鍺硅量子點(diǎn)的制備及退火特性研究.pdf

1、本文主要對(duì)鍺硅量子點(diǎn)的制備及性質(zhì)進(jìn)行了研究。本文研究了通過圖形襯底制備量子點(diǎn)的生長(zhǎng)方式,并研究了生長(zhǎng)參數(shù)和襯底條件對(duì)量子點(diǎn)形貌的影響。同時(shí),本文還研究了退火溫度對(duì)量子點(diǎn)物理性質(zhì)的影響,并通過光電流譜對(duì)量子點(diǎn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。
　　本文研究了在圖形襯底上制備量子點(diǎn)的方法及其形貌表征。我們通過兩種手段:EBL和排列PS小球,采用濕法和干法腐蝕工藝,成功制備了圖形襯底,并在EBL圖形襯底上生長(zhǎng)出環(huán)形排布量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。同時(shí),本文還研究了

2、圖形襯底、緩沖層厚度、鍺沉積量等因素對(duì)量子點(diǎn)形貌的影響。其中,平襯底及去除氧化層的圖形襯底都不能得到規(guī)則的量子點(diǎn)排布結(jié)構(gòu);更多的鍺沉積量將導(dǎo)致環(huán)形排布結(jié)構(gòu)的消失,并且呈現(xiàn)出“碟狀”結(jié)構(gòu);而更厚的緩沖層厚度,也同樣影響了量子點(diǎn)形貌,不僅出現(xiàn)“碟狀”結(jié)構(gòu),還出現(xiàn)量子點(diǎn)排列在四個(gè)方位的情況。此外,我們還發(fā)現(xiàn)缺陷的存在,也極大的影響了量子點(diǎn)的生長(zhǎng)及排列。這些都能用量子點(diǎn)生長(zhǎng)的應(yīng)變機(jī)制進(jìn)行很好的解釋。
　　本文還研究了退火過程及退火溫度對(duì)量

3、子點(diǎn)物理性質(zhì)的影響。通過研究發(fā)現(xiàn),無退火的量子點(diǎn)并沒有明顯增強(qiáng)樣品在紅外區(qū)域的光電流響應(yīng),而退火后則明顯增強(qiáng)了響應(yīng)信號(hào)。同時(shí),當(dāng)退火溫度超過800度后,量子點(diǎn)樣品的紅外光電流響應(yīng)反而減小了。通過對(duì)退火后量子點(diǎn)特性深入的研究,我們發(fā)現(xiàn)退火主要使量子點(diǎn)發(fā)生了三個(gè)變化:缺陷的減少;鍺硅互擴(kuò)散;應(yīng)變弛豫。通過討論,我們解釋了光電流譜藍(lán)移的變化原因:鍺硅互擴(kuò)散及應(yīng)變弛豫雙重作用下,導(dǎo)致量子點(diǎn)合金禁帶寬度的變寬。最后,我們還對(duì)量子點(diǎn)內(nèi)部能級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行