量子阱是指由2種不同的半導(dǎo)體材料相間排列形成的、具有明顯量子限域效應(yīng)的電子或空穴的勢阱。量子阱器件，即指采用量子阱材料作為有源區(qū)的光電子器件。

一、量子阱的構(gòu)造 

如下圖，量子阱器件的基本結(jié)構(gòu)是兩塊N型GaAs附于兩端，而中間有一個薄層，這個薄層的結(jié)構(gòu)由AlGaAs-GaAs-AlGaAs的復(fù)合形式組成。在未加偏壓時，各個區(qū)域的勢能與中間的GaAs對應(yīng)的區(qū)域形成了一個勢阱，故稱為量子阱。電子的運動路徑是從左邊的N型區(qū)（發(fā)射極）進入右邊的N型區(qū)（集電極），中間必須通過AlGaAs層進入量子阱，然后再穿透另一層AlGaAs。量子阱器件雖然是新近研制成功的器件，但已在很多領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，如量子阱紅外探測器、GaA s、InP基超晶格、量子阱材料、量子光通訊和量子結(jié)構(gòu)LED等，而且隨著制作水平的提高，它將獲得更加廣泛的應(yīng)用。

量子阱的基本結(jié)構(gòu)

二、量子阱的微觀世界

量子阱材料一般使用分子束外延(molecular beam epitaxy ,簡稱 MBE)或金屬有機氧化物化學氣相沉積法(MOCVD)技術(shù)制備，對于量子阱材料界面結(jié)構(gòu)的觀察，晶體生長過程中出現(xiàn)的諸如層錯，位錯等缺陷的形成、特性及其分布等，我們一般利用高分辨透射掃描電鏡(TEM)來觀察，從而確定材料微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與器件宏觀性能參數(shù)間的關(guān)系。眾所周知，透射樣品制備要求嚴格，制樣困難，首先要將樣品膜面利用進行對粘，再繼續(xù)線切割為3mm×1mm；其次采用砂紙將樣品打磨拋光使其厚度為60μm 左右，再拋光至 20μm；ZH使用離子減薄儀將樣品轟擊為10nm以下。這個過程技術(shù)要求高，每一步都需要經(jīng)驗，不是一般人都可以做的，而且成本較高；而掃描電鏡相比較而言，樣品制備簡單，導(dǎo)電樣品直接用導(dǎo)電膠固定在樣品臺上，放入腔室內(nèi)進行觀察，對于不導(dǎo)電樣品，我們也有自己的解決方案，一配備離子濺射儀，即噴金，二采用低電壓模式，低電壓成像是現(xiàn)代場發(fā)射掃描電鏡的技術(shù)發(fā)展趨勢，低電壓成像可以呈現(xiàn)樣品極表面細節(jié)、可以減少不導(dǎo)電樣品的荷電（放電）現(xiàn)象、可以減少電子束對樣品的損傷。

對于薄膜材料更是如此，下面就是我們來看看采用蔡司sigma 500所測的量子阱材料，我們得到了10萬和15萬倍下的量子阱的背散射圖片，可以看出樣品界面出現(xiàn)了亮暗程度不同的襯度帶，各層分界清楚，界面平整，層分布精度高，周期性好，厚度為 68.11nm，阱和勢壘交替出現(xiàn)，從而確定周期厚度。