La estructura típica de las capas de puntos cuánticos (QD) de InAs en el sustrato de InP está disponible con una longitud de onda de 1,55um para el fotodetector QD. El punto cuántico se denomina nanocristales semiconductores (NC), que se refieren a nanomateriales restringidos tridimensionales con un radio más pequeño o cercano al radio de Bohr del excitón. Y los puntos cuánticos coloidales (CQD) tienen efectos obvios de confinamiento cuántico en el campo de las aplicaciones optoelectrónicas y pueden proporcionar una plataforma de proceso para dispositivos de procesamiento en fase líquida. Quantum dot es la base para la construcción de fotodetectores de bajo consumo y alto rendimiento y es un nuevo material candidato para desarrollar una generación de dispositivos electrónicos de alto rendimiento. Lo siguiente es el estructura epitaxial con punto cuántico InAs / InP:

1. Oblea epitaxial InP con punto cuántico InAs

El láser de punto cuántico de cavidad externa InAs / InP que trabaja en una ventana de 1,55 μm es un componente importante de la multiplexación por división de longitud de onda en las comunicaciones por fibra óptica.

2. Acerca del crecimiento de puntos cuánticos de InAs

Hasta ahora, se han desarrollado una variedad de métodos para preparar materiales de QD, que pueden dividirse aproximadamente en dos categorías: uno es el método "de arriba hacia abajo" y el otro es el método "de abajo hacia arriba".

El método "de arriba hacia abajo" generalmente utiliza técnicas de grabado tradicionales para transformar materiales a gran escala en QD a nanoescala. Y la litografía por haz de electrones, el grabado de iones reactivos y el grabado químico húmedo se utilizan comúnmente para preparar QD de semiconductores II-V y II-VI. La litografía por haz de electrones puede grabar de forma flexible patrones a nanoescala, diseñar y fabricar nanoestructuras. De esta manera, se puede lograr la separación precisa y la disposición periódica de QD, líneas y bucles. Además, los haces de iones enfocados se pueden utilizar para hacer una matriz de puntos cuánticos. La forma, el tamaño y el espaciado de partículas de los puntos cuánticos están relacionados con el diámetro del haz de iones.

Según las diferentes tecnologías de autoensamblaje, el método "de abajo hacia arriba" se puede dividir en método de síntesis en fase gaseosa y deposición de vapor. El método de deposición de vapor se usa ampliamente para la síntesis de puntos cuánticos, que generalmente incluye evaporación térmica, deposición de vapor químico, ablación con láser, epitaxia de haz molecular y otros medios técnicos.

Many studies have shown that it is still a problem to obtain self-assembled quantum dots with orderly arrangement and uniform size.

3. Development Status and Application of Quantum Dot Technology

With the progress of laser, electronic and photonic integrated circuits, optical interconnection and modulation technology, today’s society can enjoy the convenience brought by broadband, high-speed Internet and mobile network connection. An obvious relationship between the height of quantum dot and thickness of InP deposition is found by the experiments of photo luminescence and transmission electron microscopy. An improved cap growth method can obtain 1550nm wavelength and narrow spectral line width in InAs/InP quantum dot distributed feedback lasers. In addition, the quantum dot supports the fabrication of devices with emission in 1.5um range.

However, with the rapid increase of energy demand and bandwidth demand, the ultra-compact technology needs to further innovate in electronic and photonic integrated circuits. In optics, laser technique based on QDs surpasses the technology based on quantum well (Qwell), making great progress. The laser diode and optical amplifier fabricated on wafer with uniformly grown InAs quantum dot film will become the main product for future energy-saving information communication technology and optical fiber for information transmission.

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