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北京邮电人学硕十论文摘要 半导体异质外延材料的应变场及量子点弛豫度的计算 摘要 本论文的资助来源为：国家“9 7 3 ”重点基础研究发展计划“单片 集成光电子器件的异质兼容理论与重要结构工艺创新”和国家自然科 学基金“基于应变机制长波长g a a s 基量子异质结构材料的研究 。 半导体异质外延材料和量子点材料在纳米电子学、光电子学中具 有广泛的应用前景。对异质外延材料应变场与量子点材料弛豫度的研 究将对进一步研究这些材料的生长和制备产生重要意义。本论文中紧 密围绕光电子材料和与器件相关的理论和技术进行展开，运用有限元 方法研究了半导体异质外延材料的应变场和半导体量子点材料的弛 豫度问题。 首先，运用有限元方法对半导体异质外延材料进行分析，通过有 限元计算，结合文献中的模型得到了异质外延材料的应力、应变分布。 进一步具体分析了i n g a a s g a a s 体系中应力、应变在外延层和衬底 中的分布，并且比较了不同衬底高度和不同i n 含量下i n x g a l , , a s g a a s 体系中应变场的分布。 其次，运用有限元方法研究不同形状的量子点的应变能量分布和 弛豫度随着高宽比变化的规律，分析了量子点间距和量子点形状对量 子点应变弛豫的影响，定量的讨论了量子点的弛豫度与量子点形状之 间的关系。计算结果表明，在不考虑表面能的情况下，当量子点高宽 比增加时，弛豫度上升，并且发现平项金字塔形量子点最先达到稳定； 岛间距增大时，量子点内应变能下降，其中立方体形量子点应变能下 降最快。计算结果表明，研究量子点弛豫度将对研究量子点成岛过程 具有重要意义。 最后，对所做的工作做了总结与展望。 关键词：异质外延，量子点，应变，应力，有限元，弛豫 北京邮i 乜人学硕： ：论文 t h ec a l c u i 。加o no fs t r a i nf i e l di n s e m i c o n d u c t o rh e t e r o e p i t ax yn 灯e r i a la n d q u a n t u md o tr e l a xd e g r e e a b s t r a ( 了r t h i sw o r kw a ss u p p o r t e db yt h en a t i o n a l 9 7 3 b a s i cr e s e a r c h p r o g r a mo fc h i n a “t h e o r e t i c a l a n dt e c h n i c a li n n o v a t i o no nt h e c o m p a t i b i l i t y i s s u e so fh e t e r o g e n e o u sm a t e r i a lf o rt h em o n o l i t h i c i n t e g r a t e do p t o e l e c t r o n i cd e v i c e s ”，a n dt h en a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c e f o u n d a t i o no fc h i n a i n v e s t i g a t i o no nl o n gw a v e l e n g t hg a a sq u a n t u m h e t e r o g e n e o u ss t r u c t u r em a t e r i a l sb a s e do ns t r a i nm e c h a n i s m t h em a t e r i a l so fs e m i c o n d u c t o rh e t e r o e p i t a x ya n dq u a n t u md o t sa r e w i d e l yu s e di nt h ef i e l d ss u c ha sn a n o e l e c t r o n i c sa n do p t o e l e c t r o n i c s t h i sd i s s e r t a t i o na d o p t e df i n i t ee l e m e n tm e t h o d st oa n a l y z et h es t r a i n s t r e s sa n dr e l a xd e g r e eo ft h em a t e r i a l s f i r s t l y , w ea n a l y z e dt h es t r a i na n ds t r e s sd i s t r i b u t i o n su s i n gf i n i t e e l e m e n tm e t h o d sa c c o r d i n gt ot h ep a p e r sr e f e r e n c e d t h e nt h es t r a i ni n t h ee p i l a y e ra n ds u b s t r a t eo fi n g a a s g a a ss y s t e mw a sa l s os t u d i e d ，a n d t h ei n f l u e n c e so fd i f f e r e n th e i g h t so fs u b s t r a t ea n dd i f f e r e n tc o n t e n t so fi n w e r ea l s od i s c u s s e d s e c o n d l y , t h ed i s t i l b u t i o no fs t r a i ne n e r g ya n dt h es t r a i nr e l a x e d d e g r e e ，a sf u n c t i o n so ft h ea s p e c tr a t i oi nd i f f e r e n ts h a p e dq u a n t u md o t s ， w e r es t u d i e du s i n gf i n i t ee l e m e n tm e t h o d t h ei m p a c to ns t r a i nr e l a x a t i o n o r i g i n a t i n g f r o mt h e s h a p ea n dt h e i n t e r - i s l a n d d i s t a n c e ，w a s a l s o q u a n t i t a t i v e l ya n a l y z e d t h e r e s u l t si n d i c a t et h a tw h e n i g n o r i n gt h e s u r f a c ee n e r g y ，t h er e l a x e dd e g r e ea s c e n d sw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ea s p e c t r a t i or e g a r d l e s so ft h es h a p e s ，a m o n gw h i c ht h et r u n c a t e dp y r a m i d q u a n t u md o t st e n dt ob es t e a d ye a r l i e rt h a no t h e r s w i t ht h er i s eo ft h e i n t e r i s l a n dd i s t a n c e ，t h es t r a i ne n e r g yi nt h ed o t sd e c r e a s e s ，e s p e c i a l l yi n t h ec u b i cd o t s i ti sg o o dr e f e r e n c ef o rt h er e l a x e dd e g r e eo nc o n t r o l l i n g 北京邮电大学硕士论文a b s l l r a c t t h es h a p e so fq u a n t u md o t s f i n a l l y , t h es t u d yw a ss u m m a r i z e da n dv i e w e d k e y w o r d s ：h e t e r o - e p i t a x y , q u a n t u md o t ，s t r a i n ，s t r e s s ，f i n i t ee l e m e n t ， r e l a x a t i o n 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内 容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：兰叁塑日期： 呈翌 ：2 ：圣 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的 规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮 电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分 内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 至叁塑 导师签名：盒篁也 导师签名：啦至坠 同期沙7 、2 - 2 舌 日期_ 缨：竺 北京邮电人学硕l ：论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 论文研究的背景、目的和进展 半导体科学与技术在2 0 世纪科学技术的突破性发展中起着关键的作用，它 带动了新材料、新器件、新技术和新的交叉学科的发展，并在许多技术领域引起 了革命性变革和进步，从而产生了现代的计算机产业、通信产业和n 技术。目 前发展迅速的半导体微纳电子器件、光电子器件，量子信息又将推动本世纪的 技术发展和产业革命。 半导体异质外延研究是半导体科学中的一个重要内容，在理论和应用上具有 非常重要的意义，吸引了中外众多学者的兴趣。在半导体异质外延材料中电子的 行为、光和电子的相互作用以及其他一些物理性质与在单一材料的半导体材料中 不同，因此，半导体异质外延材料广泛的应用在半导体器件的设计和制备中，从 而实现某些单一材料无法实现的功能。近十几年来，对半导体异质外延材料的研 究，无论在理论上还是在应用上都取得了很大的进展【蚓，二维电子气、调制掺 杂、量子阱以及超晶格的研究为半导体异质外延材料增添了许多全新的物理内 容。异质结晶体管、高电子迁移率器件、异质结激光器和量子阱及超晶格器件在 集成电路、集成光学和光纤通信中有着重要的应用前景。 然而，在异质外延材料的生长中，还存在着许多亟待解决的问题。- 般来讲， 外延生长晶体与衬底材料晶体之间不可避免地存在晶格失配。当外延层较薄时， 外延层和衬底之间靠弹性应力相互约束，在生长面内，晶格常数相同，体系保持 共格生长；当外延层达到一定厚度时，仅靠弹性应变不能维持这种约束，需要通 过产生失配位错来释放应力。而薄膜的性能对位错缺陷十分敏感，过多的位错使 薄膜的性能显著降低。对于大失配异质材料外延生长来说，这个问题尤其突出。 如何避免和消除这一负面影响，是目前材料制备中的一个迫切要解决的关键科学 问题。 1 9 6 9 年l e s k i 和r t s u 提出了超晶格的概念【5 】，此后以半导体超晶格、量子 阱、量子线和量子点材料为代表的低维半导体结构成为凝聚态物理领域中最活跃 的前沿领域之一。低维半导体材料通常指出三维体材料外的二维( 量子阱、超品 格) 、一维( 量子线) 和零维( 量子点) 材料。在量子线材料中，载流子仅在一 个方向可以自由运动，而在另外两个方向则受到约束；在量子点中，载流子在三 个纬度上都受到势垒约束而不能自由运动。随着低维半导体材料尺寸的减小，其 物理性质将发生改变。当低维半导体材料的尺寸与电子或空穴的德布罗意波长相 北京邮电大学硕士论文第一章绪论 比拟时，低维结构中的电子受到势垒约束限制，表现出明显的量子效应，如共振 隧穿，声子约束，低维电子气等1 6 刀。这些特性使低维半导体材料，尤其是三维 受限的半导体量子点有比普通的体材料更广泛的应用前景。半导体量子点材料主 要应用于光通信及信息领域，称为信息功能材料，同时，半导体量子点的大小在 纳米量级，因此也被称为纳米材料。 可以看到量子点材料具有良好的物理性质，广泛的应用前景，下面介绍半导 体量子点的应用。 1 单电子晶体管 基于库仑阻塞效应和量子尺寸效应制成的半导体单电子器件由于具有小尺 寸、低损耗，而日益受到人们的关注。单电子晶体管是通过控制在微小隧道结体 系中的单个电子的隧穿来实现特定功能的器件。其工作原理是基于库仑阻塞效 应。微小隧道结是单电子器件的基本单元，可利用超薄硅膜( 包括非晶硅、纳米 硅) 及a 1 g a a s g a a s 等异质结构，经平面工艺加工或直接制成这样的微小隧道 结，即量子点结构。近年来，对于单电子器件，特别是单电子晶体管几单电子存 贮器的研究比较活跃。低温工作的单电子晶体管己在1 9 8 7 年研制成功i s , 9 l ，1 9 9 7 年又报道了室温工作的单电子晶体管开关i 删。利用这种单电子晶体管的电导对 岛区极为敏感的性质制成的超快速和超灵敏的静电计，分辨率高达 1 2 x 1 0 - 5 e - z i ，比目前最好的商用半导体静电计高6 7 个数量级，可用来检测 小于万分之一电子电荷的电量。目前的技术水平已经能够制造室温工作的单电子 晶体管。 2 红外探测器 基于带间跃迁机制制成的半导体红外探测器，主要是依靠俄歇复合机制而工 作1 1 1 】，需要冷却到低于室温，因而其应用受到限制，因此人们开始研究在量子限 制结构中基于带内跃迁的半导体器件。量子点红外探测器与量子阱红外探测器相 比有着明显的优点：量子阱红外探测器由于选择定则的限制，对正入射光照不敏 感；而对于量子点红外探测器，由于量子点中局域态的存在，使得带内跃迁能被 正入射光照诱发。而且量子点中由于声子散射的减少，光激载流子在驰豫到基态 前形成光电流，从而提高探测效率。由于声子瓶颈效应，量子点激发态中载流子 寿命的延长也有利于改善探测器性能，加强量子效应，有望提高器件的工作温度。 3 量子点激光器 量子点激光器是量子点材料的重要应用之一，量子点激光器与现在己经发展 得很成熟的量子阱激光器的惟一不同是量子点激光器的有源区是由量子点构成 的，而不是量子阱。由于二者的结构相似，工艺兼容，加之量子点激光器具有量 子阱激光器无与伦比的优异性能，故量子点激光器的研制是量子点应用的首选器 2 北京邮电大学硕上论文 第一章绪论 件。在半导体激光器中，激光的产生主要是通过受激辐射。而要实现受激发射， 必须满足三个条件：粒子数反转( 高能态的粒子数大于低能态的粒子数足够多) ；通 过反馈形成光振荡；满足一定的阈值条件。由态密度形状可知，与量子阱、量子 线相比，量子点更容易实现粒子数反转。因为对于量子点来说，相邻能级相距比 较远，所以只要从最高的价带能级激发两个电子到最低的导带能级，就达到粒子 数反转。而对于量子阱来说，则需要考虑整个子能带的填充，要达到粒子数反转 相对较困难。根据理论计算，当反射系数为0 9 时，量子点激光器的阈值电流可 低达a 量级。并且，若量子点的能级间距大得多，能级上的电子占据数将不随 温度而变化。因此大大减弱阈值电流与温度的关系，其温度稳定性更好。自1 9 9 4 年第一台应变自组装量子点激光器研制成功以来【1 2 1 ，这方面的研究己取得突破 性进展，目前的研究热点是长波长单模量子点激光器。2 0 0 1 年q i u 和g o g n a 将 四层i n a s 量子点置于应变i n g a a s 量子阱中i ” ，形成有源区并配合脊形波导， 腔长为1 5 m m 温度1 0 0 0 摄氏度时，激射波长为1 3 a m ，输出功率为1 5 m w ，室 温下微分增益5 5 ，单面输出功率为5 0 r o w t l 4 l 。最近g a a s 基上的g a i n n a s 量 子点和i n p 基量子点的光致发光峰已扩展到光纤通信的另一个窗口1 5 5 z 1 1 1 【1 5 - 1 8 1 o 4 量子计算 量子计算是以量子力学原理进行计算的装置，基本信息单元叫做量子比特， 是实现量子计算的关键。研究表明，半导体量子点中的自旋态可以用来构造量子 比特【1 9 2 0 1 。1 9 9 8 年，l o s 和d i n c e i l z o 【2 1 】描述t n 用耦合单电子量子点上的自 旋态来构造量子比特，实现信息传递的方法。2 0 0 1 年，j e o n g 和c h a n g 首次探测 到连在一起的一对量子点中各自的电子自旋状态瞄j ，并以此为基础研制成计算 机电路板上的开关电路。2 0 0 2 年7 月日本富士通研究所的研究员成功的在半导 体基片上实现了量子点间的电子传递i 矧。2 0 0 3 年日本n e c 公司及一家公共研究 团体宣布首次实现了两个电晶体之间的量子纠缠。 5 单光子光源 经典光源由大量的光子组成，由它发出的光子遵循泊松统计分布规律或超泊 松统计分布规律。单光子光源与普通光源不同，它能稳定地发射单个光子流，这 种光子流在规定时间内只包括一个光子，称为“反聚束 源。实验表吲肄2 6 j ，半 导体量子点能发出单个光子，可用来制造“反聚束”源。而且，应用激光脉冲激 发量子点，产生的电子空穴对将复合发出一个惟一波长的光子，每个光予可由光 谱分离器分离出来。与其它“反聚束 源相比，量子点“反聚束 源具有高的振 子强度，窄的谱线宽度，且不会发生退色。2 0 0 1 年斯坦福大学的s a n t o r i 和 p e l t o n o n z 7 j 使用g a a s 衬底上生长的i n g a a s 量子点制造出了量子点单光子光源， 3 北京邮电大学硕士论文 第一章绪论 量子点密度为1 1 m 2 ，并实验证明了产生反聚束的可能性。目前，每个脉冲产 生一个光子的器件己经研制成功。存在的问题是如何把产生的光子沿某一特定方 向高效率地发射出去，一个可能的办法是通过把量子点嵌入一个微光学腔中来解 决。最近p e l t o n 掣2 8 j 利用微柱形微腔来引导光子，采用这一方法能够使单个光 子进入单模行波的效率提高到3 8 ，比不使用微腔高出两个数量级，且单个脉冲 包含多个光子的几率也减小了7 倍【2 9 l 。在量子密码通信中，这种高效率的单光 子光源有利于提高传输距离范围内的安全密码传输率。 理论上量子点激光器的性能确实非常好。但是由于还存在一些困难没克服， 到目前为止，量子点激光器仍然没有得到广泛应用。从量子点本身的性质出发， 存在声子瓶颈效应。当电子被注入到势垒区的高能级上时，它必须依靠与声子的 散射作用( 放出声子) ，才能弛豫到量子阱或量子点中的低能级上。声子散射要求 能量守恒和动量守恒。对于量子阱来说，由于子能带的存在，这两个条件很容易 同时满足。但对于量子点而言，由于电子能级都是分离的，很难使两个能级能量 差恰好等于一个光学声子的能量。因此，认为量子点缺乏一种有效的载流子弛豫 途径，称之为声子瓶颈效应。事实上，后来的实验证明，这个问题并不像原来想 象的那么严重。在量子点中存在一个很快的捕获和弛豫机制。现在已经提出一种 弛豫机制：俄歇过程。理论计算表明【刈，如果二维电子空穴等离子体的密度为 1 0 1 0 c m ，则电子和空穴的弛豫时间将低达l o p s ，而这一密度对量子点来说容易 达到，但这一弛豫机制还需要实验证明。 从制造工艺上来讲，量子点的尺寸大小均匀性不好控制，也使它的发展受到 了阻碍。目前，生长大小均匀度好的量子点是制造激光器和其他使用器件的关键。 而且不同的应用对半导体量子点材料的要求并不完全相同，为了生长出满足不同 应用要求的半导体量子点材料，对量子点的生长和物理特性进行深入的研究是非 常必要的。 我们知道自组织量子点的s k 生长模式中，量子点材料和衬底材料之间的 晶格失配以及其所引起的应变场是量子点自组织生长的主要驱动力。量子点结构 中的应变不仅影响到岛的形状和分布，而且从本质上改变了电子能带结构，对光 电器件的性能产生很大的影响。所以，对于应变场性质的了解对量子点激光器的 器件构造是至关重要的。不同衬底取向、不同的表面活性、不同的生长温度和生 长速率、不同的i i l 族材料比等都会改变量子点的生长方式：不同应变层的设计 如盖层的改变、异变异质层、应变缓冲层的引入都将改变量子点的光电性质。欲 生长出更适合实际应用的优质量子点材料，生长动力学的控制，生长工艺的优化， 量子点尺寸、形貌和密度分布有序性控制和实现无缺陷生长，是制造高质量的量 子点激光器及其实用化的关键【3 1 l 。而实现这些除了需要实验的不断探索外，从 4 北京邮电人学硕 ：论文 第一章绪论 理论上把握量子点生长的规律性也是非常必要的，成熟的理论对实验研究具有指 导作用，只有从本质上掌握量子点生长的规律性，才能使实验研究少走弯路。 现在已经有许多方法用来分析量子点的应力应变，这些方法主要归结为三类： 一是基于连续介质弹性理论，获得应变分布的解析形式p 习；二是基于连续统一性 的数值方法，在假定的量子点形状下，应用有限差分或有限元，获得应变能极小 值的方法【3 3 1 ：三是采用经验势函数的分子动力学方法，利用计算机模拟。 目前对半导体量子结构材料的研究分基础研究和应用研究两个方面。基础研 究主要围绕着作为功能材料半导体量子点的生长条件、生长积累、量子点内的应 力、应变分布、量子点的形貌演化以及量子点的应变能量与弛豫问题而展开的， 应用研究则主要集中在量子点光电子器件的研制及其在通信和信息领域的应用。 我们研究小组之前已经在量子点应变场方面进行过大量研究，比如对自组 织量子点的研究，模型中含有对量子点各种形状的研究，研究内容涉及应变场中 的压电效应，量子点超晶格生长的垂直相关性等方面，并且进行了用蒙特卡罗动 力学方法模拟量子点生长的研究。 本论文研究了半导体异质外延材料应变场中的应力、应变，还研究了不同形 状量子点材料的应变能、弛豫度。 1 2 本论文的结构安排 本论文主要针对硕士期间围绕光通信应用领域相关的材料和器件展开的研 究工作进行撰写，主要内容如下： 第一章，绪论。介绍了半导体量子结构材料的研究背景，研究目的和进展。 第二章，半导体量子结构材料的的基本理论和背景知识。介绍了异质外延材 料和量子点材料的基本概念，生长模式和制备方法，并且对影响材 料生长的各种因素进行了总结。 第三章，基于有限元方法对半导体异质外延材料的应力分布进行计算研究。 模拟了文献中体材料应变场的分布图，建立模型并分别对不同衬底 高度和不同外延层材料这两种异质外延应变场进行计算和分析。 第四章，利用有限元方法对半导体量子点的应变能量和弛豫度进行研究和 讨论，研究了四种不同形状的量子点：平顶金字塔形，圆柱形，圆 锥形，方形。这些量子点为周期性排列，按照不同高宽比依次模拟 量子点的应变场。文中对弛豫度，量子点形状等内容进行了讨论。 第五章，论文总结及对后续工作的展望。 s 北京邮电大学硕士论文 第一章绪论 参考文献： 【1 】虞丽生，半导体异质结物理，第二版，科学出版社，2 0 0 6 ，6 7 【2 1 郝保红，黄俊华，晶体生长机理的研究综述，北京石油化工学院学报，1 4 ( 2 ) ， 2 0 0 6 3 s cj a i n ，w i l l a n d e rm ，m a e sh e ，s t r e s s e sa n ds t r a i n si ne p i l a y e r ss t r i p e sa n d q u a n t u ms t r u c t u r e so fi i i vc o m p o u n ds e m i c o n d u c t o r s ，s e m i c o n d s c i t e c h n 0 1 ， 1 1 ，1 9 9 6 ，6 4 1 4 l s cj a i n ，m a e sh ea n dp i n a r d ik s t r e s s e sa n ds t r a i n si nl a t t i c e m i s m a t c h e d s t r i p e s ，q u a n t u mw i r e s ，q u a n t u md o t s ，a n ds u b s t r a t e si ns it e c h n o l o g y ，j a p p l p h y s ， 7 9 ，1 9 9 6 ，1 1 【5 l l e s a k i ，r t s u ，i b mr e s n o t e ，r c - 2 4 1 8 ，1 9 6 9 【6 d s c h e m l a ，d b m i l l e r ，p w s m i t h ，a c g o s s a r d ，w w i e g r n a n n ， e l e c t r o a b s o r p t i o nb ys t a r ke f f e c to nr o o m t e m p e r a t u r ee x c i t o n si ng a a s g a a i a s m u l t i p l eq u a n t u mw e l ls t r u c t u r e s ，a p p l p h y s l e t t ，4 2 ，1 9 8 3 。8 6 4 【7 d a b m i l l e r ，d s c h e m l a ，d s d a m e n ，e ta 1 ，b a n d - e d g e e l e c t r o a b s o r p t i o ni n q u a n t u mw e l ls t r u c t u r e s ：t h eq u a n t u m - c o n f i n e ds t a r ke f f e c t ，p h y s r e v l e t t ，5 3 ， 1 9 8 4 ，2 1 7 3 【8 ta f u l t o n ，gjd o l a n ，o b s e r v a t i o no fs i n g l e i f l e c t r o nc h a r g i n ge f f e c t si ns m a l l t u n n e lj u n c t i o n s ，p h y s r e v l e t t ，5 9 ，1 9 9 7 ，1 0 9 【9 lsk u z m i n ，kk l i l d a a r e v ，d i r e c te x p e r i m e n t a lo b s e r v a t i o no fd i s c r e t ec o r r e l a t e d s i n g l e e l e c t r o nt u n n e l i n g ，j e t pl e t t ，5 ( 8 ) ，1 9 8 7 ，4 9 5 【1 0 rs c h o e l k o p f ，pw a h l g r e n ，ak o z h e v n i k o v ，t h er a d i o - f r e q u e n c y s i n g l e - e l e c t r o nt r a n s i s t o r ( r f s e t ) ：af a s ta n du l t r a s e n s i t i v ee l e c t r o m e t e r ， s c i e n c e ，2 8 0 ，】9 9 8 。12 3 8 【11 n n l e d e n t s o v ，a r k o v s h ， a p v 瓠i l ，e v，e s s e m e n o v a， a e z h u k o v ，n a m a l e e v ，s s m i k h r i n ， m v m a x i m o v ， y u m s h e m y a k o v ， n v k r y z h a n o v s k a y a ，v m u s t i n o v ，a n dd b i m b e r g ，l o n g - w a v e l e n g t hl a s e r sb a s e d o nm e t a m o r p h i c q u a n t u md o t s ，e l e c t r o n i c sl e t t e r s3 9 ，2 0 0 3 ，1 12 6 【1 2 a e z h u k o v ，r k o v s h ，s s m i k h r i n ，e s s e m e n o v a ，n a m a l e e v ，a p v a s i l e v ， e v n i k i t i n a ， n v k r y z h a n o v s k a y a ，a g g l a d y s h e v ，y u m s h e r n y a k o v ， y u g m u s i k h i n ，m v m a k s i m o v ，n n l e d e n t s o v , v m u s t i n o v ，a n dz h i a l f e r o v 。 m e t a m o r p h i cl a s e r sf o r1 3 叫ms p e c t r a lr a n g eg r o w no ng a a ss u b s t r a t e sb ym b e ， 6 北京邮电人学硕上论文 第一章绪论 s e m i c o n d u c t o r s ，3 7 ，2 0 0 3 ，1 1 1 9 1 1 3 e c l er u ，e h o w e ，t s j o n e s ，a n dr m u r r a y ，s t r a i n e n g i n e e r e di n a s g a a s q u a n t u md o t sf o rl o n g - w a v e l e n g t he m i s s i o n ，p h y s r e v b ，6 7 ，2 0 0 8 ，1 6 5 3 0 3 【1 4 r s a n t o p r c t e ，b e l i t ak o i l l e r ，r b c a p a z ，e ta 1 ，t i g h t - b i n d i n gs t u d yo ft h e i n f l u e n c eo ft h es t r a i no nt h ee l e c t r o n i cp r o p e r t i e so fi n a s g a a sq u a n t u md o t s ， p h y s r e v b ，6 8 ，2 0 0 3 ，2 3 5 3 1 1 【1 5 l e es e u n g w o n ，l l a z a r e n k o v ao l g a ，p a u lv o na l l m e n ，o y a f u s of a b i a n o ，e ta 1 ， e f f e c to fa n l a a r m o n i d t yo ft h es t r a i ne n e r g yo nb a n do f f s e t si ns e m i c o n d u c t o r n a n o s t r u c t u r e s ，p h y s r e v b ，7 0 ，2 0 0 4 ，1 2 5 3 0 【1 6 1 q ：占国，物理，1 1 ，2 0 0 0 ，6 4 4 【1 7 ms o p a n e n ，hp x i n ，cwt u ，s e l f - a s s e m b l e dg a l n n a sq u a n t u md o t sf o r1 3a n d 1 5 5 t me m i s s i o no ng a a s ，a p p l p h y s l e t t ，7 6 ，2 0 0 2 ，9 9 4 【1 8 hs a i t o ，kn i s h i ，io g u r a ，e ta 1 ，r o o m - t e m p e r a t u r el a s i n go p e r a t i o no fa q u a n t u m d o tv e r t i c a l - c a v i t ys u r f a c e - e m i t t i n gl a s e r ，a p p l p h y s l e t t ，6 9 ，1 9 9 6 ，3 1 4 0 【1 9 as h n i r m a n ，gs c h o n ，q u a n t u mm a n i p u l a t i o n so fs m a l lj o s e p h s o nj u n c t i o n s ， p h y s r e v l e t t ，7 9 ，1 9 9 7 ，2 3 7 1 【2 0 ym a k h l i n ，gs c i e n c e ，as h n i r m a n ，j o s e p h s o n - j u n c t i o nq u b i t sw i t hc o n t r o l l e d c o u p l i n g s ，n a t u r e ，3 9 8 ，1 9 9 9 ，3 0 5 【2 1 dl o s s ，dpd i v i n c e n z o ，q u a n t u mc o m p u t a t i o nw i t hq u a n t u md o t s ， p h y s r e v a ，5 7 ，1 9 9 8 ，1 2 0 【2 2 hj e o n g ，amc h a n g ，mr m e l l o c h ，t h ek o n d oe f f e c ti na na r t i f i c i a lq u a n t u m d o tm o l e c u l e ，s c i e n c e ，2 9 3 ，2 0 0 1 ，2 2 2 1 【2 3 d s c h e m l a ，d b m i l l e r ，e w s m i t h ，a c g o s s a r d ，w w i e g m a n n 。 e l e c t r o a b s o r p t i o nb ys t a r ke f f e c to nr o o m t e m p e r a t u r ee x c i t o n si ng a a s g a a i a s m u l t i p l eq u a n t u mw e l ls t r u c t u r e s ，a p p l p h y s l e t t ，4 2 ，19 8 3 ，8 6 4 【2 4 zz o u ，dl h u f f a k e r ，sc s u t a k ，e ta 1 ，g r o u n ds t a t el a s i n gf r o ma q u a n t u m d o t o x i d e - c o n f i n e dv e r t i c a l c a v i t ys u r f a c e e m i t t i n gl a s e r ，a p p l p h y s l e t t ，7 5 ，1 9 9 9 ， 2 2 【2 5 ja l o t t ，nn l e d e n t s o n v ，vmu s t i o o v ，e ta 1 ，e l e c t r o n i c sl e t t e r ，3 6 ，2 0 0 2 ， 1 3 8 4 【2 6 mg r u n d m a n n ，nnl e d e n t s o n v ，h o p f e rf ，e ta 1 ，m a t e r i a l si ne l e c t r o n i c s ， j o fm a t e r i a l ss c i ，3 6 ，2 0 0 2 ，6 4 3 【2 7 1 p a k r u g ，t s t e p h e n s ，g y o f f c ，d i s p e r s i o nc o m p e n s a t i o no v e r2 7 0 k ma t1 0 g b s u s i n go f f s e t - c o r ec h i r p e df i b e rb r a g gg r a t i n g ，e l e c t r o n l e t t ，3 1 ，1 9 9 5 ，1 1 0 9 1 7 北京邮电大学硕上论文 第一章绪论 【2 8 a h g n a u c k ，l d g a r r e t t ，e f o r g h e i r i ，v g u s m e r o l i ，d s c a r a n o ，8x 2 0 g b s 3 1 5 k i n ，8 x l o g b s4 8 0 k i nw d mt r a n s m i s s i o no v e rc o n v e n t i o n a lf i b e ru s i n gm u l t i p l e b r o a d - b a n df i b e rg r a t i n g s ，i e e e p h o t o n t e c h n 0 1 l e t t ，1 0 ( n o 1 0 ) ，1 9 9 8 ，1 4 9 5 【2 9 j f b r e n n a n ，eh e r n a n d e z ，j a v a l e n t i ，d i s p e r s i o na n dd i s p e r s i o n s l o p e c o r r e c t i o nw i t haf m e rb r a g g g r a t i n go v e rf u l lc - b a n d ，o f c 2 0 0 1 ，p h l 2 1 【3 0 y w s o n g ，z p a n ，s m r m o t a g h i a nn e z a m ，c y u ，y w a n g ，d s t a r o d u b o v ， v g r u b s k y ，j e r o t h e n b e r g ，j p o p e l e k ，h l i ，y u ，r c a l d w e l l ，r w i l c o x ，a n d a l a ne l i - w i l l n e r ，t u n a b l ed i s p e r s i o ns l o p ec o m p e n s a t i o nf o r4 0 g b sw d m s y s t e m s u s i n gb r o a d b a n dn o n c h a n n e l i z e dt h i r d - o r d e rc h i r p e df i b e rb r a g gg r a t i n g s ， j l i g h t w a v et e c l m 0 1 ，2 0 ( n o 1 2 ) 2 0 0 2 ，2 2 5 9 【3 1 j x c a i ，k m f e n g ，a e w i u n e r ，v g r u b s k y ，d s s t a r o d u b o v ，a n dj f e i n b e r g ， s i m u l t a n e o u st u n a b l ed i s p e r s i o nc o m p e n s a t i o no fm a n yw d mc h a n n e l su s i n ga s a m p l e dn o n l i n e a r l yc h i r p e df i b e rb r a g gg r a t i n g ，i e e ep h o t o n i c st e c h n 0 1 l e t t ， 1 1 ( 1 1 ) ，1 9 9 9 ，1 4 5 5 【3 2 d l o s s ，dpd i v i n c e n z