1-1 InAs/GaAs 量子點材料簡介
量子點(Quantum dot)結構在三維方向之直徑僅在數個~數十個奈 米間，與電子平均自由路徑相當接近，故具有將電子能量量化，使其 能態密度不連續的特性[1]，另外量子點具有載子侷限性佳，低耗能，
具有較窄的增益頻譜(gain spectrum)，以及低起始電流(threshold current)等優點，故在應用上面非常廣泛，用途有:光感測元件 (photodetector)，半導體雷射，光儲存元件等等。
目前常見的量子點長晶模式可分為三種模式：（1）層接而後島嶼式
（Stranski-Krastanow mode）[2]；（2）層接式（Frank-van Merwe mode）[3]；
（3）島嶼式（Volmer-Weber mode）[4]，然而這三種長晶模式主要的差別 在於晶格常數的匹配程度，因為晶格常數的不匹配會有彈性應變能的現象 產生，若磊晶材料表面能比基板表面能小時，則最初的長晶模式為層接 式，但當磊晶厚度超過一定限度時，由於彈性應變能增加而導致晶格會藉 由晶格鬆弛來降低應變能，此時會轉為島嶼式成長。當磊晶厚度在一定的 臨 界 值 內 ， 晶 格 鬆 弛 不 會 產 生 出 堆 疊 錯 誤 （stacking fault ） 或 差 排
（dislocation）等缺陷[5]，但若超過臨界厚度將會有差排或堆疊錯誤等缺 陷情形發生。
InAs 其晶格常數大於 GaAs，故將 InAs 生長於 GaAs 上會產生壓 縮應變，根據文獻[6]，當 InAs 的磊晶厚度超過 1.75 ML(Monolayer)
產生應力效應，會導致量子點的應力鬆弛(Strain relaxed)，進而產生 上述之缺陷情況發生。
1-2 Dot-in-well(DWELL)介紹
Dots in Well 結構是結合量子點與量子井此兩種結構，外形有如 夾心餅乾一樣的構造，意味著在磊晶完第一層量子井再成長量子點，
之後再磊晶第二層量子井覆蓋在量子點上，變成量子點夾在兩層量子 井中間，類似於夾心構造，但是本實驗的DWELL 樣品結構則是只有 成長一邊的 InGaAs 量子井，也就是在 substrate 上就直接成長量子 點，之後再覆蓋 InGaAs 量子井，其能帶圖有如階梯式的形狀。而成 長 DWELL 結構最主要的目的是為了減少晶格不匹配程度、拉長波 長、降低臨界電流密度及增加量子侷限的載子[7,8]。
1-3 研究動機
DWELL 這個結構，最原始的目的是為了減緩晶格間的不匹配、
拉長量子點波長、以及成長更均勻更高密度的量子點，而在此結構下 量子點成長厚度超過其臨界值後，因為上方InGaAs 這層緩衝層的存 在，導致應力鬆弛所產生的差排缺陷，只在InAs 內部及下方產生，
而在上方並無發現缺陷。而我們發現，由於缺陷的影響，就此造成量 子點內的載子躍遷時間變慢，且躍遷機制也改變。一般正常的量子點
在室溫300K 時，穿遂時間約在 ps 等級，其速度太快，儀器因而無法 測量，且其量子點內載子躍遷機制為先受熱激發由基態能階跳至第一 激發態能階，再由激發態能階穿遂出去[9,10,11]，但此應力鬆弛樣品 在室溫下，受到缺陷空乏的影響，已經不再以穿遂主導，反而以直接 跳到GaAs 導帶為主要逃脫方式，而低溫下亦可量到大於μs 的穿遂 時間，整個載子躍遷的機制已經改變了，我們本論文之主題便是深入 的探討其躍遷機制，企圖找出更多特別的現象。
1-4 論文架構
本論文主要是利用光性(PL)及電性(C-V、C-F、DLTS、transient 等)的量測，研究 InAs/InGaAs 應力鬆弛結構之量子點，產生缺陷對 量子躍遷的影響，且與未鬆弛的量子點樣品做比較。以下為本論文之 簡介章節：
第一章緒論部份，簡介量子點的成長及應用，並對研究的 DWELL 樣品做簡單介紹，以及研究之動機。
第二章樣品的製備，包括了實驗樣品的成長結構及電性量測所需 之電極製作。
第三章為介紹在光性以及各種電性量測下，此樣品之光性與電性
特性比較
第五章為試圖在電性量測上加入光激發此一元素，在從此數據得 出分析與結果。
第六章為本論文之總結。