1、本文首先詳細介紹了分子束外延設備的原理和構造。采用原子力顯微鏡研究了InSb/GaAs量子點的生長特點。采用室溫光熒光譜、高分辨x射線衍射儀和低溫光熒光譜對在GaAs (110)襯底上生長高Al組分的AlGaAs材料進行了研究。然后本文利用不同工藝條件下在GaAs(110)襯底上生長GaAs時反射高能電子衍射強度振蕩呈現(xiàn)單雙周期變化的特點，找到了一種在GaAs(110)襯底上生長高質量量子阱的可行方法，運用時間分辨Kerr旋轉譜、X射線

2、反射譜、光致熒光光譜、透射電子顯微鏡等測量手段研究了不同生長條件對量子阱內電子的自旋馳豫的影響。最后本文采用時空分辨的Kerr旋轉光譜的方法在AlGaAs/InGaAs量子阱結構樣品上在室溫下觀測到了自旋霍爾逆效應。主要研究內容和結果如下： 1．通過原子力顯微鏡研究了InSb/GaAs量子點的生長特點。在GaAs襯底上生長了不同原子層(ML)厚度的InSb量子點，發(fā)現(xiàn)隨著原子層數(shù)的增加，InSb量子點的密度增加，到2.5 ML時

3、量子點密度最大，再增加原子層數(shù)，量子點開始合并，密度減小，尺寸變大。 2．在GaAs (110)襯底上生長高Al組分的Al<,0.4>Ga<,0.6>As時，生長溫度和 As<,2>/Ga束流等效壓強比對材料晶體質量和光學性能有重要的影響。本文采用分子束外延技術在GaAs (110)襯底上生長了一系列生長溫度和As<,2>/Ga束流等效壓強比不同的樣品，通過室溫光熒光譜、高分辨x射線衍射儀和低溫光熒光譜對這些樣品進行了分析，找到

4、了在GaAs (110)襯底上生長高質量高Al組分的Al<,0.4>Ga<,0.6>As生長條件。 3． GaAs(110)襯底上生長GaAs外延層時，不同生長條件下存在單層和雙層兩種生長模式，對應反射高能電子衍射RHEED強度振蕩呈現(xiàn)出單雙周期的變化。透射電子顯微鏡和室溫光熒光譜測量結果表明：在雙層生長模式下量子阱樣品光學性能較差，而在單層生長模式下量子阱光學性能較好，但是界面會變粗糙。利用這一特點，我們采用反射高能電子衍射強

5、度振蕩技術，找到了一種在GaAs(110)襯底上生長高質量量子阱的可行方法。 4．通過掠入射x射線反射譜和時間分辨Kerr旋轉譜研究了界面生長中斷對量子阱內電子自旋壽命T的影響。研究表明在量子阱反轉界面(AlGaAs上生長GaAs的界面)的中斷比在正常界面(GaAs上生長AlGaAs的界面)的中斷對自旋壽命有更大的影響。我們生長了一系列在反轉界面上中斷不同時間的量子阱樣品。對樣品進行了掠入射x射線反射譜的研究，標準軟件模擬結果顯示量子阱

6、的粗糙度隨中斷時間增加而減小。室溫下時間分辨克爾旋轉譜的測試表明合適的界面生長中斷時間可以顯著地提高自旋壽命。我們認為這主要是因為生長中斷減少了界面粗糙度，抑制了D′yakonov-Perel′相互作用，從而提高了自旋壽命。 5．利用標準光刻和濕法腐蝕工藝在AlGaAs/InGaAs量子阱樣品上制作了多端霍爾棒結構，采用時空分辨的Kerr旋轉光譜的方法，室溫下在樣品上觀測到了自旋霍爾逆效應。作為自旋霍爾效應的補充，它說明了電荷輸