纳米微结构对异变外延生长中贯穿位错抑制机理的研究

光通信波段长波长半导体激光器在光通信系统具有极其重要的地位，其中，基于半导体异变外延材料的激光器已显示出巨大发展潜力，是下一代光通信用激光器的优选方案之一。如何实现高质量异变外延材料，特别是抑制延伸到有源区的贯穿位错是目前迫切需要解决的关键问题。根据以上应用需求和关键问题，本项目将深入探索异变外延材料中贯穿位错的产生、传播、抑制等相关的物理机理，为研制适用于光通信半导体激光器的高质量异变外延材料提供理论指导和支持；通过理论建模、数值仿真、参数优化与实验验证相结合的方法，研究基于纳米微结构控制贯穿位错密度的有效途径，利用纳米微结构的非均匀应变场和界面环境等与位错之间相互作用，改变贯穿位错的传播路径，降低有源区的贯穿位错密度。本课题的预期成果，对改进和实现下一代半导体异变结构激光器，以及深层次理解和掌握位错的控制机理，都具有十分重要的意义。

光通信波段长波长半导体激光器在光通信系统具有极其重要的地位，其中，基于半导体异变外延材料的激光器已显示出巨大发展潜力，是下一代光通信用激光器的优选方案之一。如何实现高质量异变外延材料，特别是抑制延伸到有源区的贯穿位错是目前迫切需要解决的关键问题。根据以上应用需求和关键问题，本项目深入研究了异变外延材料中贯穿位错的产生、传播、抑制等相关的物理机理，为研制适用于光通信半导体激光器的高质量异变外延材料提供理论指导和支持；通过理论建模、数值仿真、参数优化与实验验证相结合，表明基于纳米微结构的应变可以有效控制贯穿位错，特定纳米结构的应变场与位错之间相互作用，能够改变贯穿位错的传播路径，降低有源区的贯穿位错密度,提高材料性能,研究成果给出了抑制贯穿位错的基本纳米结构参数,以及纳米位结构产生失配位错的临界条件。本课题的预期成果，对改进和实现下一代半导体异变结构激光器，以及深层次理解和掌握位错的控制机理，都具有十分重要的意义。