径向异质结构纳米线的理论和实验研究

发布时间：2018-03-07 23:14

  本文选题：纳米线　切入点：异质结构　出处：《北京邮电大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：纳米线的一维几何特征使其可以将不同材料灵活地组合在一起,形成各种功能纳异质结构。纳米线径向异质结构是在纳米线侧面同轴生长不同材料而形成的“核-壳”结构,是纳米线光电子器件的核心结构单元之一,在纳米线激光器、纳米线太阳能电池等器件中有广阔的应用前景。对纳米线径向异质结构的理论和实验研究对设计、制备高性能纳米光电子器件具有重要的指导意义。本论文围绕Ⅲ-Ⅴ族纳米线径向异质结构开展了系统的理论和实验研究,主要研究成果如下： 1、建立了纳米线“核壳”结构的弹性力学模型,研究了其临界尺寸与核半径、壳层厚度、材料失配度的关系。得出了在失配度一定的情况下,纳米线核半径存在一个临界值,小于该值时,系统不会产生位错；大于该值时,可以通过控制外层的厚度实现无位错。当纳米线尺寸一定时,失配度越大,临界尺寸越小。 2、理论研究了GaAs/InGaAs/GaAs纳米线径向量子阱结构的临近尺寸。结果表明,在大多数情况下,位错优先在内异质界面产生。仅在In组分很大或核半径很小时,位错有可能在外异质界面产生。与“核壳”结构不同,纳米线径向量子阱结构的临界尺寸由内、外两个界面的应力场决定,与纳米线核半径和最外层壳厚度两个参数有关。在某一核半径的情况下,阱层临界尺寸比“核壳”结构的临界尺寸值小,且随最外壳层厚度的增加而减小。在一定的条件下,通过控制纳米线核半径和最外层壳厚度,可以实现结构的无位错生长。理论研究结果与已报道的实验结果非常吻合。 3、利用金催化MOCVD方法制备了GaAs/InGaAs "核壳”结构和GaAs/InGaAs/GaAs径向量子阱结构,并对其形貌、结构特征进行了系统表征。实验结果与前面的理论计算结果吻合。此外,初步探索了单根纳米线径向异质结构的电极制备工艺。
[Abstract]:The one-dimensional geometric characteristics of nanowires make it possible to combine different materials together flexibly to form various functional nanoscale heterostructures. Nanowires radial heterostructures are coaxial coaxial growth of different materials on the side of nanowires to form "core-shell" structures. It is one of the core structure units of nanowire optoelectronic devices, and has a broad application prospect in nanowire lasers, nanowire solar cells and other devices. It is of great significance to fabricate high performance nano-optoelectronic devices. In this thesis, the theoretical and experimental studies on the radial heterostructures of 鈪，

本文编号：1581392