Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體表面納米結(jié)構(gòu)制備及其光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、本文的主要內(nèi)容為III-V半導(dǎo)體(InP和GaAs)表面納米結(jié)構(gòu)的制備及其光學(xué)性質(zhì)的研究。文中首先簡單回顧了納米科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展歷程，介紹了納米材料與結(jié)構(gòu)的奇異特性，重點(diǎn)回顧了孔刻蝕半導(dǎo)體的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展，特別是III-V族半導(dǎo)體材料的孔刻蝕研究進(jìn)展。文中還對(duì)測量材料的晶相、形貌和光譜性質(zhì)的一系列儀器作了簡單的介紹，例如X射線衍射光譜儀、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和激光拉曼光譜儀等。最后，重點(diǎn)介紹了所研究的單晶InP方

2、形納米孔陣列的制備及其真空熱退火后的光學(xué)性質(zhì)，以及電化學(xué)刻蝕n型 GaAs獲得的GaAs顆粒膜的拉曼光譜性質(zhì)和光致發(fā)光性質(zhì)。這些工作都是從電化學(xué)刻蝕各半導(dǎo)體材料開始的。 電化學(xué)刻蝕法由于具有諸如低反應(yīng)溫度、裝置簡單和低反應(yīng)成本等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為制備多孔結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料非常行之有效的一種方法。研究提出了兩步化學(xué)刻蝕方法成功制備了單晶InP均一有序的方形納米孔陣列，并解釋了其形成機(jī)理。這一兩步化學(xué)刻蝕方法包括電化學(xué)刻蝕過程和無電濕法刻蝕

3、過程，首先為電化學(xué)刻蝕過程，包括InP單晶片樣品的準(zhǔn)備、電拋光和多孔陣列刻蝕，其后為無電濕法刻蝕過程，包括濕法擇優(yōu)腐蝕和超聲波清洗，最終在Sn摻雜n型（100）面InP單晶樣品表面制備出均一有序的單晶InP方形納米孔陣列。其中第二步無電濕法刻蝕過程中合理的濕腐時(shí)間和超聲波清洗對(duì)于最終InP有序方形納米孔陣列的形成是必須的也是非常重要的。還利用電化學(xué)分析系統(tǒng)（CHI618B）研究了陽極電化學(xué)刻蝕的詳細(xì)過程。 將制備的一系列單晶In

4、P方形納米孔陣列在不同的退火溫度下進(jìn)行真空熱退火，研究了退火后樣品的形貌、晶相和光致發(fā)光性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)隨著退火溫度的不斷升高，單晶InP中P的揮發(fā)性也來越劇烈，到650℃后P完全揮發(fā)，樣品變成In單質(zhì)，而單晶InP方形納米孔陣列的形貌也逐漸變得不均一。也探討了單晶InP方形納米孔陣列退火后的光致發(fā)光特性，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同溫度的真空熱退火，單晶InP方形納米孔陣列的InP本征發(fā)光峰位并沒有什么大變化。 此外，在不同的刻蝕溫度下，利用電化學(xué)