Оптические и структурные свойства квантовых точек (In,Ga,Al)As на подложках арсенида галлия для светоизлучающих приборов диапазона 1.3-1.55 мкм тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф.ИОФФЕ РАН

Оптические и структурные свойства квантовых точек (1п, в а, А1)Аз на подложках арсенида галлия для светоиэлучающих приборов диапазона 1.3-1.55 мкм

(Специальность 01,04.10-физика полупроводников)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

На правах рукописи

ГЛАДЫШЕВ Андрей Геннадьевич

Санкт-Петербург 2006

Работа выполнена в Физико-Техническом институте им. Л.Ф.Иоффе Российской Академии

Наук.

Научный руководитель: доктор физ.-мат. паук

Леденцов Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. ваук

Пихгкн Александр Николаевич кандидат физ.-мат. ваук Берт Николай Алексеевич

Ведущая организация: Саякт Петербургский государственный

политехнический университет СПбГПУ

Защита состоится ^ 2006 г. в •/Учас. на заседании диссертационного совета

К002.205.02 при Физико-Техническом институте им. А.Ф.Иоффе РАН ло адресу: 194021, Санкт-Петербург, ул.Политехническая, д.26, ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Физико-Технического института им, А.Ф.Иоффе РАН.

Автореферат разослан ¡Оои^\яЩ2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат фкз.-мат. наук

Г.С.Куликов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы работы обусловлена необходимостью создания недорогих и эффективных источников и усилителей когерентного излучения диапазона 1,3-1.35 мкм. На настоящий момент в качестве излучателей в этом диапазоне длин волн используются лазеры на основе 1гЮаА5Р/1пР, которые имеют такие недостатки, как низкая температурная стабильность, трудности при создании вертикально-излучающих лазеров высокая оптическая нелинейность, приводящая к искажению сигнала и др. [1]. В настоящее время усилия многих исследовательских групп сосредоточены на получении лазеров диапазона 1.3 — 1.55 мкм на подложках ОаАз. Применение структур на подложках йаАз позволяет достигать более высокой температурной стабильности, благодаря большей энергии локализации носителей заряда в активной области, и использовать бездефектные АЮаАзЛЗаАв брэгговские зеркала, оксидированные ОаАа-АЮ зеркала, а также оксидированные АЮ апертуры при создании монолитных вертикально-излучающих лазеров. В качестве активной области таких лазеров наиболее перспективным представляется использование 1пАз квантовых точек (КГ), полученных, методом самоорганизации. Дело в том, что переходы между уровнями в КТ, будучи аналогичными переходам между строго дискретными уровнями отдельного атома, представляются идеальными для генерации лазерного излучения [2], что повышает температурную стабильность основных характеристик приборов и позволяет кардинально уменьшить эффект оптической нелинейности в оптических усилителях и лазерах. Преимущества метода формирования КТ с помощью самоорганизации заключаются в высокой воспроизводимости, отсутствии дефектов, связанных с постростовой обработкой, а также возможности создания приборной структуры в едином эпитаксиальном процессе.

За последнее десятилетие большой прогресс был достигнут в технологии роста квантовых точек ТпАгЛпОаАг, излучающих в области 1.3 мкм, на подложках баЛв [3]. При этом эффективного излучения на длине волны 1.55 мкм от КТ получить не удавалось вследствие большого рассогласования по постоянным решетки йаАз и 1пАз. Поэтому нами был предложен новый метол получения длинноволнового излучения от структур с КТ 1пА® на подложках ОаАа, основанный на метаморфной концепции роста. Данный метоп основан на получении низкодефектных зародышевых слоев Тпява^Аз (0<х<30%) на подложках СаАэ при низкотемпературном выращивании [4] и методах дефектоубирания в метаморфных слоях и КТ [5] и позволяет получать метаморфные слои 1п„Оа|.,Аз с КТ с высоким структурным совершенством [6,7].

Применение метаморфных слоев Еп.Са^А: в качестве матрицы, окружающей КТ 1пАз, является весьма перспективным подходом для сдвига длины волны излучения КТ в длинноволновую сторону. Такие КТ являются объектом новым и еще практически не изученным, что делает весьма актуальным исследование их структурных и оптических свойств.

Исследование методов и способов управления процессами формирования массивов самоорганизующихся КТ [пАз, позволяющих контролировать такие параметры КТ 1пАз, как их плотность, размеры, форма, и соответственно, энергетический спектр, является

чрезвычайно важным, как с точки зрения детального изучения процессов самоорганизации в процессе роста, так и для применения квантовых точек в современных полупроводниковых лазерах. Эффективным технологическим приемом, позволяющим контролировать объем и форму КТ In(Ga)As является использование заращивающих слоев InAI(Ga)As [8], [9], [10]. Для повышения температурной стабильности характеристик лазеров существенным является сохранение условий неравновесного распределения носителей по состояниям массива КТ ItiAs, в частности, с помощью увеличения энергетического интервала между основным и первым возбужденными состояниями. Поэтому разработка методов, позволяющих контролировать энергетический спектр КТ, а также исследования механизмов релаксации носителей в основное состояние КТ и зависимости оптических свойств КТ от температуры являются актуальными для улучшения характеристик приборов на их основе.

Осиовиац i|fjfb работы заключается в исследовании оптических и структурных свойств InAs/In(Ga, Al)As квантовых точек, сформированных в метаморфных матрицах [n,Gai.KAs на подложках GaAs, в оптимизации их свойств для использования в качестве активной области излучателей диапазона 1.3-1.55 мкм и разработке метода управления энергетическим спектром состояний носителей заряда в квантовых точках.

Научная новизна работы:

1. Впервые исследованы оптические и структурные свойства КТ InAs/InGaAs, сформированных в метаморфных матрицах In.Gai.iAs на подложках GaAs.

2. Предложен метод управления длиной волны люминесценции КТ InAs, сформированных в метаморфных матрицах In,Gai.KAs на подложках GaAs, позволяющий варьировать ее значение в диапазоне 1.35-1.6 мкм.

3. Впервые продемонстрирована высокая эффективность фотолюминесценции на длине волны 1,5 мкм при комнатной температуре от КТ InAs, сформированных в метаморфных матрицах IiuGai^As на подложках GaAs.

4. Методами возбуждения люминесценции и резонансной фотолюминесценции впервые исследовано влияние покрывающих слоев AlAs/lnAIAs на транспорт носителей заряда в КТ InAs, помещенных в матрицу Ga(Al)As.

5. Впервые показаио, что в КТ In As/In Al As реализуется неравновесное распределение носителей по состояниям ансамбля КТ вплоть до комнатной температуры.

6. Впервые исследованы оптические и структурные свойства КТ In As/In Al As, сформированных в метаморфных мэтрицах1 nKGai.tAs различного состава.

7. Методами фотолюминесценции и возбуждения люминесценции впервые исследовано влияние покрывающих слоев InAIAs на оптические свойства и транспорт носителей в КТ InAs, помещенных в метаморфную матрицу In^Gaj^As различного состава.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Длина волны излучения структур с квантовыми точками [пАкЛпйаАз в метаморфной матрице In.Gai.tAs может быть контролируемым образом изменена в диапазоне 1.35-1.59 мкм путем вариации состава материала матрицы и параметров осаждения квантовых точек.

2. В квантовых точках ТпАвЛпОаАя при изменении состава метаморфной матрицы 1п,Са|.,Аз от 0 до 30% происходит уменьшение энергии локализации носителей и энергетического зазора между уровнями размерного квантования вследствие увеличения латерального размера квантовых точек.

3. В квантовых точках ТпАбЛпОаАв при изменении состава матрицы [п,,Са[-,,Аз от 0 до 30% происходит уменьшение скорости изменения длины волны излучения квантовых точек с температурой от 0.37 до 0.27 мэВ/К, соответственно, в диапазоне температур от 200 до 480ГС,

4. В квантовых точках 1пАзМ1А5ЛпА1А5 в матрице Оа(А1)А®, благодаря высокой энергии локализации основного состояния относительно состояний матрицы, реализуется неравновесное распределение носителей в широком диапазоне температур, включая комнатную температуру.

5. Заращивай не квантовых точек 1пА$ тонкими слоями А1А8Лп1А11.1А5 и 1п«А1|.„Аз различного состава позволяет целенаправленно изменять энергетическое расстояние между основным и первым возбужденными уровнями размерного квантования от 80 мэВ до 135 мэВ для КТ в матрице СаА$ и от 38 мэВ до 48 мэВ для КТ в метаморфной матрице ТпйаАл, соответственно.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на:

- 10 Международном симпозиуме «Наноструктуры: Физика и Технология» (Санкт Петербург, 2002г), 12 Международном симпозиуме «Наноструктуры: Физика и Технология» (Санкт Петербург, 2004г), 13 Международном симпозиуме «Наноструктуры: Физика и Технология» (Санкт Петербург, 2005г),

• VII Российской конференции по физике полупроводников (Звенигород, 2005г),

- на международной концференции *Тгепс1з ш №по1есЬпо1о£у", (Барселона, 2005),

а также на научных семинарах Физико-Технического Института им. А.Ф.Иоффе РАН. Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 11 печатных работах, в том числе б в научных статьях и 5 в материалах конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 148 страницах машинописного текста. Диссертация включает также 43 рисунка, б таблиц и список литературы из 166 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во рвецеиии обоснована актуальность исследования свойств самоорганизующихся ГпАяЛп^а, А1)А5 квантовых точек (ЮГ), излучающих в диапазоне 1.3-1.55 мкм, полученных методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках ваА5, сформулирована цель диссертационной работы, изложены выносимые на защиту положения.

Первая глава посвящена обзору имеющейся литературы по свойствам полупроводниковых самоорганизующихся КТ на основе ОаАв. Первый раздел главы посвящен обзору методов формирования массивов КТ и влиянию условий осаждения при росте молекулярно-пучковой эпитаксии на параметры массивов КТ. Второй раздел посвящен свойствам самоорганизующихся КТ 1пА£/СаАз, полученных молекулярно-пучковой эпитаксией, В разделе описываются электронные и оптические свойства КТ ТпАб/ОаАэ, способы получения длинноволнового излучения (¡1=1.3 — 1.55 мкм) в структурах с КТ 1пА$/СаА$, влияние покрывающих слоев и материала матрицы на их свойства. Обсуждается вопрос о температурных зависимостях фотолюминесценции КТ [пАз/СаАз от 10К до 500К. Рассмотрены основные механизмы захвата и рекомбинации носителей в КТ. В третьем разделе главы рассмотрены основные характеристики инжекционных лазеров на основе КТ 1пАз/СаАз.

Во второй главе приведено описание методики и установки роста полупроводниковых структур с помощью молекулярно-пучковой эпитаксии, использовавшейся для получения исследованных в работе гетероструктур. Также описаны экспериментальные методики и соответствующие установки, применявшиеся для изучения оптических и структурных свойств образцов: спектроскопия фотолюминесценции (Ф-Л) н возбуждения фотолюминесценции (ВЛ) в широком диапазоне температур, просвечивающая электронная микроскопия.

Третья глава посвящена исследованию оптических и структурных свойств квантовых точек 1пАз, сформированных в метаморфных матрицах 1пхба|.„Аз на подложках СаАв.

В первой части главы изучено влияние методик уменьшения плотности дислокаций на оптические и структурные свойства гетероструктур, осажденных на метаморфный 11ЮаАз буферный слой. Показано, что использование напряженных слоев и высокотемпературного отжига приводит к уменьшению количества прорастающих дислокаций в активной области метаморфных гетероструктур и, соответственно, увеличению интенсивности их фотолюминесценции более чем на порядок.

Во второй части главы обсуждаются результаты исследований влияния количества осажденного 1пАз при формировании КТ 1пАя на оптические свойства метаморфных гетероструктур. По мере увеличения количества осажденного 1пАз от 2.2 до 2.6 монослоев (МС) происходит увеличение длины волны излучения КТ. Однако, при превышении значения 2.6 МС, наблюдается насыщение зависимости длины волны излучения и резкое падение интенсивности ФЛ, связанные с превышением значения размера КТ критической величины и образованием дефектов. Наибольшая достигнутая длина волны излучения составила 1370 нм при комнатной температуре для 4 МС 1пА5. Было определено, что оптимальным значением эффективной толщины осажденного 1пАз для получения

6

длинноволнового излучения КТ 1пАз с сохранением структурного качества является 2.6 МС. При дальнейших исследованиях свойств метаморфных гетероструктур с КТ использовали это количество [пАз для формирования КТ. Увеличение длины волны излучения КТ возможно при использовании эффекта активированного распада твердого раствора (АРТР) при заращивании КТ 1пАз тонким 5 нм) слоем 1>ЮаАз [11]. Применение АРТР слоя In0.4Ga0.fcAs позволило нам сдвинуть длину волны излучения КТ до 1.48 мкм для случая метаморфной матрицы lno.2Gao.aAs с сохранением интенсивности ФЛ.

Третья часть главы посвящена исследованию влияния состава [п^Оа^Аз матрицы (Ой х £ 0.3) и состава заращивающего слоя 1пуСа|.уАз (у=х+0.2) на свойства КТ.

Как показали исследования просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), при увеличении концентрации индия в матрице от 0 до 20% происходит увеличение латерального размера КТ с 19 до 26 нм и поверхностной плотности массива КТ с 3*10шсм"г до Ю"см"г. При увеличении содержания индия в составе матрицы 1п,Оа1.«А$ от 0 до 30% происходит монотонное возрастание длины волны излучения КТ от 1.3 до 1,6 мкм при комнатной температуре (рис. 1). При этом интенсивность ФЛ уменьшается примерно в 50 раз вследствие частичного проникновения дислокации из буферного метаморфного слоя. Для концентрации индия в матрице 27% получено эффективное излучение от КТ на длине волны 1,55 мкм при падении интенсивности ФЛ всего лишь в 10 раз при малых плотностях возбуждения по сравнению с псевдоморфными КТ, излучающими в области 1.3 мкм (концентрация индия в матрице 0%).

Рис, 1. Спектры ФЛ при комнатной температуре структур с КТ 1пАз, сформированных в метаморфной матрице различного

состава.

В четвертой части представлены результаты исследования энергетического спектра КТ, сформированных в метаморфной матрице различного состава, методом спектроскопии возбуждения люминесценции. Из анализа полученных спектров возбуждения люминесценции следует, что увеличение содержания индия в метаморфной матрице приводит к уменьшению энергии локализации носителей в КТ и уменьшению энергетического расстояния между уровнями размерного квантования в КТ.

В пятой части представлены результаты исследования температурных зависимостей ФЛ КТ, осажденных в метаморфную матрицу различного состава, в диапазоне температур от 10К до 500К и сравнение их с зависимостями для КТ 1пА®, сформированными в ОаАз матрице. Анализ температурных зависимостей полуширины и положения линии ФЛ КТ позволил сделать вывод об изменении характера распределения носителей заряда по состояниям в ансамбле КТ с неравновесного (нетермализавнного) при низкой температуре на равновесный (термализованный) при высокой температуре. Изменение характера

7

Длина им ни, и«

распределения с одного типа на другой (область минимума полуширины) происходит при меньших температурах для структур с ббльшим содержанием индия в матрице вследствие уменьшения энергии локализации носителей заряда в КТ. Показано, что при увеличении состава матрицы по индию от 0 до 30% изменение положения максимума ФЛ КТ с температурой в области равновесного распределения описывается зависимостью для твердого раствора 1п,Оа| ,А5, где х меняется от 0.5 до I, Обнаружено, что уменьшение энергии локализации носителей в КТ, осажденных в метаморфную матрицу, приводит к ухудшению температурной стабильности их оптических свойств.

Данные исследования сыграли важную роль в создании высокоэффективных лазеров диапазона 1.5 мкм на подложках СаАв с высокой деградационной стабильностью [11].

Четвертая глава посвящена результатам исследований влияния заращивающих слоев Л1А5/1пхА1|.,Л5 на свойства КТ 1пАз в матрице ОаАя и АЮаАв.

Для повышения температурной стабильности характеристик лазеров существенным является сохранение условий неравновесного распределения носителей по состояниям массива КТ, в частности, с помощью увеличения энергетического интервала между основным и первым возбужденным состояниями. Эффективным технологическим приемом, позволяющим контролировать объем и форму 1пА$ КТ является заращивание КТ тонким слоем (1-2 МС) А1А$ [8], [13] и тонким слоем (-10 им) 1пОаА1Аз [9], [10], [14]. Для улучшения температурной стабильности КТ нами было предложено использование комбинации этих технологических подходов для формирования КТ: островки 1пАз, сформированные в режиме роста Странского-Крастанова, последовательно заращивались тонкими слоями А)А 5 и 1пА1А5.

В первой части главы изучено влияние заращивающих слоев А1А5/[п,А1| «А5, где состав х изменялся от 0 до 30%, на структурные и оптические свойства КТ 1пАз (2,3 МС), Для сравнения также была исследована структура с КТ 1пА$ в матрице СаА& без заращивания А1-содержащнми слоями. Согласно данным ПЭМ, при эаращивании КТ 1пАз тонким слоем (2МС) А1Аз происходит уменьшение латерального размера КТ и увеличение их высоты, а при заращивании тонкими слоями А1А$ (2МС) и 1пхА1|.хА: (4 км) вершина КТ увеличивается практически до размеров се основания и точка приобретает гантелеобразную форму. Подобный эффект наблюдался ранее [13] и заключается в том, что при использовании тонкого А1Аз заращивающего слоя, вследствие низкой подвижности адагомов А1 при выбранной температуре роста и эффекта несмачиваемости А1Ая и 1пАв, подавляется диффузия атомов 1п в латеральном направлении, что приводит к увеличению высоты КТ и эффективной концентрации 1п в КТ. При заращивании квантовых точек слоем 1пА1Аз, за счет локальных напряжений, создаваемых КТ в матрице, происходит стимулированное перераспределение [пи А1 в заращиваемом слое, таким образом, что область вблизи и над КТ оказывается обогащенной 1п и обедненной А1 [8], При заращивании КТ как слоем А1А$, так и 1пА1А$ наблюдается увеличение объема КТ и, как следствие, увеличение длины волны излучения КТ. Нами обнаружено, что при заращивании КТ комбинацией слоев А1А£/1п,А1|.*А5 с увеличением состава х длина волны излучения КТ также сдвигается в длинноволновую область и для заращивающих слоев А1А8/]по.зА1о.7Аа достигает 1,3 мкм при комнатной температуре без изменения интенсивности ФЛ.

Исследования спектров ФЛ, полученных при высокой плотности оптической накачки (10 МВт/см2), и спектров возбуждения люминесценции при 77К показали, что при заращивании КТ слоями A1 As/In,Alj.,As происходит увеличение энергетического зазора между пиками основного н первого возбужденного состояний от SO мэВ для структуры с КТ InAs в матрице GaAs до 135 мэВ для структуры с КТ InAs, покрытыми слоем AlAs/lnojAle.7As, Также было обнаружено, что на спектрах ФЛ, полученных при высоких плотностях возбуждения, и на спектрах ВЛ для структур с заращиванием КТ слоями AlAs/IrijAli^As отсутствует максимум, соответствующий смачивающему слою (СС), в то время как на спектрах ФЛ и СВЛ структуры с КТ InAs в матрице GaAs этот пик четко различим. Этот факт мы связываем с вытеснением уровня в СС до уровня матрицы.

Во второй части главы описаны результаты исследования модификации электронного спектра КТ при использовании покрывающих слоев A1 As/In, AIS., As и изучения температурной стабильности свойств КТ InAs в матрице GaAs и AI0.3Ga0.TAs.

С этой целью была исследована серия из четырех структур с КТ InAs (2.3 МС), выращенных на подложках GaAs. В структуре Б1 КТ покрывались слоем GaAs. В структуре Б2 после формирования InAs точек проводилось осаждение слоя Ino.isGao.sjAs толщиной 40 А, в структуре БЗ - 2 МС AlAs и 40 A InxAli-,As с мольной долей арсенида индия 25%. В структуре Б4 слои с КТ и покрывающие слои формировались так же как в структуре БЗ, но в матрице Alo.aGao.jAs.

По результатам спектроскопии ФЛ длина волны излучения структур Б2-Б4 с покрывающими КТ слоями сдвинуты в длинноволновую сторону примерно на 70 мэВ по сравнению со структурой Б1. Интересно отметить, что увеличение ширины запрещенной зоны матрицы в случае использования матрицы Alo.3Gao.7As (структура Б4), не приводит к коротковолновому сдвигу линии ФЛ КТ. По всей видимости, это обусловлено сильной локализацией волновых функций электронов и дырок основного состояния в КТ и их слабым проникновением в материал матрицы и тем самым слабой «чувствительности» к ширине ее запрещенной зоны.

Исследования температурных зависимостей ФЛ структур, показали, что в массивах КТ с покрывающими слоями AlAs/InxAlr-xAs значение полуширины линии ФЛ основного состояния практически не изменяется в диапазоне температур 7-ЗООК, т.е. отсутствует транспорт носителей между точками и, соответственно, реализуется неравновесное распределение носителей. Падение интегральной интенсивности ФЛ КТ InAs/InAIAs с увеличением температуры на порядок меньше по сравнению с КТ InAs/Ga([n)As, что связано с подавлением механизмов термического перераспределения носителей между точками и выброса носителей в матрицу. Подавление температурных выбросов носителей из квантовых точек обусловлено увеличением энергетического зазора между уровнями основного и возбужденного состояний, отсутствием уровня смачивающего слоя, а также увеличением энергии локализации носителей в точках относительно состояний континуума в случае использования Alo.3Gao.7As матрицы.

На спектрах ВЛ при 7К структур Б2-Б4 наблюдается постепенное увеличение энергетического зазора между основным и возбужденным состояниями КТ от 80 мэВ для структуры Б2 до 135 мэВ для структуры Б4. Во всех структурах наблюдаются фононные

линии, которые отстоят друг от друга на энергию -32 мэВ, что соответствует энергии LO фонона КТ InAs, Помимо линий LO фонона КТ InAs, в структурах БЗ и Б4 наблюдаются фононные резонансы с энергией около 40 мэВ, что соответствует LO фононной моде слоя In,Al] „As. Линии, связанные с поглощением в смачивающем слое и квантовой яме, наблюдаются лишь в структуре Б2.

Было проведено исследование спектров В Л и резонансной ФЛ в диапазоне температур от 7К до 300 К для структур Б2-Б4. При регистрации спектров энергия детектирования соответствовала энергии максимума спектра ФЛ при данной температуре. На спектрах возбуждения фотолюминесценции и резонансной ФЛ структуры Б2 с увеличением температуры наблюдается постепенное падение интенсивности резонансных линии и практически полное их гашение при Т=270К. При комнатной температуре на спектрах возбуждения и резонансной ФЛ отсутствуют какие-либо особенности. Это означает, что термический выброс электронов и дырок и их латеральный транспорт становится настолько эффективным, что носители фотовозбужденные в точках с определенной энергией перераспределяются по всему ансамблю и возбуждение больше не является селективным для точек с энергией основного перехода соответствующей энергии детектирования. На спектрах ВЛ структуры БЗ, резонансная линия, соответствующая поглощению в возбужденном состоянии сохраняется вплоть до комнагтной температуры. Изменение формы спектров резонансной ФЛ при Т=300К с изменением энергии возбуждения к наличие LO-фононных линий свидетельствует о подавлении термического выброса носителей из КТ с последующим латеральным транспортом и захватом в другую квантовую точку и сохранению условий селективного возбуждения КТ. Увеличение энергии локализации при использовании матрицы Alo.3Gao.7As в структуре Б4 приводит к усилению эффектов характерных для структуры БЗ. Резонансные линии на спектре возбуждения ФЛ сохраняются до комнатной температуры во всем диапазоне энергий. Также сохраняется сильная модуляция спектров резонансной ФЛ при 300К. Таким образом, при комнатной температуре в структуре Б4 носители, захваченные в КТ, полностью изолированы и распределение носителей по состояниям имеет неравновесный характер вследствие отсутствия термических выбросов носителей из КТ и их дальнейшего латерального транспорта,

В третьей части главы изучен вопрос о возможности длинноволнового сдвига ФЛ КТ InAs, покрытых слоями AlAs/In,Al|.„As. Было исследовано влияние состава и толщины заращивающего слоя InAtAs и изучено влияние количества осажденного InAs на длину волны излучения КТ,

Методом спектроскопии ФЛ было изучено влияние на длину волны излучения КТ вариации состава заращивающего слоя IruAtj^As по индию от 30% до 60%. Для компенсации возникающих из-за рассогласования постоянных решетки материала матрицы и заращивающего слоя напряжений при изменении состава заращивающего слоя уменьшалась его толщина. Обнаружено, что при увеличении состава заращивающего слоя по индию с 30% до 40% происходит сдвиг максимума ФЛ КТ с 1.32 мкм до 1,34 мкм. При дальнейшем увеличении состава максимум ФЛ начинает сдвигаться в коротковолновую сторону, принимая значение 1.32 мкм и 1.2S мкм для 50% и 60%, соответственно. При возрастании

мольной доли 1пАв в заращивающем слое уменьшается энергетический зазор между основным и возбужденным состоянием, за исключением случая с 60% слоем. Коротковолновый сдвиг максимума ФЛ КТ и уменьшение энергетического зазора между основным и возбужденным состояниями является следствием увеличения состава заращивающего слоя по индию и уменьшения его толщины. 11а спектрах ФЛ структур с 50% и 60%-ыми заращивающими слоями обнаружены пики на 1.35 и 1,33 эВ, соответствующие излучению из смачивающего слоя. Это находится в соответствии со сделанным нами ранее предположением о вытеснении уровня смачивающего слоя в структурах с большим значением потенциального барьера (состав заращивающего слоя <30% по индию).

Методом спектроскопии ФЛ было изучено влияние на длину волны излучения КТ количества осажденного при их формировании ТнАя. Обнаружено, что длина волны излучения КТ монотонно сдвигается в длинноволновую область при увеличении количества осажденного [пАб с 2.3 до 2.8 МС и составляет 1.31 и 1.35 мкм, соответственно. При этом постепенно уменьшается интенсивность ФЛ, которая меньше у образца с КТ 2,8 МС примерно в два раза по сравнению с образцом с КТ 2.3 МС. Уменьшение интенсивности ФЛ говорит о том, что размеры части КТ в ансамбле становятся больше критического значения, что приводит к образованию дислоцированных КТ [15]. Таким образом, было сделано предположение, что дальнейшее увеличение количества осажденного в КТ материала приведет к значительному падению интенсивности ФЛ без существенного изменения длины волны излучения КТ.

В пятой главе приведены результаты исследований оптических свойств КТ 1пАз, сформированных в метаморфных матрицах 1п«Оа[.«Аз различного состава н покрытых слоем [пуА1|.уА5, выращенных на подложках ОаАз.

Первая часть главы посвящена исследованию влияния состава матрицы 1пяСа|.„Аз (0.14£ х £ 0.28) и состава заращивающего слоя [ПуАЬ.уАз (у=х-Ю.2) на оптические свойства КТ. По мере увеличения состава матрицы по индию происходит длинноволновый сдвиг максимума ФЛ КТ, но после достижения состава -19 % происходит насыщение зависимости максимума ФЛ от состава матрицы при значении 1.42 мкм, чего не наблюдалось для КТ в мегаморфной матрице, покрытых слоем 1п1Са|.,А$. Наблюдаемое насыщение зависимости не связано с образованием дислоцированных КТ, т.к. при этом бы существенно (на несколько порядков) уменьшилась бы интенсивность ФЛ. В нашем случае интенсивность ФЛ падает меньше чем на порядок при увеличении мольной доли 1пА$ в составе матрицы, что объясняется частичным проникновением прорастающих дислокаций из буферного слоя в активную область. Позтому нами было сделано предположение, что причиной насыщения зависимости является изменение химического состава КТ в результате процессов интердиффузии во время роста структуры и/или изменение формы КТ при вариации состава матрицы и заращивающего слоя.

Для выяснения причин насыщения зависимости максимума ФЛ КТ от состава матрицы было проведено исследование температурной зависимости положения пика ФЛ КТ в диапазоне температур от 300 до 480К, когда распределение носителей является равновесным, и по сдвигу пика ФЛ можно судить о химическом составе, характерном для данного ансамбля КТ. По полученным зависимостям был сделан вывод о том, что

характерный состав КТ 1пА$ЛпА1Аз меняется от 70 до 80% при изменении состава матрицы от 14 до 28%, соответственно, что меньше, чем в случае КТ 1пА5/!пОаАв (от 50% до 100%). Это может быть связано с наличием А1-содержащего слоя вблизи КТ. Однако, объяснить наличие насыщения только малым изменением состава КТ нельзя, т.к. состав КТ имеет тенденцию к увеличению содержания индия или остается постоянным при увеличении мольной доли 1пАз в матрице, что должно приводить к монотонному длинноволновому сдвигу максимума ФЛ КТ.

Для дальнейшего изучения оптических свойств КТ 1пАз/1пА1Аз были проведены исследования спектров ВЛ образцов при температуре 77К. Спектры ВЛ можно использовать для определения спектра энергетических состояний КТ. Для этого необходима точно определить энергетического положение максимума на спектрах ВЛ, соответствующего тому или иному переходу. В нашем случае пики на спектрах ВЛ имели большую ширину, что делало невозможным точное определение положения максимумов. Для более корректного определения положения пиков спектры В Л были сопоставлены со спектрами ФЛ, измеренными при высокой плотности мощности оптической накачки ~ 1.5 МВт/см2 и той же температуре. Спектры ФЛ были описаны с помощью серии гауссовых пиков, соответствующих оптическим переходам в КТ. Количество гауссовых пиков, используемых для описания спектров ФЛ, выбиралось минимально возможным для точного совпадения экспериментального спектра и спектра, полученного в результате подгонки. Процедура сопоставления спектров ФЛ и ВЛ была проведена для всех структур с КТ [пА5/1пА1Аз> а также для четырех образцов с КТ ¡пАзЛпСаАз с составом метаморфной матрицы 17,20,25 и 27%.

По результатам проведенного исследования были построены зависимости энергетического зазора между основным и первым возбужденным состоянием (Е1-Е0) от состава матрицы для данных структур (рис.2).

да ■

и . ~ а- „ КТ 1вЛ1ЛпСхАя

»•

; X) ■ 1

-я МЗ

~ 44

Ш

Ж

Рис.2. Зависимости энергетического зазора между основным и первым возбужденным состоянием (Е1-Е0) от состава метаморфной матрицы для структур с КТ

н м 1« 1) и а Н « я !пАк/1пОаАз и 1пАзЛпА1Ая. Состав магрицы %

Обнаружено, что для образцов с КТ 1пАз/1пОаАз (В1-Б0) монотонно уменьшается с ростом состава матрицы по индию, что связано с увеличением латерального размера КТ. В то же время зависимость (Е1-Е0) от состава матрицы для КТ 1пАеЛпА1Аз имеет характер монотонно возрастающей зависимости и для состава матрицы 28% (Е1-Е0) для образцов с КТ 1пАяЛпА1А8 становится примерно на 10 мэВ больше, чем для образцов с КТ [пАвЛпСаАз. Увеличение (Е1-Е0) в КТ может быть связано с увеличением отношения высоты КТ к размеру ее основания [16]. Следует также отметить, что при увеличении отношения высоты КТ 1пАБ/СаАк к размеру ее основания с 0.15 до 0.5 наблюдался коротковолновый сдвиг

максимума ФЛ КТ приблизительно на 50 мзВ [16]. Таким образом нами был сделан вывод об изменении формы КТ 1пАа/[пА1А5 при увеличении мольной доли 1пАз в составе матрицы, проявляющимся в виде увеличения соотношения между высотой и латеральным размером КТ, что является причиной наблюдаемого насыщения длины волны излучения КТ.

Во второй части главы проведено сравнение энергии локализации носителей и температурных зависимостей интегральной интенсивности ФЛ для трех пар образцов с КТ 1пА£/1пА1А5 и КТ ТпАк/[пОаА5, сформированных в схожих по составу метаморфных матрицах.

Обнаружено, что бйльшая энергия локализации носителей в образцах с КТ ]пА£/1пА1А5 по сравнению с КТ ]пА$ЛпСаА5 наблюдается только для составов матрицы меньше 20%, При составах матрицы выше 20% по индию локализация носителей становится либо сравнимой для обеих серий образцов, либо больше в образцах с КТ ТпЛзЛпОаАз. Соотношение энергий локализации для образцов из различных серий, но со схожими составами матрицы, закономерно отразилось на температурных зависимостях их интегральной интенсивности ФЛ. Образцы с большей энергией локализации носителей показали лучшую температурную стабильность интенсивности ФЛ. При схожем значении энергии локализации температурная стабильность была лучше у структур с большим значением энергетического зазора между основным и возбужденным состояниями в КТ.

В заключении приводятся основные результаты работы, которые состоят в следующем:

1. Методами просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии ФЛ показано, что применение методик дефектоубирання в метаморфных буферных слоях больше чем на порядок увеличивает их интенсивность ФЛ.

2. Методом спектроскопии ФЛ исследован спектральный диапазон излучения гетероструктур с КТ 1пАз, сформированных в метаморфном слое твердого раствора [no.2Gao.sAs, при изменении количества осажденного [пА$, Обнаружен эффект насыщения длины волны излучения и резкого падения интенсивности ФЛ при превышении количества осажденного 1пАз, формирующего массив КТ, 2.6 МС.

3. Методом спектроскопии ФЛ исследован спектральный диапазон излучения гетероструктур с КТ 1пА5 в матрице [п^Са^Ав {0^ х £ 0.3). Увеличение концентрации индия в слое матрицы 1пхОа|.кАз приводит к сдвигу линии фотолюминесценции КТ от 1.3 мкм до 1.59 мкм, и при концентрации индия 27% длина волны максимума линии фотолюминесценции составляет 1.55 мкм при комнатной температуре.

4. Методами просвечивающей электронной микроскопии показано, что поверхностная плотность и латеральный размер КТ 1пАя, сформированных в метаморфном слое lno.iGan.8As, увеличиваются по сравнению со случаем КТ 1пАз в матрице ОаАз.

5. Исследования электронного спектра КТ методом спектроскопии В Л позволили сделать вывод об уменьшении разности энергий между подуровнями носителей заряда в квантовых точках и уменьшении энергии локализации носителей в КТ при увеличении концентрации индия в матрице 1н,Оа[.,Аз,

6. Показано, что при изменении состава матрицы ln,Gai.„A5 от 0 до 30% происходит уменьшение скорости изменения длины волны излучения КТ с температурой от 0.37 до 0.27 мэВ/К, соответственно, в диапазоне температур от 200 до 480К.

7. Обнаружено, что уменьшение энергии локализации носителей в КТ приводит к ухудшению температурной стабильности интенсивности ФЛ КТ.

8. В работе показано, что при эаращиваиик КТ tnAs слоями AlAs/IriAlAs происходит изменение формы КТ и сдвиг линпи ФЛ в сторону больших длин волн, увеличивается энергетический зазор между основным н возбужденным состояниями КТ (Дех)- Так, применение Ina.jAI0.7As заращивающего слоя позволило получить излучение КТ на 1J мкм и увеличить Дех с 80 мэВ (КТ InAs/lnGaAs) до 135 мэВ.

9. Показано, что в массивах КТ, заращенных тонкими слоями AlAs и InAlAs, в матрицах GaAs или Al0.3Ga0.jAs отсутствует транспорт носителей между КТ в диапазоне температур от 10 до 300К и, соответственно, реализуется неравновесное распределение носителей. Падение интегральной интенсивности ФЛ ЮГ InAs/InAIAs с увеличением температуры существенно меньше по сравнению с КТ InAs/Ga(In)As.

10. Методом спектроскопии ФЛ исследована возможность длинноволнового сдвига максимума ФЛ образцов с КТ InAs/InAIAs при изменении состава заращивающего слоя

1паА1(|-1^А$ в диапазоне от 30 до 60%. Обнаружено, что при увеличении мольной доли InAs в составе заращивающего слоя до 40% происходит длинноволновый сдвиг. При дальнейшем увеличении состава максимум ФЛ начинает сдвигаться в коротковолновую сторону. Максимальная полученная длина волны излучения КТ —

1.34 мкм.

П. Методом спектроскопии ФЛ исследована возможность длинноволнового сдвига максимума ФЛ образцов с КТ InAs/InAIAs при изменении количества осажденного при формировании квантовых точек InAs от 2.3 до 2.8 МС. Обнаружено, что длина волны излучения КТ монотонно сдвигается в длинноволновую область при увеличении количества осажденного InAs с 2.3 до 2.8 МС и составляет 1.31 мкм и

1.35 мкм, соответственно. При этом постепенно уменьшается интенсивность ФЛ, что указывает на образование дислоцированных КТ.

12. Впервые исследован спектральный диапазон излучения гетерострукгур с квантовыми точками InAs/InAIAs, помещенными в метаморфный слой твердого раствора In.Gai-iAs. Обнаружен эффект насыщения длины волны излучения при увеличении мольной дали InAs в составе матрицы In,Gai^As больше 19%. Максимальная полученная длина волны излучения КТ InAs/InAIAs составила 1.41 мкм.

13, Исследования электронного спектра КТ методами спектроскопии ВЛ и ФЛ при высоких уровнях накачки позволили сделать вывод об увеличении разности энергий между подуровнями носителей заряда в КТ InAs/InAIAs от 38 до 48 мэВ при увеличении концентрации индия в матрице [n„Gai.,As от 14 до 28%. Это свидетельствует о возможности управления энергетическим спектром КТ при использовании покрывающих КТ слоев InxAlj.xAs не только в структурах с КТ InAs в

матрице GaAs, но также & структурах с КТ InAs, осажденных в метаморфную матрицу In*Gai_,As.

14, Обнаружено уменьшение энергии локализации носителей заряда в КТ InAs/InAIAs при увеличении концентрации индия в матрице In,Gaj.*As, что привело к ухудшению температурной стабильности оптических свойств КТ.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

t. D. S. Sizov, N. V. Kryzhanovskaya, A. G. Gladyshev, Yu. В, Samsonenko, G. E. Cirlin, N. K. Polyakov, V. A. Egorov, A. A. Tonkih, Yu G. Musi thin, A.F. Tsatsul'nikov, N. N. Ledentsov, and Victor M. Ustinov, «Investigation of the formation of InAs QDs in a AIGaAs matrix». Proceedings of SPIE, Vol. 5023, 10th International Symposium on Nanostructures: Physics and Technology, Zhores [. Alfeiov, Leo Esaki, Editors, June 2002, pp. 52-55.

2. А.Е.Жуков, А.Р.Ковш, С.С.Михрин, Е.С.Семенова, П.А.Малеев, А.П.Васильсв, Е.В.Никнтина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М.Шернякое, Ю.Г.Мусихин, М.В.Максимов, И.11 Леденцов, В.М.Устинов, Ж.И.Алферов, «гМетаморфные лазеры спектрального диапазона 1.3 мкм, выращенные методом молекулярно-пучковой элитакенн на подложках GaAs», Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, выпуск 9, стр. 11431147.

3. А.Е.Жуков, А.П.Васильев, А.Р.Ковш, С.С.Михрин, Е.С.Семенова, А.Ю.Егоров, В.А.Одноблюдов, Н.А.Малеев, Е.В.Никитина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М-Шерняков, М.В.Максимов, 11.11.Леденцов, В.М.Устннов, Ж.И.Алферов, «Лазерная генерация на длине волны 1.5 мкм в структурах с квантовыми точками на подложках GaAs», Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, выпуск 12, стр. 1461-1464.

4. М.В.Максимов, Ю.М.Шерняков, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.Г.Мусимш, H.I [Леденцов, А. Е.Жуков, А.П.Васильев, А.Р.Ковш, С.С.М их рин,Е.С.Сем снова, Н.А.Малеев, Е.В.Никитина, В.М.Устинов, Ж.И.Алферов, «Мощные лазеры на квантовых точках InAs-InGaAs спектрального диапазона 1.5 мкм, выращенные на подложках GaAs», Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, выпуск 6, стр. 763-766.

5. N. V. Kryzhanovskaya, A. G. Gladyshev, S.A.BIokhin.Yu.G.Musikhin, A.E.Zhukov, M.V.Maximov, N.D.Zakharov, A.F.Tsatsul'nikov, N.N.Ledentsov, P. Werner, F.Guffart, and D.Bimberg «Optical and structural properties of InAs quantum dot arrays grown in InGaAs matrix on GaAs substrate», Proceedings 12h International Symposium on Nanostructures: Physics and Technology, June 2004, pp. 227-228.

6. Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, С, А, Блох ин, Ю.Г.Муснхин, А.Е.Жуков, М.В.Максимов, Н.Д.Захаров, А.Ф.Цацульников, ILI1 Леденцов, P.Werner, F.GulTart, D.Bimberg «Оптические и структурные свойства массивов InAs квантовых точек, осажденных в матрицу In,Gai.«As на подложке GaAs», Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, выпуск 7, стр.867-871,

7. А.Г.Гладышев, Н.В.Крыжановская, С.С. Михрин, А.Е. Жуков, М.В. Максимов, И.НЛеденцов, В.М.Успшов «Зависимости интенсивности фотолюминесценции InAs

квантовых точек от плотности оптического возбуждения и температуры», Тезисы докладов VI Российской конференции по физике полупроводников, 19-25 сентября 2005 года, Звенигород, стр. 250

8. Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, С.А.Блохин, М.В.Максимов, Е.С.Семенова, А.П.Васильев, А.Е.Жуков, Н.Н.Леденцов, В.М.Устинов, Д.Бимберг «Неравновесный характер распределения носителей при комнатной температуре в квантовых точках InAs, покрытых тонкими слоями AlAs/InAlAs», Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, выпуск 10, стр. 1230-1235.

9. A, G. Gladyshev, А. V. Savelyev, N. V. Kryzhanovskaya, S. A. Blokhin, А. P. Vasil'ev, E.S. Semenova, A.E. Zhukov, R.P.Seisyan, M.V.Maximov, N.N.Ledentsov, V.M.Ustinov, «Modeling of excitation dependences of the photoluminescence from InAs quantum dots». Proceedings 13th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology" St. Petersburg, Russia, June 20-25,2005,14-15.

10. N. V. Kryzhanovskaya, A, G. Gladyshev, S. A, Blokhin, A. P. Vasil'ev, E. S. Semenova, A.E. Zhukov, M.V.Maximov, V.M.Ustinov, N.N.Ledentsov, D.Bimberg, «Temperature stability of optical properties of InAs quantum dots overgrown by AIAs/InAIAs layers» Proceedings 13th lot Symp. "Nanostructures: Physics and Technology" St, Petersburg, Russia, June 20-25,2005, pp. 1819.

11. A. G. Gladyshev, N. V, Kryzhanovskaya, A.M. Nadtochy, E. S. Semenova, A.E. Zhukov. A, P. Vasil'ev, V.S.Mikhrin, Yu.G. Musikhin, M.V. Maximov, N.N.Ledentsov, V.M.Ustinov, «Comparative study of GaAs-based 1.5micron-range InAs/InGaAs and InAs/InAlAs self-assembled quantum dots», Phys.Stat.Sol (a), 2006,203, No. 6, pp. 1359-1364.

Цитированная литература:

[1] D.I.Babic, K.Streubel, R.P.Mirin, N.M.Margalit, J. E, Bowers, E.L.Hu, D.E.Mars, L.Yang, K.Carey «Room-temperature continuous-wave operation of 1.54 цт vertical-cavity lasers», IEEE Photon. Technol. Lett., 7, pp. 1225-1227, (1995).

[2] Л.В. Асрян, P.A. Сурис «Теория пороговых характеристик полупроводниковых лазеров на квантовых точках. Обзор», ФТП 38 (1). С. 3-25 (2003).

[3] N.N.Ledentsov «Long-wavelength quantum-dot lasers on GaAs substrates: from media to device concepts», IEEE J. Select. Topics QuanL Electron., 8, pp. 1015-1017, (2002).

[4] А.Е.Жуков, A.P. Ковш, C.C. Михрин, E.C. Семенова, П.А.Малеев, А.П.Васнльев, Е.В.Никитина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М.Шерняков, Ю.Г.Мусихин, М.В.Максимов, II.II. Леденцов, В.М. Устинов, Ж.И.Алферов, «Метаморфные лазеры спектрального диапазона 1.3 мкм, выращенные методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках GaAs» ФТП 37 (9), стр. 1143-1147, (2003).

[5] N.N, Ledentsov and V.A, Shchukin "Novel Approaches to Semiconductor Lasers" (invited paper), in: Proceedings Asia Pacific Optical and Wireless Communications Conference, Shanghai, China, 14-18 October 2002 (APOC 2002, Photonics Asia). Materials and Devices for Optical and Wireless Communications, Constance J. Chang-Hasnain, Yuxing Xia, Kenichi Iga, Editors, Proceedings of SPIE, Vol. 4905 (2002) pp. 222-234.

[6] N.N. Ledentsov, A.R. Kovsh, A.E, Zhukov, N.A, Maleev, S.S. Mikhrin, A.P. Vasil'ev, E.S, Semenova, M.V, Maximov, Vu.M. Shernyakov, N.V. Kiyzhanovskaya, V.M, Ustinov, D. Bimberg "High performance quantum dot lasers on GaAs substrates operating in 1,5 |im range", Electronics Letters 39, pp.1126- 1128, (2003)

[7] А.Е.Жуков, А.П.Васильев, A.P. Ковш, C.C. Михрин, E.C. Семенова, А.Ю.Егоров, В.А.Одноблюдов, Н.А.Малеев, Е. В. Никитина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М.Шерняков, М.В.Максимов, 11.11. Леденцов, В.М. Устинов, Ж.И.Алферов, «Лазерная генерация на длине волны 1,5 мкм в структурах с квантовыми точками на подложках GaAs» ФТП, Т. 37(12), стр. 1461-1464, (2003).

[8] A.F.TsatsuP n iko v, A.R.Kovsh, A.E.Zhukov, Yu.M. Shernyakov, Yu.G. Musikhin, V.M.Ustinov, N,A.Bert, P.S.Kop'ev, and Zh. 1, Alferov «Volmer-Webcr and Stranski-Krastanov TnAs-(AI,Ga)As quantum dots emitting at 1.3 цт», J.AppI.Phys., 8S, pp. 6272-6275,(2000).

[9] Б.В.Воловик, А.Ф.Цацульннков, Д.А.Бедарев, А.Ю.Егоров, А.ЕЖуков, А.Р.Ковш, Н.Н.Леденцов, М.В.Максимов, Н.А.Малеев, Ю.Г.Мусихин, А.А.Суворова, В.М.Устинов, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг, П.Вернер «Длинноволновое излучение в структурах с квантовыми точками, полученными при стимулированном распаде твердого раствора на напряженных островках», ФТП, 33 (8), стр. 990-995 (1999),

[10] Z.V.Zhang, B.Xu, P.Jin, X.Q.Meng, Ch.M.Li, X.L.Ye, D.B.Li, Z.G.Wang «Effect of InAlAs/InGaAs cap layer on optical properties of self-assembled InAs/GaAs quantum dots», J.Cr.Gr., 241, pp. 304-308, (2002).

[11] N. N. Ledentsov «МВЕ-grown metamorphic lasers for applications at telecom wavelengths» in: Proceedings The 14lh International Conference on Molecular Beam Epitaxy, Tokyo, Japan, 3-8 September 2006, p.99.

[12] M. V. Maximov, A. F. Tsatsul'nikov, В. V. Volovik, D. S. Sizov, Yu. M. Shernyakov, 1. N. Kaiander, A. E. Zhukov, A. R. Kovsh, S. S. Mikhrin, V. M. Ustinov, Yu. G. Musikhin R, Heitz, V. A. Shchukin, W. Neumann, N. N. Ledentsov, Zh. I. Alferov, D. Bimberg «Tuning quantum dot properties by activated phase separation of an TnGa(Al)As alloy grown on InAs stressors», Phys. Rev. В., 62 (24), pp. 16671-16680, (2000).

[13] V, Tokranov, M. Yakimov, A, Katsnelson, M. Lambcrti, and S. Oktyabrsky «Enhanced thermal stability of laser diodes with shape-engineered quantum dot medium», Appl.Phys.Lett., 83 (54), pp. 833-835,(2003).

[14] I.R.Sellers, H.Y.Liu, M.Hopkinson, DJ.Mowbray and M.S.Skolnik «1,3 цт lasers with AltnAs-capped self-assembled quantum dots», Appl.Phys.Lett,, 83, pp. 4710-4712, (2003),

[15] А.Ю. Егоров, А.Е.Жуков, П.С. Копьев, Н.Н.Леденцов, М.В.Максимов, В.М.Устинов, А,Ф, Цацульников, Д.Л, Федеров, Д, Бнмберг, Ж.Н. Алферов «Оптический диапазон излучения структур с напряженными квантовыми точками InAs в GaAs», ФТП 30 (8), стр. 1345-1350,(1996).

[16] R.Heitz, O.Stier, I.Mukhametzhanov, A.Madhukar, D.Bimberg «Quantum size effcct in self-organized InAs/GaAs quantum dots», Phys. Rev. В, 62 (16), pp. 11017-11028, (2000).

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 22.09.2006, Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100, Заказ 823Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: 550-40-14 Тел./факс: 297-57-76

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Получение массивов квантовых точек.

1.1.1. История создания квантовых точек и методы их формирования.

1.1.2. Влияние условий роста на параметры массивов квантовых точек.

1.2.Свойства самоорганизующихся квантовых точек InAs/GaAs.

1.2.1. Электронные и оптические свойства квантовых точек InAs/GaAs, полученных методом МПЭ.

1.2.2. Получение длинноволнового излучения (Л=1.3 - 1.55 мкм) в структурах с квантовыми точками InAs/GaAs. Влияние покрывающих слоев и материала матрицы на свойства квантовых точек.

1.2.3. Температурные зависимости фотолюминесценции квантовых точек.

1.2.4. Механизмы захвата и рекомбинации носителей заряда в квантовых точках.

1.3. Применение квантовых точек. Лазерные характеристики.

Глава 2. Экспериментальное оборудование и методы.

2.1. Рост гетероструктур методом молекулярно-пучковой эпитаксии.

2.2. Экспериментальные методы исследований гетероструктур.

Глава 3. Метаморфные квантовые точки получение излучения в диапазоне 1.3-1.55 мкм.

3.1. Метод уменьшения плотности дефектов.

3.2. Влияние количества осажденного InAs: оптические и структурные свойства.

3.3. Влияние состава матрицы и заращивающего слоя: оптические и структурные свойства.

3.4.Энергетическая диаграмма носителей заряда в квантовых точках InAs, сформированных в метаморфной матрице.

3.5.Температурные зависимости фотолюминесценции - сравнение с квантовыми точками InAs, сформированными в матрице GaAs.

Глава 4. Метод управления энергетическим спектром состояний носителей заряда в квантовых точках.

4.1. Влияние заращивающих слоев AlAs и InAlAs: оптические и структурные свойства.

4.2. Неравновесный характер распределения носителей заряда в квантовых точках InAs при комнатной температуре.

4.3. Исследование возможности длинноволнового сдвига максимума фотолюминесценции квантовых точек InAs/InAlAs.

4.3.1.Влияние состава заращивающего слоя InAlAs на длину волны излучения квантовых точек InAs/InAlAs.

4.3.2.Влияние количества осажденного InAs на длину волны излучения квантовых точек InAs/InAlAs.

Глава 5. Применение метода управления энергетическим спектром состояний носителей заряда для метаморфных квантовых точек.

5.1. Влияние состава матрицы и заращивающего слоя: оптические и структурные свойства.

5.2. Температурные зависимости интенсивности фотолюминесценции -сравнение с метаморфными квантовыми точками InAs/InGaAs.

В последние годы в мире наблюдается бурный рост объема передаваемой информации, требующий все большего расширения полосы частот обмена информации. Такое увеличение спроса на расширение полосы частот информационного обмена в мире не может обеспечить никакая другая физическая среда кроме оптического волокна. Это является причиной роста рынка оптического волокна и оборудования для волоконно-оптических линии связи (BOJIC), в частности, полупроводниковых лазеров диапазона 1.3-1.55 мкм, использующихся в BOJIC в качестве излучателей.

BOJIC имеют широкую полосу пропускания, что обусловлено чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Это позволяет передавать по одному оптическому волокну поток информации в несколько терабит в секунду. Большая полоса пропускания - это одно из наиболее важных преимуществ оптического волокна над медной или любой другой средой передачи информации. Кроме этого BOJIC обладают такими преимуществами, как малое затухание светового сигнала, неподверженность электромагнитным помехам, химическая стойкость, возможность увеличения плотности передаваемой информации за счет передачи разных сигналов на разных длинах волн и использования волн, перпендикулярных друг другу поляризаций.

Кварцевое оптическое волокно имеет четыре спектральных окна прозрачности вблизи длин волн 0.85 мкм, 1.3 мкм, 1.55 мкм и 1.6 мкм, соответствующих минимумам световых потерь. В современных BOJIC широко используются первые три окна прозрачности. Уровень световых потерь в оптоволокне определяет дальность передачи информации без дополнительного усиления сигнала. Кроме того, дальность передачи и, главное, скорость модуляции сигнала определяется дисперсией оптического волокна, приводящей к размытию импульсов передаваемого оптического сигнала. Минимуму потерь в кварцевом оптоволокне соответствует длина волны 1.55 мкм, а минимуму дисперсии - 1.31 мкм. На рис.1 представлена зависимость дальности передачи информации от частоты модуляции сигнала для различных полупроводниковых лазеров, использующихся в BOJIC. Видно, что использование лазеров, излучающих на длинах волн 1.3 мкм и 1.55 мкм, позволяет существенно w 100 s м ы л

5 ю

От о с

- 1 н и о S

2 0.1 ч я

0.01

0.1 1 10 100 1000 10000

Частота модуляции (Мбит/с) Ю-Гигабипшый

Ethernet Ethernet

Рис.1. Зависимость дальности передачи информации от частоты модуляции сигнала для различных полупроводниковых лазеров, использующихся в BOJIC (по данным из [1]). увеличить дальность и скорость передачи информации по сравнению с лазерами диапазона 0.85 мкм [1].

Наблюдающийся рост рынка оборудования для ВОЛС и преимущества использования в ВОЛС окон прозрачности вблизи длин волн 1.3 мкм и 1.55 мкм обусловливают необходимость создания недорогих и эффективных источников и усилителей когерентного излучения диапазона 1.3-1.55 мкм. На настоящий момент в качестве излучателей в этом диапазоне длин волн используются лазеры на основе InGaAsP/InP, которые имеют такие недостатки, как низкая температурная стабильность, трудности при создании вертикально-излучающих лазеров, высокая оптическая нелинейность, приводящая к искажению сигнала и др., что увеличивает их стоимость и повышает требования к условиям их работы [2]. В настоящее время усилия многих исследовательских групп сосредоточены на получении лазеров диапазона 1.3 - 1.55 мкм на подложках GaAs. Применение структур на подложках GaAs позволяет достигать более высокой температурной стабильности, благодаря большей энергии локализации носителей заряда в активной области, и использовать бездефектные AlGaAs/GaAs брэгговские зеркала, оксидированные GaAs-AlO зеркала, а также оксидированные АЮ апертуры при создании монолитных вертикально-излучающих лазеров. В качестве активной области таких лазеров наиболее перспективным представляется использование In(Ga)As квантовых точек (КТ), полученных методом самоорганизации. Дело в том, что переходы между уровнями в КТ, будучи аналогичными переходам между строго дискретными уровнями отдельного атома, представляются идеальными для генерации лазерного излучения [3], что повышает температурную стабильность основных характеристик приборов и позволяет кардинально уменьшить эффект оптической нелинейности в оптических усилителях и лазерах. Преимущества метода формирования КТ с помощью самоорганизации заключаются в высокой воспроизводимости, отсутствии дефектов, связанных с постростовой обработкой, а также возможности создания приборной структуры в едином эпитаксиальном процессе.

За последнее десятилетие большой прогресс был достигнут в технологии роста квантовых точек InAs/InGaAs, излучающих в диапазоне 1.3 мкм, на подложках GaAs [4]. При этом эффективного излучения на длине волны 1.55 мкм от КТ получить не удавалось вследствие большого рассогласования по постоянным решетки GaAs и InAs. Поэтому нами был предложен новый метод получения длинноволнового излучения от структур с КТ InAs на подложках GaAs, основанный на метаморфной концепции роста. Данный метод основан на получении низкодефектных зародышевых слоев InxGai.xAs (0<х<30%) на подложках GaAs при низкотемпературном выращивании [5] и методах дефектоубирания в метаморфных слоях и КТ [6] и позволяет получать метаморфные слои InxGai.xAs с КТ с высоким структурным совершенством [7, 8].

Применение метаморфных слоев InxGaixAs в качестве матрицы, окружающей КТ InAs, является весьма перспективным подходом для сдвига длины волны излучения КТ в длинноволновую сторону. Такие КТ являются объектом новым и еще практически не изученным, что делает весьма актуальным исследование их структурных и оптических свойств.

Другой актуальной задачей современной физики полупроводников, как с точки зрения детального изучения процессов самоорганизации при росте КТ, так и для применения КТ в современных полупроводниковых лазерах, является разработка методов и способов управления процессами формирования массивов самоорганизующихся КТ, позволяющих контролировать параметры КТ. Например, для повышения температурной стабильности характеристик полупроводниковых лазеров на КТ существенным является сохранение условий неравновесного распределения носителей по состояниям массива КТ, в частности, с помощью увеличения энергетического интервала между основным и первым возбужденным состояниями [9]. Поэтому разработка методов, позволяющих контролировать энергетический спектр КТ, а также исследования механизмов релаксации носителей в основное состояние КТ и зависимости оптических свойств КТ от температуры являются актуальными для улучшения характеристик приборов на их основе.

Основная цель работы заключается в исследовании оптических и структурных свойств InAs/InGa(Al)As квантовых точек, сформированных в метаморфных матрицах InxGaixAs на подложках GaAs, в оптимизации их свойств для использования в качестве активной области излучателей диапазона 1.3-1.55 мкм и разработке метода управления энергетическим спектром состояний носителей заряда в квантовых точках.

Научная новизна работы:

1. Впервые исследованы оптические и структурные свойства КТ InAs/InGaAs, сформированных в метаморфных матрицах InxGai.xAs на подложках GaAs.

2. Предложен метод управления длиной волны люминесценции КТ InAs, сформированных в метаморфных матрицах InxGai.xAs на подложках GaAs, позволяющий варьировать ее значение в диапазоне 1.35-1.6 мкм.

3. Впервые продемонстрирована высокая эффективность фотолюминесценции на длине волны 1.5 мкм при комнатной температуре от КТ InAs, сформированных в метаморфной матрице InGaAs на подложке GaAs.

4. Методами возбуждения люминесценции и резонансной фотолюминесценции впервые исследовано влияние покрывающих слоев AlAs/InAIAs на транспорт носителей в КТ InAs, сформированных в матрице Ga(Al)As.

5. Впервые показано, что в КТ InAs/AlAs/InAlAs реализуется неравновесное распределение носителей по состояниям ансамбля КТ вплоть до комнатной температуры.

6. Впервые исследованы оптические и структурные свойства КТ InAs/InAlAs, сформированных в метаморфных матрицах InxGai.xAs различного состава.

7. Методами возбуждения люминесценции и фотолюминесценции впервые исследовано влияние покрывающих слоев InyAl|.yAs на транспорт носителей в КТ InAs, помещенных в метаморфную матрицу InxGai.xAs различного состава.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Длина волны излучения структур с квантовыми точками InAs/InGaAs в метаморфной матрице InxGai.xAs может быть контролируемым образом изменена в диапазоне 1.35-1.59 мкм путем вариации состава материала матрицы и параметров осаждения КТ.

2. В квантовых точках InAs/InGaAs при изменении состава метаморфной матрицы InxGai.xAs от 0 до 30% происходит уменьшение энергии локализации носителей и энергетического зазора между уровнями размерного квантования вследствие увеличения латерального размера квантовых точек.

3. В квантовых точках InAs/InGaAs при изменении состава матрицы InxGai.xAs от 0 до 30% происходит уменьшение скорости изменения длины волны излучения квантовых точек с температурой от 0.37 до 0.27 мэВ/К, соответственно, в диапазоне температур от 200 до 480К.

4. В структурах с квантовыми точками InAs/AlAs/InAlAs в матрице Ga(Al)As, благодаря высокой энергии локализации основного состояния относительно состояний матрицы, реализуется неравновесное распределение носителей в ансамбле квантовых точек в широком диапазоне температур, включая комнатную температуру.

5. Заращивание квантовых точек InAs тонкими слоями AlAs/InxAli.xAs и InxAli.xAs различного состава позволяет целенаправленно изменять энергетическое расстояние между основным и первым возбужденными уровнями размерного квантования от 80 мэВ до 135 мэВ для квантовых точек в матрице GaAs и от 38 мэВ до 48 мэВ для квантовых точек в метаморфной матрице InGaAs, соответственно.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на:

- 10 Международном симпозиуме «Наноструктуры: Физика и Технология» (Санкт Петербург, 2002г), 12 Международном симпозиуме «Наноструктуры: Физика и Технология» (Санкт Петербург, 2004г), 13 Международном симпозиуме «Наноструктуры: Физика и Технология» (Санкт Петербург, 2005г),

- VII Российской конференции по физике полупроводников (Звенигород, 2005г),

- на международной конференции "Trends in Nanotechnology", (Барселона, 2005), а также на научных семинарах Физико-Технического Института им. А.Ф.Иоффе

РАН.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 11 печатных работах, в том числе 6 в научных статьях и 5 в материалах конференций.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. D. S. Sizov, N. V. Kryzhanovskaya, A. G. Gladyshev, Yu В. Samsonenko, G. E. Cirlin, N. K. Polyakov, V. A. Egorov, A. A. Tonkih, Yu G. Musikhin, Anrei F. Tsatsul'nikov, N. N. Ledentsov, and Victor M. Ustinov, «Investigation of the formation of InAs QDs in a AIGaAs matrix», Proceedings of SPIE, Vol. 5023, 10th International Symposium on Nanostructures: Physics and Technology, Zhores I. Alferov, Leo Esaki, Editors, June 2002, pp. 52-55.

2. А.Е.Жуков, А.Р.Ковш, С.С.Михрин, Е.С.Семенова, Н.А.Малеев, А.П.Васильев, Е.В.Никитина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М.Шерняков, Ю.Г.Мусихин, М.В.Максимов, Н.НЛеденцов, В.М.Устинов, Ж.И.Алферов, «Метаморфные лазеры спектрального диапазона 1.3 мкм, выращенные методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках GaAs», Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, выпуск 9 11431147

3. А.Е.Жуков, А.П.Васильев, А.Р.Ковш, С.С.Михрин, Е.С.Семенова, А.Ю.Егоров, В.А.Одноблюдов, Н.А.Малеев, Е.В.Никитина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М.Шерняков, М.В.Максимов, Н.НЛеденцов, В.М.Устинов, Ж.И.Алферов, «Лазерная генерация на длине волны 1.5 мкм в структурах с квантовыми точками на подложках GaAs», Физика и техника полупроводников, 2003, том 37, выпуск 12 1461-1464.

4. М.В.Максимов, Ю.М.Шерняков, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.Г.Мусихин, Н.НЛеденцов, А.Е.Жуков, А.П.Васильев, А.Р.Ковш, С.С.Михрин,Е.С.Семенова, Н.А.Малеев, Е.В.Никитина, В.М.Устинов, Ж.И.Алферов, «Мощные лазеры на квантовых точках InAs—InGaAs спектрального диапазона 1.5 мкм, выращенные на подложках GaAs», Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, выпуск 6, стр. 763-766.

5. N. V. Kryzhanovskaya, A. G. Gladyshev, S.A.Blokhin,Yu.G.Musikhin, A.E.Zhukov, M.V.Maximov, N.D.Zakharov, A.F.Tsatsul'nikov, N.N.Ledentsov, P.Werner, F.Guffart, and D.Bimberg «Optical and structural properties of InAs quantum dot arrays grown in InGaAs matrix on GaAs substrate», Proceedings 12h International Symposium on Nanostructures: Physics and Technology, June 2004, pp. 227-228.

6. Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, С.А.Блохин, Ю.Г.Мусихин, А.Е.Жуков, М.В.Максимов, Н.Д.Захаров, А.Ф.Цацульников, Н.НЛеденцов, P.Werner, F.Guffart,

D.Bimberg «Оптические и структурные свойства массивов InAs квантовых точек, осажденных в матрицу InxGai.xAs на подложке GaAs», Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, выпуск 7, стр.867-871.

7. А.Г.Гладышев, Н.В.Крыжановская, С.С. Михрин, А.Е. Жуков, М.В. Максимов, Н.НЛеденцов, В.М.Устинов «Зависимости интенсивности фотолюминесценции InAs квантовых точек от плотности оптического возбуждения и температуры», Тезисы докладов VI Российской конференции по физике полупроводников, 19-25 сентября 2005 года, Звенигород,стр. 250

8. Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, С.А.Блохин, М.В.Максимов, Е.С.Семенова, А.П.Васильев, А.Е.Жуков, Н.НЛеденцов, В.М.Устинов, Д.Бимберг «Неравновесный характер распределения носителей при комнатной температуре в квантовых точках InAs, покрытых тонкими слоями AlAs/InAIAs», Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, выпуск 10, стр.1230-1235.

9. A. G. Gladyshev, А. V. Savelyev, N. V. Kryzhanovskaya, S. A. Blokhin, А. P. Vasil'ev, E.S. Semenova, A.E. Zhukov, R.P.Seisyan, M.V.Maximov, N.N.Ledentsov, V.M.Ustinov, «Modeling of excitation dependences of the photoluminescence from InAs quantum dots», Proceedings 13th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology" St. Petersburg, Russia, June 20-25,2005, 14-15.

10. N. V. Kryzhanovskaya, A. G. Gladyshev, S. A. Blokhin, A. P. Vasil'ev, E. S. Semenova, A.E. Zhukov, M.V.Maximov, V.M.Ustinov, N.N.Ledentsov, D.Bimberg, «Temperature stability of optical properties of InAs quantum dots overgrown by AlAs/InAIAs layers» Proceedings 13th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology" St. Petersburg, Russia, June 20-25, 2005, 18-19.

11. A. G. Gladyshev, N. V. Kryzhanovskaya, A.M. Nadtochy, E. S. Semenova, A.E. Zhukov, A. P. Vasil'ev, V.S.Mikhrin, Yu.G. Musikhin, M.V. Maximov, N.N.Ledentsov, V.M.Ustinov, «Comparative study of GaAs-based 1.5micron-range InAs/InGaAs and InAs/InAlAs self-assembled quantum dots», Phys.Stat.Sol (a), 2006, 203, No. 6, pp. 1359-1364.

Заключение

1. Список цитированной литературы:

2. J.S. Harris Jr. «GalnNAs long-wavelength lasers: progress and challenges», Semicond. Sci. Technol. 17, pp. 880-891, (2002).

3. D.I.Babic, K.Streubel, R.P.Mirin, N.M.Margalit, J.E.Bowers, E.L.Hu, D.E.Mars, L.Yang, K.Carey «Room-temperature continuous-wave operation of 1.54 pm vertical-cavity lasers», IEEE photon. Technol. Lett., 7, pp. 1225-1227, (1995).

4. JI.B. Асрян, P.A. Сурис «Теория пороговых характеристик полупроводниковых лазеров на квантовых точках. Обзор», ФТП 38(1), стр. 3-25, (2003).

5. N.N.Ledentsov «Long-wavelength quantum-dot lasers on GaAs substrates: from media to device concepts», IEEE J. Select. Topics Quant. Electron., 8, pp. 1015-1017, (2002).

6. А.Е.Жуков, А.П.Васильев, A.P. Ковш, C.C. Михрин, E.C. Семенова, А.Ю.Егоров, В.А.Одноблюдов, Н.А.Малеев, Е.В.Никитина, Н.В.Крыжановская, А.Г.Гладышев, Ю.М.Шерняков, М.В.Максимов, Н.Н. Леденцов, В.М. Устинов, Ж.И.Алферов,

7. Лазерная генерация на длине волны 1,5 мкм в структурах с квантовыми точками на подложках GaAs» ФТП 37(12), стр. 1461-1464, (2003).

8. O.B.Shchekin, P. Gyoungwon, D.L.Huffaker, D.G.Deppe, «Discrete energy level separation and the threshold temperature dependence of quantum dot lasers», Appl.Phys.Lett. 77, pp. 466468, (2000).

9. W.J.Schaffer, M.D.Lind, S.P.Kowalczyk, R.W.Grant «Nucleation and strain relaxation at the InAs/GaAs(100) heterojunction», J.Vac.Sci.Technol. В 1,688 (1983).

10. B.F.Lewis, F.J.Grunthaner, A.Madhukar, R.Fernandez, J.Maserjian «RHEED oscillation studies of MBE growth kinetics and lattice mismatch strain-induced effects during InGaAs growth on GaAs(100)», J.Vac.Sci.Technol., В 2, p. 419, (1984).

11. M.Y.Yen, A.Madhukar, B.F.Lewis, R.Fernandez, L.Eng, F.J.Grunthaner «Cross-sectional transmission electron microscope studies of GaAs/InAs(100) strain layer modulated structures grown by molecular beam epitaxy», Surf. Sci., 174, p. 606, (1986).

12. L.Goldstein, F.Glas, J.Y.Martin, M.N.Charasse, G.Le Roux, «Growth by molecular beam epitaxy and characterization of InAs/GaAs strained-layer superlattices», Appl.Phys.Lett., 47, pp. 1099-1101,(1985).

13. R. Dingle and C.H. Henry, "Quantum effects in heterostructure lasers" U.S. Patent No. 3982207, 21, September 1976.

14. Y. Arakawa, H. Sakaki «Multidimensional quantum well laser and temperature dependence of its threshold current», Appl.Phys.Lett., 40, pp. 939-941, (1982).

15. G.L.Snider, I.H. Tan, E.L.Hu, «Electron states in mesa-etched one-dimentional quantum well wires», J.Appl.Phys., 68, pp. 2849-2853, (1990).

16. D.Leonard, M.Krishnamurthy, C.M.Reaves, S.P.Denbaars, P.M.Petroff «Direct formation of quantum-sized dots from uniform coherent islands of InGaAs on GaAs surfaces», Appl.Phys.Lett., 63, pp. 3203-3205, (1993).

17. F.Glas, C.Guille, P.Henoc, F.Houzay, Inst. Phys. Conf. Ser. 87, Sect. 2, p.71 (1987).

18. S.Guha, A.Madhukar, K.C.Rajkumar «Onset of incoherency and defect introduction in the initial stages of molecular beam epitaxical growth of highly strained InxGaixAs on GaAs(100)», Appl. Phys. Lett., 57, pp. 2110-2112, (1990).

19. J.M.Moison, F.Houzay, F.Barthe, L.Leprince, E.Andre, O.Vatel «Self-Organized growth of regular nanometer-scale InAs dots on GaAs», Appl. Phys. Lett. 64, pp. 196-198, (1994).

20. M.Tabuchi, S.Noda, A.Sasaki: In Science and Technology of Mesoscopic Structures, ed. By S.Namba, C.Hamaguchi, and T.Ando (Springer, Tokyo 1992) p.379.

21. J.Y.Marzin, J.M.Jerard, A.Izrael, D.Barrier «Photoluminescence of single InAs quantum dots obtained by self-organized growth on GaAs», Phys. Rev. Lett. 73, pp. 716-719, (1994).

22. V.A.Shchukin, N.N.Ledentsov, P.S.Kop'ev, D.Bimberg «Spontaneous ordering of coherent strained islands», Phys.Rev.Lett., 75, pp.2968-2971, (1995).

23. I.Daruka, A.-L.Barabasi «Dislocation-Free Island Formation in Heteroepitaxial Growth: A Study at Equilibrium», Phys. Rev. Lett. 79, p. 3708 (1997).

24. V.A.Shchukin, D.Bimberg «Spontaneous ordering of nanostructures on crystal surfaces», Rev. Mod. Phys., 71,1125 (1999).

25. C.Ratsch, A.Zangwill «Equilibrium theory of the Stranski-Krastanov epitaxial morphology», Surf. Sci., 293, p. 123 (1993).

26. C.Priester, M.Lannoo «Origin of Self-Assembled Quantum Dots in Highly Mismatched Heteroepitaxy» Phys. Rev. Lett., 75, pp. 73-76, (1995).

27. A.Madhukar, P.Chen, Q.Xie, A.Konkar, T.R.Ramachandran, N.P.Kobayashi, R.Viswanathan: In Low Dimensional Structures Prepared by Epitaxial Growth or Regrowth on Patterned Substrates, Proceedings of the NATO Advanced Workshop, February 20-24, 1995,

28. Ringberg Castle, Germany, ed. By K.Ebern, P.Petroff, and P.Demeester (Kluwer, Dordrecht 1995) p. 19.

29. N.Kobayashi, T.R.Ramachandran, P.Chen, A.Madhukar «In situ, atomic force microscope studies of the evolution of InAs three-dimensional islands on GaAs(OOl)», Appl. Phys. Lett. 68, pp. 3299-3301, (1996).

30. G.Cirlin, G.M.Gurianov, A.O.Golubok, S.Ya, Tipissev, N.N.Ledentsov, P.S.Kop'ev, M.Grundmann, D.Bimberg «Ordering phenomena in InAs strained layer morphological transformation on GaAs (100) surface», Appl.Phys.Lett., 67, pp. 97-99, (1995).

31. Q. Xie, P. Chen, A. Madhukar, «InAs island induced strain-driven adatom migration during overlayer growth», Appl. Phys. Lett. 65, pp. 2051-2053, (1994).

32. J.M.Garcia, G.Medeiros-Ribeiro, K.Schmidt, T.Ngo, J.L.Feng, A.Lorke, J.Kotthaus, P.M.Petroff «Intermixing and shape changes during the formation of InAs self-assembled quantum dots», Appl.Phys.Lett, 71, pp. 2014-2016, (1997).

33. A.Lorke, R. Johannes Luyken, A. O. Govorov, J. P. Kotthaus, J. M. Garcia, and P. M. Petroff «Spectroscopy of Nanoscopic Semiconductor Rings», Phys. Rev. Lett., 84, pp. 22232226, (2000).

34. Y.W.Mo, D.E.Savage, B.S.Swartzentruber, M.G.Lagally «Kinetic pathway in Stranski-Krastanov growth of Ge on Si(001)», Phys. Rev.Lett. 65, pp.1020-1023, (1990).

35. S. Fafard, R. Leon, D. Leonard, J.L. Merz, P.M. Petroff, «Visible photopuminescence from N-dot ensembles and the linewidth of ultrasmall AlInAs/AlGaAs quqntum dots», Phys. Rev. В 50, pp. 8086-8089,(1994).

36. A. Kurtenbach, K. Eberl, T. Shitara «Nanoscale InP islands embedded in GalnP», Appl. Phys. Lett., 66, pp. 361-363, (1995).

37. G.X.Qian, R.M.Martin, D.J.Chadi «First-principles study of the atomic reconstructions and energies of Ga- and As-stabilized GaAs(lOO) surfaces», Phys.Rev.B, 38, pp. 7649-7663, (1988).

38. J.Oshinowo, M.Nishioka, SJshida, Y.Arakawa, «Highly Uniform InGaAs/GaAs quantum dots (~15 nm) by metalorganic chemical vapor deposition», Appl. Phys. Lett. 65, pp.1421-1423, (1994).

39. H.Saito, K.Nishi, S.Sugou, «Shape transformation of InAs quantum dots by growth at high temperature», Appl. Phys. Lett. 74, pp. 1224-1226, (1999).

40. G.S.Solomon, J.A.Trezza, J.S.Harris Jr. «Substrate temperature and monolayer coverage effects on epitaxial ordering of InAs and InGaAs islands on GaAs», Appl. Phys. Lett. 66, pp. 991-993,(1995).

41. Y.Nakata, K.Mukai, M.Sugawara, K.Othsubo, H.Ishikawa, N.Yokoyama, «Molecular beam epitaxial growth of InAs self-assembled quantum dots with light emission at 1.3 pm», J. Cryst. Growth, 208, pp.93-99, (2000).

42. R.Murray, D.Childs, S.Malik, P.Siverns, C.Roberts, J.M.Hartmann, P.Stavrinou, «1.3 pm room temperature emission from InAs/GaAs self-assembled quantum dots», Jpn. J. Appl. Phys. 38, pp. 528-530,(1999).

43. Ю.Г. Мусихин, Г.Э. Цырлин, В.Г. Дубровский, Ю.Б. Самсоненко, А.А. Тонких, Н.А. Берт, В.М. Устинов «Переход от термодинамического режима формирования квантовых точек в системе InAs/GaAs(100) к кинетическому», ФТП 39(7), стр. 853-858, (2005).

44. J. X. Chen, U. Oesterle, A. Fiore, R. P. Stanley, М. Ilegems, and Т. Todaro «Matrix effects on the structural and optical properties of InAs quantum dots», Appl. Phys. Lett., 79, pp. 3681-3683,(2001).

45. Q. Xie, A. Madhukar, P. Chen, N.P. Kobayashi, «Vertically Self-Organized InAs Quantum Box Islands on GaAs (100)», Phys. Rev. Lett. 75, pp. 2542-2545, (1995).

46. I. Mukhametzhanov, R.Heitz, J.Zeng, P.Chen, and A.Madhukar «Independent manipulation of density and size of stress-driven self-assembled quantum dots», Appl.Phys.Lett., 73, pp. 1841-1843,(1998).

47. Д.Г. Васильев, В.П. Евтихиев, В.Е. Токранов, И.В. Кудряшов, В.П. Кочерешко «Влияние разориентации подложки на распределение квантовых точек по размерам в системе InAs/GaAs», ФТТ 40(5), (1998).

48. Т. Suzuki, Y. Temko, and К. Jacobi «Shape, size, and number density of InAs quantum dots grown on the GaAs(113)B surface at various temperatures», Phys. Rev. B, 67, 045315-0453157, (2003).

49. S. P. Guo, H. Ohno, A. Shen, F. Matsukura, and Y. Ohno «InAs self-organized quantum dashes grown on GaAs (211)B», Appl. Phys. Lett. 70, pp. 2738-2740, (1997).

50. S. Anders, C. S. Kim, B. Klein, Mark W. Keller, and R. P. Mirin «Bimodal size distribution of self-assembled InxGal AxAs quantum dots», Phys. Rev В 66, pp. 125309-125309-5, (2002).

51. H. Lee, R.R. Lowe-Webb, W. Yang, and P. C. Sercel «Formation of InAs/GaAs quantum dots by molecular beam epitaxy: Reversibility of the islanding transition», Appl. Phys. Lett. 71, pp. 2325-2327,(1997).

52. H. Lee, R. Lowe-Webb, Т. J. Johnson, W. Yang, and P. C. Sercel «Photoluminescence study of in situannealed InAs quantum dots: Double-peak emission associated with bimodal size distribution», Appl. Phys. Lett. 73, pp. 3556-3558, (1998).

53. M.Grundmann, O.Stier, D.Bimberg «InAs/GaAs quantum pyramids: strain distribution, optical phonons and electronic structure», Phys.Rev.B, 52, pp. 11969-11978, (1996).

54. G.Medeiros-Ribeiro, D.Leonard, P.M.Petroff, «Electron and hole energy levels in InAs self-assembled quantum dots», Appl.Phys.Lett 64, pp. 1767-1769, (1995).

55. M.A.Cusack, P.R.Briddon, and M.Jaros «Electronic structure of InAs/GaAs self-assembled quantum dots», Phys. Rev. В 54 (4), pp. R2300-R2303, (1996).

56. O.Stier, M.Grundmann, D.Bimberg, «Electronic and optical properties of strained quantum dots modeled by 8-band к-p-theory», Phys. Rev. В 59, pp. 5688-5701, (1999).

57. R. Heitz, H. Born, F. Guffarth, O. Stier, A. Schliwa, A. Hoffmann, and D. Bimberg «Existence of a phonon bottleneck for excitons in quantum dots», Phys.Rev.B, 64, pp. 241305241305-4, (2001).

58. R.Heitz, M.Veit, N.N.Ledentsov, A.Hoffmann, D.Bimberg, V.M.Ustinov, P.S.Kop'ev, Zh.I.Alferov, «Energy relaxation by multiphonon processes in InAs/GaAs quantum dots», Phys.Rev.B, 56, pp. 10435- 10445, (1997).

59. Y.Toda, O.Moriwaki, M.Nishioka, Y.Arakawa, «Efficient carrier relaxation mechanism in InGaAs/GaAs self-assembled quantum dots based on the existence of continuum states», Phys.Rev.Lett., 82, pp. 4114-4117, (1999).

60. K.Mukai, N.Ohtsuka, M.Sugawara, S.Yamazaki «Self-fromed InGaAs quantum dots on GaAs substrates emitting at 1.3 pm», Jpn.J.Appl.Phys, 33, L1710-1712, (1994).

61. D.L.Huffaker, D.G.Deppe, «Electroluminescence efficieny of 1.3 (im wavelength InGaAs/GaAs quantum dots», Appl.Phys.Lett, 73, pp. 520-522, (1998).

62. K.Nishi, H.Saito, S.Sugou, J.-S.Lee, «А narrow photoluminescence linewidth of 21 meV at 1.35 urn from strain-reduced InAs quantum dots covered by Ino.2Gao.8As grown on GaAs substrates», Appl.Phys.Lett., 74, pp. 1111-1113, (1999).

63. F.Guffarth, R.Heitz, , A.Schliwa, O. Stier, N.N.Ledentsov, A.R. Kovsh, V.M. Ustinov, D.Bimberg «Strain engineering of self-organized InAs quantum dots», Phys. Rev. В., 64(15), 085305-085305-7,(2001).

64. Ustinov V.M. and Zhukov A.E. "GaAs-long-wavelength lasers", Semicond. Sci. Technol., 15, pp. R41-R54, (2000).

65. N.N. Ledentsov «Dcfect-free semiconductor templates for epitaxial growth and method of making same», United States Patent 6784074.

66. K.Mukai, Nakata Y., Otsubo K., Sugawara M., Yokoyama N., Ishikawa H., «1.3-|im CW Iasing of InGaAs-GaAs quantum dots at room temperature with a threshold current of 8 mA», IEEE Photonics Technol.Lett., 11, pp. 1205-1207, (1999).

67. D. I. Lubyshev, P.P. Gonza' lez-Borrero, E. Marega, Jr., E. Petitprez, N. La Scala, Jr.,and P. Basmaji «Exciton localization and temperature stability in self-organized InAs quantum dots» Appl. Phys. Lett. 68(2), pp. 205-207, (1996).

68. S. Fafard, S. Raymond, G. Wang, R. Leon, D. Leonard, S. Charbonneau, J. L. Merz, P. M. Petroff, and J. E. Bowers «Temperature effects on the radiative recombination in self-assembled quantum dots», Surf. Sci., 361, pp. 778-782, (1996).

69. S.Sanguinetti, M.Henini, M.Grassi Alessi, M.Capizzi, P.Frigeri, S.Franchi «Carrier thermal escape and retrapping in self-assembled quantum dots», Phys. Rev. B, 60, pp.8276-8283, (1999).

70. A.Patane, M.G.Alessi, F.Intonti, A.Polimeni, M.Capizzi, F.Martelli, M.Geddo, A.Bosacchi, S.Franchi «Evolution of the Optical Properties of InAs/GaAs Quantum Dots for Increasing InAs Coverages», Phys. Status Solidi A, 164, pp. 493-497, (1997).

71. Y. Tang, D. H. Rich, I. Mukhametzhanov, P. Chen, and A.Madhukar, «Self-assembled InAs/GaAs quantum dots studied with excitation dependent cathodoluminescence», J. Appl. Phys. 84, pp. 3342-3348, (1998).

72. Z.Y.Xu, Z.D.Lu, X.P.Yang, Z.L.Yuan, B.Z.Zheng, J.Z.Xu, W.K.Ge, Y.Wang, L.L.Chang, «Carrier relaxation and thermal activation of localized excitons in self-organized InAs multilayers grown on GaAs substrates», Phys.Rev. B, 54, pp. 11528-11531, (1996).

73. A.Polimeni, A.Patane , M.Henini, L.Eaves, and P.C.Main «Temperature dependence of the optical properties of InAs/AlyGal2yAs self-organized quantum dots», Phys. Rev. B, 59, pp. 5064-5068,(1999).

74. W.-H. Chang, T.M. Hsu, N.-T. Yeh, and J.-I. Chyi «Carrier transfer effect and thermal activation behaviors in the photoluminescence of In(Ga)As self-assembled quantum dots», Chinese J. Phys., 40(5), pp.548-559, (2002).

75. K. Akiba, N. Yamamoto, V. Grillo, A. Genseki, and Y. Watanabe «Anomalous temperature and excitation power dependence of cathodoluminescence from InAs quantum dots», Phys. Rev. В 70, pp. 165322-165322-9, (2004).

76. D.P.Popescu, P.G. Eliseev, A.Stintz and K.J. Malloy, «Temperature dependence of the photoluminescence emission from InAs quantum dots in a strained Gao.85Ino.15As quantum well», Semicond.Sci.Technol., 19, pp. 33-38, (2004).

77. A.Rosenauer, U.Fisher, D.Gerthsen, and A.Forster «Composition evaluation of In,Gai *As Stranski-Krastanow-island structures by strain state analysis », Appl.Phys.Lett. 71, pp. 3868-3870,(1997).

78. A.Lemaitre, G.Patriarche, F.Glas, «Composition profiling of InAs/GaAs quantum dots», Appl. Phys.Lett., 85, pp. 3717-3719, (2001).

79. H.Lee, W.Yang, P.C.Sercel, «Temperature and excitation dependence of photoluminescence line shape in InAs/GaAs quantum-dot structures», Phys. Rev. B, 55, pp. 9757-9762,(1996).

80. K. Mukai, N. Ohtsuka, and M. Sugawara, «High photoluminescence efficiency of InGaAs/GaAs quantum dots self-formed by atomic layer epitaxy technique», Appl. Phys. Lett. 70, pp. 2416-2418,(1997).

81. R. P. Mirin, J. P. Ibbetson, K. Nishi, A. C. Gossard, and J. E.Bowers, «1.3 fim photoluminescence from InGaAs quantum dots on GaAs», Appl. Phys. Lett. 67, pp. 3795-3797, (1995).

82. C. Lobo, R. Leon, S. Marcinkevicius, W. Yang, P. C. Sercel, X. Z. Liao, J. Zou, D. J. H. Cockayne, «Inhibited carrier transfer in ensembles of isolated quantum dots», Phys. Rev. B, 60, pp. 16647-16651,(1999).

83. Y.T.Dai, J.C.Fan, Y.F.Chen, R.M.Lin, S.C.Lee, H.H.Lin, « Temperature dependence of photoluminescence spectra in InAs/GaAs quantum dot superlattices with large thicknesses», Journal of Applied Physics, 82, pp. 4489-4492, (1997).

84. Y. Wu, K. Arai, and T. Yao, «Temperature dependence of the photoluminescence of ZnSe/ZnS quantum-dot structures», Phys. Rev. В 53, pp. R10485- R10488, (1996).

85. M. Vening, D.J. Dunstan, and K.P. Homewood «Thermal quenching and retrapping effects in the photoluminescence of In^Gai.^As/GaAs/AUGai^As multiple-quantum-well structures», Phys. Rev. B, 48, pp. 2412-2417, (1993).

86. P.G. Eliseev, H. Li, G.T. Liu, A. Stintz, T.C. Newell, L.E. Lester and K.J. Malloy « Optical gain in InAs/InGaAs quantum-dot structures: Experiments and theoretical model», Quantum Electron.30, pp. 664-668,(2000).

87. E. C. Le Ru, P. D. Siverns, and R. Murray «Luminescence enhancement from hydrogen-passivated self-assembled quantum dots», Appl. Phys.Lett.,77, pp. 2446-2448, (2000).

88. S.J.Pearton, J.W.Corbett, T.S.Shi «Hydrogen in crystalline semiconductors», Appl.Phys. A, 43, 153 (1987).

89. Е. С. Le Ru, J. Fack, and R. Murray «Temperature and excitation density dependence of the photoluminescence from annealed InAs/GaAs quantum dots», Phys. Rev. В 67, pp. 245318-245318-12(2003).

90. A.Patane, A.Polimeni, P.C.Main, M.Henini, L.Eaves, «High-temperature light emission from InAs quantum dots», Appl.Phys.Lett., 75, pp. 814-816, (1999).

91. S. Sanguinetti, Т. Mano, М. Oshima, Т. Tateno, М. Wakaki, N. Koguchi, «Temperature dependence of the photoluminescence of InGaAs/GaAs quantum dot structures without wetting layer», Appl. Phys. Lett., 81, pp. 3067-3069, (2002).

92. T. Mano, K.Watanabe, S.Tsukamoto, N. Koguchi, H.Fujioka, M.Oshima, C.-D. Lee, Jae-Y. Leem, H. J. Lee, S. K. Noh «Nanoscale InGaAs concave disks fabricated by heterogeneous droplet epitaxy», Applied Physics Letters, 76, pp. 3543-3545, (2000).

93. T.Muller, F.F.Schrey, G.Strasser, K.Unterrainer «Ultrafast intraband spectroscopy of elecron capture an relaxation in InAs/GaAs quantum dots», Appl.Phys.Lett., 83, pp. 3572-3574, (2003).

94. F.Adler, M.Geiger, A.Bauknecht, D.Haase, P.Ernst, A.Dornen, F.Scholz, H.Schweizer, «Self-assembled InAs/GaAs quantum dots under resonant excitation», J.Appl.Phys., 83, pp. 1631-1636,(1998).

95. A. Ohnesorge, M. Albrecht, J. Oshinovo, A. Forchel, Y. Arakawa «Rapid carrier relaxation in self-assembled InxGai.xAs/GaAs quantum dots», Phys. Rev. В 54, pp. 11532-11538,(1996).

96. D.Morris, N.Perret, S.Fafard «Carrier energy relaxation by means of Auger processes in InAs/GaAs self-assembled quantum dots», Appl.Phys.Lett. 75, pp. 3593-3595, (1999).

97. H.Yu, S.Lycett, C.Roberts, R.Murray «Time resolved study of self-assembled InAs quantum dots», Appl.Phys.Lett. 69, pp. 4087-4089, (1996).

98. T.F.Boggess, L.Zhang, D.G.Deppe, D.L.Huffaker, C.Cao, «Spectral engineering of carrier dynamics in In(Ga)As self-assmbled quantum dots», Appl.Phys.Lett., 78, pp. 276-278, (2001).

99. S.A.Maksimenko, G.Ya.Slepyan, N.N.Ledentsov, V.P.Kalosha, A.Hoffmann, D.Bimberg, «Light confinement in quantum dot», Semicond. Sci.Technol., 15, pp. 491-496, (2000).

100. L. Zhang, T.F.Boggess, D.G.Deppe, D.L.Huffaker, O.B.Shchekin, C.Cao, «Dynamic response of 1.3-pm-wavelength InGaAs/GaAs quantum dots», Appl.Phys.Lett., 76, pp. 12221224, (2000).

101. A.Fiore, P.Borri, W.Langbein, J.M.hvam, U.Oesterle, R.Houdre, R.P.Stanley and M.Ilegems, «Time-resolved optical characterization of InAs/InGaAs quantum dots emitting at 1.3 pm», Appl.Phys.Lett, 76, pp. 3430-3432, (2000).

102. A.Yu.Egorov, D.Bernklau, D.Livshits, V.Ustinov, Zh.I.Alferov, H.Riechert, «CW operation of InGaAsN lasers», Proc. of the 26th Int. Symp. on Compound Semiconductors (ISCS1999), Berlin, Germany, 22-26 August, 1999.

103. A.Yu.Egorov, D.Bernklau, D.Livshits, V.Ustinov, Zh.I.Alferov, H.Riechert «High power CW operation of InGaAsN lasers at 1.3 pm», Electron. Lett. 35, pp.1643-1644, (1999).

104. D.Livshits, A.Yu.Egorov, H.Riechert «8W continious wave operation of InGaAsN lasers at 1.3 pm», Electron. Lett., 36, 1381 (2000).

105. B.Borchert, A.Yu.Egorov, S.Illek, M.Komainda, H.Riechert «1.29 pm GalnNAs multiple quantum well ridge waveguide laser diodes with improved performance», Electron. Lett. 36, pp. 2204-2206, (2000).

106. D.Golub, M.Fischer, A.Forhel «Towards high performance GalnAsN/GaAsN laser diodes in 1.5 //m range», Electronics Letters, 39, p. 20, (2002).

107. X.Yang, J.Jurkovic, J.B.Heroux, W.I. Wang «Molecular beam epitaxial growth of InGaAsN:Sb/GaAs quantum wells for long-wavelength semiconductor lasers», Appl. Phys. Lett., 75, pp. 178-180,(1999).

108. Gambin V., Ha W., Wistley M., Yuen H., Bank S.R., Kim S.M., Harris J.S., IEEE J. Select. Top. Quantum Electronics, 8, p. 785, (2002).

109. Yamada M., Anan Т., Tokutome K., Kamei A., Nishi K., Sugou S., IEEE Photonics Technology Letters, 12, pp. 774-776, (2000).

110. G. W. Bryant «Excitons in quantum boxes: Correlation effects and quantum confinement», Phys. Rev. В 37, pp. 8763-8772, (1988).

111. M. Sugawara, N. Okazaki, T. Fujii, and S. Yamazaki «Diamagnetic shift and oscillator strength of two-dimensional excitons under a magnetic field in Ino.53Gao.47As/InP quantum wells», Phys. Rev. В 48, pp. 8848-8856, (1993).

112. I.R.Sellers, H.Y.Liu, K.M.Groom, D.T.Childs, D.Robbins, T.J.Badcock, M.Hopkinson,

113. D.J.Mowbray, M.S. Skolnick, «1.3 pm InAs/GaAs multiplayer quantum -dot laser with extremely low room-temperature threshold current density», Electron.Lett., 40, 1412 (2004).

114. R.L.Sellin, C.Ribbat, D.Bimberg, F.Rinner, H.Konstanzer, M.T.Kelemen, M.Mikulla, «High-reliability MOCVD-grown quantum dot laser», Electron. Lett., 38, p. 883 (2002).

115. A.E. Zhukov, A.R.Kovsh, V.M.Ustinov, Yu.M.Shernyakov, S.S.Mikhrin, N.A. Maleev,

116. S.Deubert, Debusmann, J.P.Reithmaier, A.Forchel, «High-power quantum dot lasers with improved temperature stability of emission wavelength for uncooled pump sources», Electron. Lett, 41, p. 1125 (2005).

117. Liu G.T., Xu В., Wei Y.Q.,Ding D., Qian J.J., Han Q., Liang J.B., Wang Z.G., «High-power and long-lifetime InAs/GaAs quantum-dot laser at 1080 nm», Appl. Phys.Lett.,79, pp. 2868-2870, (2001).

118. D.Bimberg, M.Grundmann, N.N. Ledentsov «Quantum dot heterostructures», John Wiley and Sons, (1999).

119. H. Saito, K. Nishi, I. Ogura, S. Sugou, Y. Sugimoto «Room-temperature lasing operation of a quantum-dot vertical-cavity surface-emitting laser», Appl. Phys. Lett. 69, pp. 3140-3142, (1996).

120. J.A. Lott, N.N. Ledentsov, V.M. Ustinov, A.Yu. Egorov, A.E. Zhukov, P.S. Kop'ev, Zh.I. Alferov, and D. Bimberg « Vertical cavity lasers based on vertically coupled quantum dots», Electronic. Lett. 33, pp. 1150-1151, (1997).

121. D.Bimberg, N.N Ledentsov., J.A.Lott, «Quantum-dot vertical-cavity surface-emitting lasers», MRS Bull., 27, p. 531, (2002).

122. Park G., Shchekin O.B., Huffaker D.L.,Deppe D.G., «InGaAs quantum dot laser with sub-milliamp thresholds und ultra-low threshold current density below room temperature», Electron.Lett., 36, pp. 1283-1284, (2000).

123. Shchekin О.В., Ahn J., Deppe D.G., «High temperature performance of self-organized quantum dot laser with stacked p-doped active region», Electron. Lett., 38, pp. 712-713, (2002).

124. В.М.Устинов «Технология получения и возможности управления характеристиками структур с квантовыми точками», ФТП 38(8), стр. 963-970, (2004).

125. R. Hull, J. С. Bean, R. Е. Leibenguth, and D. J. Werder «Role of strained layer superlattices in misfit dislocation reduction in growth of epitaxial Geo.sSio.s alloys on Si(100) substrates», J.Appl. Phys., 65(12), pp. 4723-4729, (1989).

126. Matthews and Blakeslee «Defects in epitaxial multilayers -I. Misfit dislocations», J. Cryst. Growth, 27,118 (1974).

127. L.V. Asryan, M. Grundmann, N.N. Ledentsov, O. Stier, R. A. Suris, D. Bimberg «Effect of excited-state transitions on the threshold characteristics of a quantum dot laser», IEEE J. of Quantum Electronics, 37(3), pp. 418-425, (2001).

128. R.Heitz, O.Stier, I.Mukhametzhanov, A.Madhukar, D.Bimberg «Quantum size effect in self-organized InAs/GaAs quantum dots», Phys.Rev.B, 62(16), pp. 11017-11028, (2000).

129. M. V. Maximov, I.L.Krestnokov, Yu. M. Shernyakov, A. E. Zhukov, N.A.Maleev, Yu.G.Musikhin, V. M. Ustinov, Zh. I. Alferov, A.Yu. Chernyshov, N. N. Ledentsov, D. Bimberg, T.Maka, and C.M.Sotomayor Torres, J. El. Matt., 29, 487 (2000).

130. S.Ghosh, S.Pradhan, P.Bhattacharya «Dynamic characteristics of high-speed Ino.4Gao.6As/GaAs self-organized quantum dot lasers at room temperature», Appl.Phys.Lett., 81, pp. 3055-3057, (2002).

131. D.KIotzkin, K.Kamath, K. Vineberg, P.Bhattacharya, R.Murty, J. Laskar «Enhanced Bandwidth of Self-Organized Quantum Dot Lasers at Cryogenic Temperatures: Role of Carrier Relaxation and Differential Gain», IEEE Phot.Tech. Lett., 10, p. 932, (1998).

132. V. Tokranov, M. Yakimov, A. Katsnelson, M. Lamberti, and S. Oktyabrsky «Enhanced thermal stability of laser diodes with shape-engineered quantum dot medium», Appl.Phys.Lett., 83 (54), pp. 833-835, (2003).

133. Z.Y.Zhang, B.Xu, P.Jin, X.Q.Meng, Ch.M.Li, X.L.Ye, D.B.Li, Z.G.Wang «Effect of InAlAs/InGaAs cap layer on optical properties of self-assembled InAs/GaAs quantum dots», J.Cr.Gr., 241, pp. 304-308, (2002).

134. I.R.Sellers, H.Y.Liu, M.Hopkinson, D.J.Mowbray and M.S.Skolnik «1.3 pm lasers with AlInAs-capped self-assembled quantum dots», Appl.Phys.Lett., 83, pp. 4710-4712, (2003).

135. M.Arzberger, U. Kasberger, G. Bohm, and G. Abstreiter «Influence of a thin AlAs cap layer on optical properties of self-assembled InAs/GaAs quantum dots», Appl.Phys.Lett., 75, pp. 3968-3970,(1999).

136. B.Jusserand, and M.Cardona «Light Scattering Solids V», Topics in Appl.Phys., 66, p. 49, (1994).

137. M. Ilegems, in «The Technology and Physics of Molecular Beam Epitaxy», edited by E. H. C. Parker, Plenum, New York, p. 83, (1985).