面向通信波长单光子发射体的低密度 InAs/InP 类量子点结构的光学与电子性质

由于其能带结构与光学性质，InAs/InP 量子点（QDs）构成了在二氧化硅光纤第三通信窗口产生单光子以及用于量子通信网络的极具前景的系统。然而，获得所需的低面密度发射体仍是一项挑战。相较于 InAs/GaAs 对应结构，此类结构在受限载流子光学性质方面也仍较少被探索。在此，我们报道了通过金属有机气相外延生长并研究的低密度 InAs/InP 类 QD 结构，其发射范围为 1.2-1.7 ${\mu}$m，包含了第三光窗口的 S、C 和 L 波段。我们观察到源自高度为小整数个材料单层的扁平 QDs 的多个光致发光（PL）峰。温度依赖的 PL 揭示了载流子在 QD 族之间的重新分布。通过时间分辨 PL，我们获得了几乎与发射能量无关的辐射寿命，这与先前关于 InAs/InP QDs 的报道相反，我们将其归因于强高度依赖的电子-空穴关联。此外，我们观察到来自空间孤立发射体的中性与带电激子发射。使用 8 带 k${\cdot}$p 模型与组态相互作用方法，我们成功复现了发射线能量、激子寿命的色散、载流子激活能以及双激子束缚能，从而允许对底层物理进行详细而全面的分析。