Si表面Ge量子點的MBE外延生長及其結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、由于量子限制效應(yīng),自組裝生長的Ge量子點具有許多奇特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì),利用這些性質(zhì)制備的器件,可能會在未來的集成電路和納米電子學(xué)方面具有重要的應(yīng)用前景。
　　本論文利用自主研發(fā)的Si電子束蒸發(fā)器和建立的分子束外延設(shè)備,在Si襯底上外延生長出了表面平整的Si單晶薄膜。在Si外延薄膜表面和SiO2/Si(111)氧化薄膜表面,通過改變生長參數(shù),制備出高密度小尺寸的Ge量子點。利用原子力顯微鏡(AFM)研究Si薄膜和量子點的表面形貌,反

2、射高能電子衍射(RHEED)原位觀察Si薄膜和量子點的生長過程和結(jié)晶性,擴展的X射線精細吸收譜(EXAFS)研究量子點的局域結(jié)構(gòu),光致發(fā)光光譜(PL)來研究量子點的發(fā)光特性。
　　取得的主要研究成果如下:
　　1.建立分子束外延設(shè)備和研制電子束蒸發(fā)器 建立了一臺超高真空分子束外延設(shè)備并自主研制了Si電子束蒸發(fā)器。因為陽極采用懸臂式設(shè)計,研制的電子束蒸發(fā)器完全避免了高壓放電和緩慢短路的問題,并具有結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉,裝配方便等

3、優(yōu)點。它已經(jīng)成功應(yīng)用于Si單晶薄膜的同質(zhì)外延生長。
　　2.Si表面的化學(xué)清洗和Si單晶薄膜的同質(zhì)外延生長 改進了一種Si表面化學(xué)清洗方法,使它更為溫和、簡潔而有效。經(jīng)此方法清洗后的Si(001)表面,充分除氣后即可從RHEED中直接觀察到(2×1)的表面重構(gòu)。在此重構(gòu)的Si表面,我們運用Si電子束蒸發(fā)器同質(zhì)外延生長出了Si單晶薄膜,并研究了襯底溫度,蒸發(fā)速率和高溫退火對薄膜表面形貌和結(jié)晶性的影響。AFM和RHEED的結(jié)果表明,在