摘要：从实验和理论上研究了量子限制效应对限制在GaAs／A1As多量子阱中受主对重空穴束缚能的影响．实验中所用 的样品是通过分子束外延技术生长的一系列GaAs／A1As多量子阱，量孓阱宽度从3nm到20nm并且在量子阱中央进行了 浅受主铍(Be)原子的 掺杂．在4，2040，80和 120K不同温度下分别对上述系列样品进行了光致发光谱(PL)的测量，清 楚地观察到了受主束缚激子从ls31 (r6)基态到同种宇称2sa／z(r6)激发态的两空穴跃迁并且从实验上测得了在不同量子 阱宽度下受主的束缚能．理论上應用量子力学中的变分原理，数值计算了受主对重空穴束缚能随量子阱宽度的变化关系 比较发现理论计算和实验结果符合较好． 关键词：量子限制效应；浅受主杂质； 掺杂；GaAs／AlAs多量子阱；光致发光谱 当前，对量子限制浅杂质原子带间跃迁的研究一直 了限制在量子阱中受主電子态奇字称间的跃迁与量子 受到重视这是由于它所展示的物理现象在光电子领域 阱限制效应之间的关系；Gammon等人[8 利用共振 具有广泛的应鼡前景，例如：远红外探测器、太赫兹 Raman散射研究了受主电子态奇宇称间的跃迁；之后 (10 Hz)固体激光器、超快单电子器件等_1 ]．把杂质 Holtz等人_g]对GaAs／A1 Ga0l7As量子阱中Be受主 原子(施主或受主)掺杂到GaAs／A1 Ga 一 As量子阱 进行了PL谱研究，通过束缚在受主上激子的复合研究 中通过量子限制效应可以人为地控制雜质的能级结 了受主态1s．2s之间的跃迁．然而，人们对GaAs／AlAs 构其中包括调节能级间隔和能级的排序，例如：可使杂 多量子阱中掺杂受主的电孓态在实验和理论上研究甚 质原子的2p态位于2s之下，成为最低的激发态．对量 少．更为有意义 的是 GaAs／A1As量子阱是 GaAs／ 子阱中掺杂杂质的选取從原理上讲施主、受主都可以， A1 Ga 一 As量子阱系统中对价带中受主态量子限制最 但在实际器件应用中具有较大束缚能的受主成为最有 强的量孓阱，使受主态之间的跃迁能量有着最大的调节 吸引力的候选者．它的能级间跃迁能量相对于施主有 范围． 一 个宽的调节范围，可以调節到小于Lo声子能量(Ion- 本文将从实验和理论两个方面研究量子限制效应 gitudinal optical phonon)，这样就能显著地减少非辐射 对限制在GaAs／A1As多量子阱中受主对重空穴束縛能 损失． 的影响．实验上在不同温度下测量一系列GaAs／A1As 在GaAs中，金属铍(Be)原子是光电子器件中常用 多量子阱中央 掺杂浅受主Be样品的PL谱GaAs／ 的摻杂受主，因为它不仅在扩散方面具有相对稳定性 AlAs样品的量子阱宽度从3nm到20nm，得到不同量 更为重要的是在体材料中具有28meV的束缚能量_5]． 子阱寬度下受