《SiGe量子点、量子环的MBE自组织生长》由会员分享，可在线阅读，更多相关《SiGe量子点、量子环的MBE自组织生长（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、论文题豳：s i G e 量子点、堂子环的M B E 自组织生长系戮：垫堡望茎专趣：墨蓥蠢整壅作者：奎髓业导师：夔基敛教授摘要1 秘用原予力嚣微镜研究6 4 0 初始覆盖S i 层时( O 4 。2 A ) S i G e 量予点的形貌转变过程，实验发魏弯影豢予煮运澎转纯灸金字臻影攮予点，表甥s 4 f 覆盖s t 时s i G e 景予点的形貌转变是一个动力学过程。2 秘矮躁予力魏徽镜稻一狳亿学腐蚀方法磷究6 秘媲覆盖s i 层时( O 一4 ，2 A )S i G e 量予点内6 G e 簿缀分蕊靛演亿。双辩往常数各离羚瞧静翅囊 寸论了覆盖S i 时S i G e 金字塔形量子点内部沿金字
2、塔底部对角线富s i 的起因。3 ，磷变覆盏s i 滋薅，湛凌澍s i e 量子琢黪获缨菇戆影嗡。辑究s i 鼹量子繇疆藏s i 层后晌光致发光特啦。介绍了s i G e 激子环光致发光峰位随激光功率豹蓝移。关键诱：分予裘於廷，键跫，量子点，爨孑琢，影貔，缀分，光皴发巍，形貌维持串怒分类号：0 4 醇，0 4 辩，0 4 7 2 + 1 ，0 4 s 4 。lA b s t r a c t1 T h es h a p ec h a n g eo fS i G ei s l a n d sw i t hi n i t i a lS ic a p p i n g ( O 一4 2 A ) a ta
3、t e l p e r a t u r eo f6 4 0 i si n V e s t i g a t e db ya t o m i cf o r c em i c r o s c o p y D u r i n gS ie a p p i n g ，t h ed o m e s h a p e di s l a n dg r a d u a l l yt r a n s f o r m st op y r a m i d s h a p e di s l a n dw i t ht h ef a c e ti n c l i n a t i o nd e c r e a s i n gg
4、 r a d u a l l y ，i n d i c a t i n gt h a tt h ei s l 8 n ds 1 a p ec h a n g ed u r i n gS ie & p p i n ga t6 4 0 i sak i n e t i cp r o e e s s 2 T h e6 G ei s o c o m p o s i t i o np r o f i l ec h a n g eo fi n d i v i d u a lS i G ei s l a n dw i t hi n i t i a 】S ic a p p i n g ( O 4 2 A ) a
5、 t6 4 0 i si 玎v e s t i g a t e db ya t o 越cf o r e em i c r o s c o p yc o m b i n e dw i t has e l e c t i v ee t c h i n gp r o c e d u r e 。T h ei s l a n dw i t hS ie n r i c h c da ti L so n eb a s ec o r n e rb e f o r eS ic a p p i n gb e c o m e st ob eh i g h l yS ii n t e r 丁I I j x e d &
6、 1 0 n gp y r a m i db a s e 吐i a g o n a l sd u r i n gS ic a p p i n g T h eo b s e r v e 吐S ie n r i c h 碾8 n a l o n gt h ep y r a m i db a s od i a g o n a l si se x p l a i n e do nt h eb a s i so fS i G oe l a s L i cc o n s t a n ta n i s o t r o p yi n( 0 0 1 )p l a n e 3 。T h ee f f e o to
7、 fo v e r g r o 耵t ht e m p e r a t u r eo nt h es h a p eo fS G eq u a n t u mr i n g s( Q R s )d u r i n gS ic a p p i n gi ss y s t e m a t i c a l l ys t u d i e d S u c c e s s f u ls h a p ep r e s e r V a t i o no ft h e S i G eQ Ri sr e a l i z e db yc 即p i n gt h eS it a y e r sa tt o 那p e
8、r a t u r e sb e l o w3 5 0 ，轷h e r e a st h eS i G eQ Rs h a p ec h a n g e sd r a m a t i c a l l ya f t e rt h eS ic a p p i n ga tt e m p e r a t u r e sa b o v e4 8 0 S i G eQ Rs h a p ec o u l ds t i l lb ew e l lp r e s e r V e dw i t ha ni n i t i a t l o wt e m p e r a t u r eS io v e r g r
9、 o w t ha t3 0 0f o l i o w e db yaS ic a p p i n gp r o c e d u r ea tah i g ht e m p 8 r a t t I r eo f5 5 0 T h ep h o t 0 1 u m i n e s c e n c e ( P L ) o fS i G eq 啦a n t u mr i n g s ( Q R s ) i si n v e s t i g a t e d T h eo b s e r v e dP Lp e a kb l u e s h i f tf r o mq u a n t u md o t
10、s ( Q D s )c oQ R si sa t t r i b u t e dt oc h ee n h a n c e dS i G ei n t e r 舶i x i n go c c u r r e dd u r i n gQ Rf o r m a ti o n K e y w o r d s ：M 0 1 e c u l a rb e a me p i t a x y ，S i G e ，Q u a n t u md o t s ，s h a p e ，c o n l p o s j t i o nQ u a n t u mr i n g s ，P h o t 0 1 u m i
11、n e s c e n c e C h i n e s eL i b r a r yC 1 a s s i f i c a t i o n ：0 4 6 9 ，0 4 7 4 ，0 4 7 2 + 1 ，0 4 8 4 1l l论文独创性声明本论文是我个人在导师指导F 进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除r 特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示丁谢意。作者签名：奎：叠五地日期：艘2 生旦! 囝论文使用授权声明本人完全了解复旦大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的
12、复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：釜! 自熊导师签名型丝妇幽1 1 量子点与量子环的简介第一章引言量子点( q u a n t u md o t ) 是准零维( q u a s 卜z e r o d i m e n s i o n a l ) 的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在1 0 0 n m 以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应( q u a n t u mc o n f i n e m e n te
13、 f f e c t ) 特别显著。由于量子局限效应会导致类似原子的不连续电子能阶结构，因此量子点又被称为人造原子( a r t i f i c i a la t o m ) 。s i G e 量子点的形成机制是所谓的s t ra 【l s k i - K r a s t a n o w ( S K ) 模式。s K 的成岛模式与外延层和衬底的品格失配及外延屡中的弹性应变能有着紧密的联系。系统的总能量在表面形成一层浸润层后达到最小值随后是外延层的二维生长。这时总能量与外延层的厚度成正比当外延层的能量增大到一定程度，新的表面产生，生长过程从二维生长转变成三维的岛状生长。由于能量的最小化，新的小面
14、通常是一些低指数的稳定表面，近年来随着对s i G e 最子点的深入研究，人们又提出一个新的表面扩散生长模型来解释s i G e 量子点的生长机制。此外，对量子点的光电性质已经进行了很深入的研究，如光致发光，电学性质，量子点相关器件的研究等。研究发现，在适当的条件下部分覆盖量子点可以形成量子环。作为一种新的纳米结构量子环具有更高的振动强度，较高的发光峰位，环状的电子结构等量子点所无法比拟的物理特性。这使得量子环在光电器件应用方面有着更加广阔的前景，从而预示了其在工业中潜在的巨大应用价值。s i G e 量子环由于与现在的半导体工艺相兼容，在器件应用方面更是有着得天独厚的优势，而s j G e
15、量子环在做成器件时必须埋在s i 中，因此对s i G e 量子环的生长机制，覆盖s i 层时s i G e 量子环的形貌维持及其光学特性的研究具有非常重要的意义。1 2 本论文的主要工作研究6 4 0 覆盖s i 层时s i G e 量子点的形貌和组分的转变，研究覆盖s i 层时温度对s i G e 量子环的形貌影响，研究s i G e 量子环的光致发光。本论文主要由以下四章组成：第一章引言第二章锗硅分子束外延系统及低维纳米结构的测试手段第三章覆盖s i 层时s i G e 量子点的形貌与组分转变第四章s i G e 量子环的形貌维持与光致发光第二鬻镨硅分予柬卦筵艨统及低娥幼米结扮般测试手段
16、2 1 错疆分子采孙嫩簸统原璁麓夯榉暴静生长邂程台型弩为弧b e r 群鼢3 2 黪超麓粪窝s i 势予柬好娥祭统中进嚣，篡缝稳懿霭2 。l 搿暴。系绞凌遴秽霪穰生长窒缰或。两蘩之鬻透过攘敷阑隧舞。簿镦靛真空分裂巍滩台褰子袋缭撩；藏癸囊熬还分裂鬻萋了舔台钦舞牮袋鞠来遗速撮蕊藤空室的瀵空度。避样室内有一个双头舱榉晶架，在箕中一头安装了撩热系统，可以对棰品遂行赣处鞣。分子柬辨延建程是在生长室海宠躜漩。冀中装蠢拿可骧黢热黪五壤薅磊繁，毫予象蒸发器，掺杂蒙潦炉，石英菇瓣测簿便，s e n t 舱i 珏囊空淀穰瓣制器，及反默式惠髓鬯子衍射仪R E E ) 等。捧晶在遴样爨魏生长糍乏海鲍传递怒通过个磁力传样秆完藏的。该系统的s i 源和G e 激是邂过魄子柬蒸墩实现的。对藏薅令薅配有嚣台瓷予捻，毂予检发射戆电予索经1 0 k ￥靛裹篷艇速，撼蘧过象久磁镰产生瓣褥转磁场瑟轰击到滚专霄褥上，犍其熔融蒸发。在承久磁莰土又遴避一个磁场绞阐叠加了小幅腚的交变磁
