位置与结构可控 InGaN/GaN 量子点中的载流子动力学

我们报道了具有精确控制位置和结构参数（包括直径、厚度和材料组分）的 InGaN/GaN 盘状线量子点中的载流子动力学。我们测量了直径范围从 19 nm 到 33 nm 的量子点在 10 K 至 120 K 温度下的时间积分光谱、时间分辨光谱以及光致发光的二阶关联函数。我们还通过统计多个独立量子点的多种光学性质之间的相关性，研究了结构参数（最重要的是量子点厚度）的微小波动对光学性质的影响。我们发现，在单个量子点中，应变诱导的极化场和侧壁的应变弛豫形成了一个势垒，保护激子不到达侧壁表面。然而，激子可以通过两种机制克服该势垒并在表面发生非辐射复合：量子力学隧穿穿过势垒，以及获得足够热能后跃迁越过势垒。前者（后者）机制对温度不敏感（敏感），并在低（高）温下主导非辐射激子衰变。我们还发现，尽管结构参数具有良好的均匀性，所有光学性质仍表现出逐点的非均匀性。然而，所有这些非均匀性可以通过简单地改变势垒高度来建模，这也解释了所有光学性质之间观察到的相关曲线。最后，我们发现决定多光子发射概率的双激子与激子量子效率比，可以通过调节势垒高度和温度来调控，这为实现高温单光子发射提供了一种新途径。