基于图形化衬底的多周期InGaAs量子点的生长研究

发布时间：2025-05-07 00:15

　　低维半导体材料近年来以其优越的性能受到研究者们的青睐,而量子点材料更是以其优越的光电性能吸引着研究者们的目光,自上世纪90年代起,各种量子点器件开始一步一步地进入研究者们的视线并得到极大的发展。量子点的有序性是影响其光电性能的重要因素,有序的量子点能够大大提高量子点器件的光电性能,实现量子点有序生长的主要途径之一是使用图形化衬底。现今常见的图形化衬底包括使用电子束光刻在衬底上刻蚀出孔洞阵列等技术,也包括改变生长工艺来制造出有特殊形貌的缓冲层等方法,前者成本较为高昂但量子点有序性好,后者有序性稍不足但价格低廉容易实现。本文主要研究了制造特殊形貌缓冲层的方法和在此之上生长的多周期量子点链的形貌变化,以及在电子束光刻的图形化衬底上生长的多周期量子点的形貌变化。本文首先确定了图形化衬底上生长多周期量子点的工艺,即以0.1ML/s的沉积速率在505℃的衬底上沉积6ML后退火60s,间隔层为40ML,生长时As压保持在5μtorr。随后在平坦衬底上成功制造出有着条状岛形貌的Ga As缓冲层,并生长出了单层及8周期、16周期和24周期的多周期量子点链,对各个样品中量子点的尺寸参数进行了详细的统计并做出...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1三种低维半导体材料及体材料的结构示意图及状态密度函数Fig.1.1Structurediagramandstatedensityfunctionofthreelow-dimensionalsemiconductorma-

体器件的发展打下了基础，人们对半导体器件的需求提升以及新材料的出现。七十多年来，半导体材料经、Ge为主的第一代半导体材料，到包括GaAs、InSb导体材料，再到后来广受研究者们欢迎的第三代半导料，再到现在的低维半导体材料，高速的更新换代不愈大信息量的需求。低维半导体材料成为....

图1.2量子点的四种生长模式

最终获得均匀的含CdTe量子点的脱水硅酸凝胶，这上常用的制备方法来说成本更低、发光效果更好并且可以长点的生长模式子点主要生长模式点大多使用分子束外延(MolecularBeamEpitaxy,MBE)技术进见的模式主要有四种：层状生长模式(Frank-vanderM....

图1.3使用图形化衬底生长多周期量子点的方法

如图1.3所示，首先在经过去离子水或无水乙醇的清洗及脱氧预处理的衬底上生长一层缓冲层用以平滑由于脱氧而凹凸不平的衬底表面，并且缓冲层的厚度又不足以填满孔洞从而使应力能够得到传递，在此基础上生长第一层量子点，这就是第一周期的量子点。之后，在第一周期的量子点上生长一层间隔层，并且要....

图2.1实验使用的德国Omicron公司生产的MBE-STM联合系统

图2.1实验使用的德国Omicron公司生产的MBE-STM联合系统Fig.2.1ExperimentalMBE-STMsystemmadebyOmicron2.1.1分子束外延分子束外延技术(MolecularBeamEpitaxyTechno....

本文编号：4043307