9、从量子点到量子环：可调激子拓扑结构的研究

从量子点到量子环：可调激子拓扑结构的研究

1. 引言

在量子通信技术领域，对能够与可见光和红外光相互作用且具有高相干性的量子系统的需求日益增长。传统的一些量子系统虽然具有非局域特性，能在很大程度上免受环境干扰，但无法满足量子通信技术对光相互作用的要求。而具有 II 型限域的 III - Sb 族量子纳米结构，如 InAs/GaAsSb 量子点，因其电压可调的几何形状和拓扑结构，为单自旋操控开辟了新途径，有望满足这些需求。

2. 样品制备与实验方法

为研究 II 型 InAs/GaAsSb 纳米结构的电压可调效应，采用分子束外延（MBE）技术在 n 型 GaAs (001) 衬底上生长了 p - i - n 二极管结构。具体步骤如下：
1. 量子点生长 ：在 450 °C 下以 0.04 ML/s 的速率沉积 2.7 个单层（ML）的 InAs 来生长量子点。
2. 生长中断 ：生长中断 20 秒后，在 470 °C 下生长 6 nm 厚的 GaAsSb 层覆盖量子点层。
3. 后续覆盖 ：随后在 580 °C 下生长本征 GaAs 覆盖。标称 Sb 含量为 28%，p - i - n 二极管的本征区域跨度为 400 nm，量子点和 GaAsSb 位于其中心。

此外，对样品进行了快速热退火处理（RTA），该处理不仅使样品的基态能量蓝移，窄化并增强了发射，还保持了 II 型能带排列。通过透射电子显微镜观察发现，退火后量子点变得更扁平（更像量子盘），平均高度从 3.5 nm 降至 2.5 nm，高度分布变窄，基底直径从