离子束溅射生长Ge/Si量子点及其光敏电阻的初步研究

发布时间：2023-09-17 18:12

　　量子点是一种三维空间维度内载流子强烈受限的低维度材料,激子束缚能远大于体材料,量子点具有的特殊的光电性质于光电领域,尤其是单电子,光电子及微电子设备制作领域有着相当广泛的使用价值。而Si基自组织Ge量子点易于同传统Si基集成电路相结合,最近数年研究颇多。本文基于Ge/Si材料自组装层岛复合生长(SK)模式生长,采用离子束溅射设备制备了单层及多层Ge/Si量子点材料,分别研究了不同缓冲层温度和退火时间下材料的表面形貌及晶体性质,并以多层量子点材料为基础进行光学器件(光敏电阻)的初步制作。主要分为以下几个方面。在700℃Si缓冲层条件下生长了一系列单层Ge/Si纳米岛材料,经AFM和Raman表征后发现,随退火时间的增加,纳米岛底宽和密度呈现Ostwald熟化机制,但退火并没有使样品中的非晶成分消失,且纳米岛密度不高为了获得高质量结晶性好的量子点材料,将Si缓冲层温度提高为800℃,得到了结晶性好表面平整的Si缓冲层,在此Si缓冲层上增加Ge的沉积量,得到一系列单层Ge/Si纳米岛材料,对样品在不同时间下退火,经AFM和Raman表征发现：在高温度Si缓冲层以及大的Ge的沉积量条件下,纳米...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Ge/Si量子点材料的研究现状
        1.2.1 薄膜材料的生长模式(机理)
        1.2.2 本课题组制备Ge/Si量子点材料的研究现状
    1.3 本论文的主要研究工作
第二章 离子束溅射设备及实验测试手段
    2.1 离子束溅射设备的基本结构及工作原理
        2.1.1 离子束溅射腔体结构及工作原理
            1. 离子束溅射真空腔体
        2.1.2 考夫曼离子枪工作原理
    2.2 实验测试手段
        2.2.1 原子力显微镜
        2.2.2 Raman光谱仪
        2.2.3 电化学工作站
    2.3 实验准备
        2.3.1 基片清洗
        2.3.2 去离子水机简介
        2.3.3 其他设备简介
第三章 单层Ge/Si量子点的制备及优化
    3.1 引言
    3.2 实验过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 低温Si缓冲层下单层Ge/Si纳米岛的研究
        3.3.2 高质量Si缓冲层的制备
        3.3.3 高温Si缓冲层单层Ge/Si量子点的研究
    3.4 本章小节
第四章 多层Ge/Si量子点的制备及其光敏电阻的初步研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 多层Ge/Si纳米岛的制备
        4.2.2 多层Ge/Si纳米岛光敏电阻的初步研究
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
附录 研究生期间发表的文章及参与的项目
致谢



本文编号：3847897