收藏本站
《中国科学技术大学》 2006年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Si表面Ge量子点的MBE外延生长及其结构表征

王科范  
【摘要】:由于量子限制效应,自组装生长的Ge量子点具有许多奇特的光学和电学性质,利用这些性质制备的器件,可能会在未来的集成电路和纳米电子学方面具有重要的应用前景。本论文利用自主研发的Si电子束蒸发器和建立的分子束外延设备,在Si衬底上外延生长出了表面平整的Si单晶薄膜。在Si外延薄膜表面和SiO_2/Si(111)氧化薄膜表面,通过改变生长参数,制备出高密度小尺寸的Ge量子点。利用原子力显微镜(AFM)研究Si薄膜和量子点的表面形貌,反射高能电子衍射(RHEED)原位观察Si薄膜和量子点的生长过程和结晶性,扩展的X射线精细吸收谱(EXAFS)研究量子点的局域结构,光致发光光谱(PL)来研究量子点的发光特性。取得的主要研究成果如下: 1.建立分子束外延设备和研制电子束蒸发器 建立了一台超高真空分子束外延设备并自主研制了Si电子束蒸发器。因为阳极采用悬臂式设计,研制的电子束蒸发器完全避免了高压放电和缓慢短路的问题,并具有结构简单,价格低廉,装配方便等优点。它已经成功应用于Si单晶薄膜的同质外延生长。 2.Si表面的化学清洗和Si单晶薄膜的同质外延生长 改进了一种Si表面化学清洗方法,使它更为温和、简洁而有效。经此方法清洗后的Si(001)表面,充分除气后即可从RHEED中直接观察到(2×1)的表面重构。在此重构的Si表面,我们运用Si电子束蒸发器同质外延生长出了Si单晶薄膜,并研究了衬底温度,蒸发速率和高温退火对薄膜表面形貌和结晶性的影响。AFM和RHEED的结果表明,在低的蒸发速率0.005nm/s,衬底温度介于550℃~650℃之间,可以得到表面平整结晶性好的Si外延薄膜。蒸发速率在0.01nm/s以下时可以得到表面平整的外延Si薄膜。高温退火可以使外延Si膜的结晶性变得更好,同时不影响薄膜表面的平整性。 3.Si缓冲层表面高密度、小尺寸Ge量子点的生长和结构表征
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O471

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张磊;锗硅低维量子结构制备研究[D];浙江大学;2011年
【共引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 冯晓燕;分子器件的电子输运性质和表面磁性杂质的电子结构的理论研究[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李静;单电子器件的蒙特卡罗模拟[D];西安理工大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王亚东,黄靖云,叶志镇,赵炳辉;多孔硅上生长Ge量子点的光学特性[J];半导体学报;2001年09期
2 叶好华,叶志镇,黄靖云,吴贵斌,赵炳辉,涂江平,侯山昆;氧化铝模板法制备Ge纳米线[J];半导体学报;2003年02期
3 尚杰;刘丽来;闫红丹;孙亮;张鹏翔;;阳极氧化铝模板有序度影响因素的研究[J];电镀与精饰;2008年01期
4 彭英才;马蕾;;量子点光电子器件及其研究进展[J];固体电子学研究与进展;2008年02期
5 司俊杰,杨沁清,滕达,王红杰,余金中,王启明,郭丽伟,周均铭;(113)面硅衬底上自组织生长的GeSi量子点及其光荧光[J];物理学报;1999年09期
6 邓宁,陈培毅,李志坚;Si组分对SiGe量子点形状演化的影响[J];物理学报;2004年09期
7 张冲;叶辉;张磊;皇甫幼睿;刘旭;;在Si-Ge晶体外延生长中的RHEED花样研究[J];物理学报;2009年11期
8 张磊;叶辉;皇甫幼睿;刘旭;;氧化硅缓冲层对于退火形成锗量子点的作用研究[J];物理学报;2011年07期
9 岳兰平,何怡贞;纳米锗颗粒镶嵌薄膜的荧光特性研究[J];物理学报;1997年06期
10 黄昌俊,王启明;在Si衬底上自组装生长Ge量子点研究进展[J];物理;2003年08期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王防震;半导体量子点的光谱和光学性质研究[D];复旦大学;2005年
2 林健晖;锗硅量子点的自组织生长和微结构的研究[D];复旦大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王民生;硅基锗量子点近红外探测器的研究和改进[D];清华大学;2005年
2 黄燕华;高性能硅基发光材料及硅MSM结构光电探测器的研制[D];厦门大学;2006年
3 吴克跃;硅锗薄膜上低维结构及PL光谱研究[D];贵州大学;2008年
4 蔡志猛;Si基Ge MSM光电探测器的研制[D];厦门大学;2008年
5 张冲;硅基锗薄膜分子束外延生长与RHEED分析[D];浙江大学;2010年
6 李展望;多孔阳极氧化铝模板的制备及结构表征[D];武汉理工大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡惟泉;量子点使单个光子定位[J];激光与光电子学进展;2001年08期
2 李朝霞,李作宏;单量子点体系极化电子的输运[J];烟台大学学报(自然科学与工程版);2004年02期
3 张胜坤,蒋最敏,王迅;自组织生长锗量子点的库仑荷电效应[J];物理;1998年11期
4 ;发光材料、荧光材料[J];中国光学与应用光学文摘;2003年03期
5 冯金福;正常金属-量子点-超导系统的共振隧穿[J];常熟高专学报;2004年04期
6 王立国,丁朝华,肖景林;抛物形量子点中弱耦合极化子的性质[J];发光学报;2004年06期
7 陈枫,封松林,杨锡震,王志明,汪辉,邓元明;InAs自组织生长量子点的电子俘获势垒[J];红外与毫米波学报;1997年04期
8 汪兆平,韩和相,李国华;自组织生长的量子点结构及其光学特性[J];光散射学报;1997年01期
9 ;量子点激光器[J];激光与光电子学进展;1998年06期
10 刘益民,李小珠,黄钢明;磁场和杂质对二维3电子量子点基态的影响[J];中山大学学报(自然科学版);2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张黎黎;张灿邦;张宏伟;周凌云;;核/壳量子点与生物分子偶联机制及其荧光特征的量子力学分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 陈立波;L.J.Sham;EdoWaks;顾永建;;光控耦合双量子点之间的超快相位门[A];第十五届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2012年
3 李勇;谢志雄;;一种基于酵母细胞的硒化镉量子点的绿色合成方法[A];2010年第四届全国微生物遗传学学术研讨会论文摘要集[C];2010年
4 杨坤;张春阳;;基于量子点与荧光微球双色并发机制的单分子检测研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
5 张立明;张智军;;石墨烯量子点的合成及光谱特性研究[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
6 朱守俊;张俊虎;刘学;唐诗佳;李波;杨柏;;石墨烯量子点的制备及其在生物成像领域的应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 张黎黎;张灿邦;张宏伟;周凌云;;激光与量子点和生物分子偶联结构的极化子或激子的相互作用机制的量子力学分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
8 王迅;;半导体量子点的库仑荷电效应[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
9 董玥;尚欣;郝先;朱永春;王宏达;;量子点与Hela的相互作用[A];第一届全国生物物理化学会议暨生物物理化学发展战略研讨会论文摘要集[C];2010年
10 苑光辉;明海;王沛;;近场激发下的量子点共振能量转移研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张巍巍;单个电子可如“乒乓球”般在量子点间往返[N];科技日报;2011年
2 刘霞;科学实验发现:量子点不是点[N];科技日报;2010年
3 记者 刘霞;量子点与经典数据流可在光纤内同行[N];科技日报;2011年
4 刘霞;量子点全光开关有望让光互联取代电子互联[N];科技日报;2011年
5 代群熊润频;中国科大:少年班将长期坚持,但不推广[N];新华每日电讯;2008年
6 本报记者 李陈续;创新:建设一流大学的原动力[N];光明日报;2003年
7 冯卫东;美公司推出高性能量子点感光元件[N];科技日报;2010年
8 冯卫东;美研究可高效阻断蛋白生成的量子点技术[N];科技日报;2008年
9 刘牧洋;我国量子点研究获新突破[N];光明日报;2003年
10 记者 刘蓓蓓;“两弹一星功勋”郭永怀力学遗著出版[N];中国新闻出版报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王科范;Si表面Ge量子点的MBE外延生长及其结构表征[D];中国科学技术大学;2006年
2 董乔梅;食管癌相关分子功能和纳米材料量子点新特性研究[D];北京协和医学院;2011年
3 苗雁鸣;几种纳米体系的制备表征和生物应用[D];中国科学院研究生院(物理研究所);2006年
4 杨景海;Ⅲ-V族化合物半导体材料GaN外延膜和InAs量子点的制备及光学特性研究[D];吉林大学;2006年
5 侯毅;高分子界面行为与性质的研究[D];中国科学技术大学;2009年
6 王会堂;胰岛素受体亲合短肽的筛选、合成及量子点荧光标记的研究[D];东北师范大学;2005年
7 吕威;低维半导体材料(InGaN量子阱、InAs量子点)显微结构与光学性能关系研究[D];吉林大学;2005年
8 房铁峰;介观Kondo输运[D];兰州大学;2007年
9 陈刚;微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控[D];山西大学;2009年
10 傅昕;核壳型量子点和功能化聚苯乙烯微球的制备、表征及在荧光标记上的应用[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任娟;合成水溶性量子点及其作为离子探针[D];兰州大学;2009年
2 左超;水溶性量子点和磁性纳米粒子的制备[D];武汉大学;2004年
3 鞠文明;声子腔中半导体双量子点量子比特的动力学[D];上海交通大学;2010年
4 龙宇;电子—声子相互作用对量子环输运性质的影响[D];河北师范大学;2010年
5 张冬;压力下应变GaN/Al_xGa_(1-x)N柱形量子点中杂质态结合能[D];内蒙古大学;2010年
6 万异;水相合成量子点用于生物分子检测的研究[D];吉林大学;2004年
7 陈泽冠;CdSe/CdS量子点薄膜的制备及其光电性能[D];苏州大学;2010年
8 刘俊余;新型水溶性CdTe量子点荧光探针的制备及其在肿瘤多药耐药研究中的应用[D];东北师范大学;2010年
9 常加峰;量子点与量子位构造[D];扬州大学;2003年
10 陈言午;GeSi量子点PL谱的研究[D];复旦大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026