量子阱激光器

　　量子尺寸效应实际的应用是量子阱（MQW）及用量子阱所得到的各种半导体器件，量子阱是窄带隙超薄层被夹在两个宽带隙势垒薄层之间。由一个势阱构成的量子阱结构为单量子阱，简称为SQW（Single Quantum Well）；由多个势阱构成的量子阱结构为多量子阱，简称为MQW（Multiple Quantum Well），如图所示。

　　图 量子阱激光器能带结构示意图

　　同常规的激光器相比，量子阱激光器具有以下特点：

　　（1）在量子阱中，态密度呈阶梯状分布，量子阱中首先是E1c和E1v之间电子和空穴参与的复合，所产生的光子能量hv＝E1c－E1v＞Eg，即光子能量大于材料的禁带宽度。相应地，其发射波长凡小于几所对应的波长九，即出现了波长蓝移。

　　（2）在量子阱激光器中，辐射复合主要发生在E1c和E1v之间。这是两个能级之间的电子和空穴参与的复合，不同于导带底附近的电子和价带顶附近的空穴参与的辐射复合，因而量子阱激光器光谱的线宽明显地变窄了。

　　（3）在量子阱激光器中，由于势阱宽度Lx通常小于电子和空穴的扩散长度Le和Ln，电子和空穴还未来得及扩散就被势垒限制在势阱之中，产生很高的注入效率，易于实现粒子数反转，其增益大大提高，甚至可高达两个数量级。

　　（4）量子阱使激光器的温度稳定条件大为改善，AlGaInAs量子阱激光器的特征温度马可达150K，甚至更高。因而，这在光纤通信等应用中至关重要。

　　量子阱结构对载流子还只是一维限制，量子线和量子点具有更的量子化特点。事实上，量子线激光器和量子点激光器均已问世，对它们的研究必将为半导体光电学带来许多更新、更好的特性，也为光电子集成开拓更美好的前景。