l s c m q w m a t e r i a l sm a i n t a i n e dh i g h c r y s t a lp r o p e r t i e sd u e t ot h es t r a i nc o m p e n s a t e de f f e c t a n dt h eq u a n t u ms i z ee f f e c t ，a tt h es a l t l et i m e ，t h ea lc o n t e n ti nt h eq u a n t u mw e l l sf o r 5 7 0 n ml e dw a sd e c r e a s e d ，w h i c hw e a k e n e dt h ee f f e c to fi n d i r e c t b a n d g a pf a c t o ra n d o x y g e nd o p i n g ，a n di n c r e a s e dt h ee f f i c i e n c yo ft h ei n j e c tc a r r i e r sa n dt h e e m i t t i n g t r a n s i t i o na n d i m p r o v e d t h e o u t p u ti n t e n s i t y a n d e f f i c i e n c y o ft h el e dd e v i c e s d o u b l e - c r y s t a lx r a yd i f f r a c t i o n ，p ls p e c t r a ，e l e c t r o c h e m i c a l c - vw e r e a p p l i e d t o c h a r a c t e rt h ep r o p e r t i e so f e p i t a x i a lm a t e r i a l s a n da f t e rt h ef a b r i c a t i o np r o c e s so f t h el e d c h i p ，e ls p e c t r aa n dt h el i g h ti n t e n s i t ya n di - vc h a r a c t e r i s t i c sw e r eu s e dt om e a s u r et h e p e r f o r m a n c eo f t h es i n g l en u d el e d c h i p i tw a sc o n c l u d e dt h a tt h ec r y s t a lq u a l i t yo f t h e e p i t a x i a ll a y e r sa n dt h ed o p i n ga n dt h ee m i t t i n gw a v e l e n g t hw e r ea l lc o i n c i d e n tw i mt h e v i i 山东大学博士学位论文 e x p e c t e dd e m a n d sa n dt h ee x c e l l e n td e v i c ep e r f o r m a n c ew a so b t a i n e df o r6 5 0 n ma n d 5 7 0 n ml e d s a n dt h el i g h tb r i g h t n e s so f s i n g l en u d e6 5 0 n t ol e dc h i pw a sm e a s u r e dt o b e7 0 m c d t h el e d w a v e l e n g t hd e c r e a s e dw i t h o u ti n c r e a s i n ga 1c o n t e n ti nt h eq u a n t u m w e l ld u et ou s i n gs c m q wa st h ea c t i v el a y e ro ft h e5 7 0 n ml e d a n dt h el i g h tb r i g h t n e s s o f3 0 m c dw a so b t a i n e df o rs i n g l en u d e5 7 0 n ml e d c h i p t h es c m q w s t r u c t u r eu s e di n t h ea i g a l n ph b - l e dh a sn o tb e e n r e p o r t e db e f o r ei no u rk n o w l e d g e n e a ri n f x a r e dl i g h te m i t t i n gd i o d e s ( n i r - l e d s ) h a v eb e e nw i d e l yu s e df o rl i g h t s o u r c e so fr e m o t ec o n t r o ls y s t e m sa n do p t i c a lc o m m u n i c a t i o n s h i g ho u t p u tp o w e ri s d e m a n d e df o rt h e s ea p p l i c a t i o n s ，w h i c hn e e d sal a r g en u m b e ro fq u a n t u mw e l l si nt h e a c t i v el a y e r s h o w e v e r , i nt h i sw a v e l e n g t h r a n g e ，t h e r ei sn o m a t e r i a l ss y s t e mw h o s el a t t i c e c o n s t a n ti sm a t c h e dt ot h a to ft h eg a a so ri n ps u b s t r a t e s s ot h es t r a i nm a t e r i a l ss y s t e mo f i n g a a se m i t t i n gw a v e l e n g t ho fn e a r - i n f r a r e dr e g i o n ( s 0 0 u m - 1 2 0 0 u m ) g a i n st h er e s e a r c h i n t e r e s tr e c e n ty e a r s b a s e do nt h es t r a i ni n g a a sm a t e r i a l ss y s t e m ，w ed e s i g n e da n d e p i t a x i a lg r e w t h ei n g a a s g a a s ps c m q wt om a k et h ew h o l el a t t i c ec o n s t a n tm a t c ht h a t o ft h eg a a ss u b s t r a t ea n dt oi m p r o v et h ee p i t a x i a lq u a l i t ya n dt h ed e v i c ep e r f o r m a n c e t o g e t t h ee m i t t i n gw a v e l e n g t ho f9 4 0 n m , w eh a dg r o w nt h ei n g a a s a i g a a ss t r a i nm q wt o r e s e a c ht h ed e p e n d a n c eo f o p t i c a lp r o p e r t yo n t h ei n c o m p o s i t i o na n dt h et h i c k n e s so f t h e q u a n t u mw e l l s a n dw ea l s o h a dg r o w nt h ei n g a a s g a a s ps c m q wt or e s e a r c ht h e d e p e n d e n c eo fo p t i c a lp r o p e r t ya n de p i t a x i a lc r y s t a lq u a l i t yi nt h es c m q w s t r u c t u r eo n t h es t r a i n c o m p e n s a t e de f f e c t d u et ot h epc o m p o s i t i o ni n c o r p o r a t i o ni nt h eb a r r i e r s d o u b l e c r y s t a lx - r a yd i f f r a c t i o n a n dp ls p e c t r au n d e rt h er o o mt e m p e r a t u r ew e r e m e a s u r e d i tw a si n d i c a t e dt h a tt h eo p t i c a lp r o p e r t ya n dt h ee p i t a x i a lc r y s t a lq u a l i t yo ft h e s c m q w s t r u c t u r ew e r ei m p r o v e d b y t h es t r a i nc o m p e n s a t e de f f e c t t h e nw eu s e dt h ei n g a a s g a a s ps c m q ws t r u c t u r eg r o w n b ym o c v ds y s t e ma s t h ea c t i v el a y e r so f9 4 0 u r nn e a r - i n f r a r e dl e df o rh i g ho u t p u t - p o w e r f o rc o m p a r i s o n ， i n g a a s ( a 1 ) o a a ss t r a i n e dm q w l e d sw e r ea l s om a n u f a c t u r e d n l ea b s o r b a n c eo ft h e g a b ss u b s t r a t ea tt h ew a v e l e n g t ho f9 4 0s i l lw a ss ow e a kt h a tw ec o u l du s ei t a st h e t r a n s p a r e n ts u b s t r a t ea n dc u r r e n t - e x p a n d i n ga n d w i n d o w l a y e r a n dw e u s e da u b e a l l o ya s t h ep - s i d ee l e c t r o d ea n dl i g h tr e f l e c t o ro f9 4 0ml e d sa n dt h es i n g l en u d el e d c h i pw a s p u td o w n o nt h ec o p p e rh e a d e rp - 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