Ⅲ-Ⅴ族自卷曲微米管特性研究

发布时间：2019-04-04 20:08

【摘要】：由于在微电子机械系统和生物传感等领域里中存在巨大的应用前景,三维Ⅲ-Ⅴ族半导体自卷曲微米管日益成为了学术界的研究热点。尤其是关于Si基Ⅲ-Ⅴ族半导体自卷曲微米管的研究对Si基光子学的发展具有重要的意义。相对于其它微纳结构制备技术,自卷曲微米管的制备过程集合了“自下而上”外延材料生长技术和“自上而下”传统光刻腐蚀工艺的优势,使得自卷曲微米管具有管径形貌可控,内外管径表面具有外延量级光滑度等优良特性。 本文以GaAs基和Si基In0.2Ga0.8As/GaAs微米管为基础,研究Ⅲ-Ⅴ族半导体自卷曲微米管的制备以及其形貌和光学特性。论文的主要工作和成果如下： 1、通过U形撕裂方式,采用In0.2Ga0.8As/GaAs (15nm)/GaAs(35nm)应变双层薄膜,分别制备得到GaAs基独立悬空微米管阵列和Si基高质量独立悬空微米管。扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明：Si基微米管的直径比GaAs基的微米管直径略大。 2、制备出管壁嵌GaAs/AlGaAs单量子阱的Ⅲ-Ⅴ族半导体悬空微米管。实现表面镀2nm厚金膜的In0.2Ga0.8As/GaAs应变双层薄膜自卷曲成悬空微米管的制备,为自卷曲微米管器件的制备奠定一定的基础。 3、对GaAs基和Si基InGaAs/GaAs非悬空微米管进行微区光致发光光谱(PL)测试。测试表明：微米管比平面应变结构的PL谱强度强,并随着卷管圈数的增加,由于管壁对光的束缚作用增强,其PL谱强度会明显增加；应变薄膜卷曲成管后,PL谱峰值波长由于薄膜应力释放作用发生一定的红移。 4、利用微区拉曼光谱对GaAs基和Si基InGaAs/GaAs自卷曲微米管的应变特性进行了表征。测试结果表明InGaAs/GaAs应变薄膜卷曲成管后,GaAs的纵光学声子(LO)模式和横光学声子(TO)模式峰位均发生蓝移现象(～3cm-1),并且GaAs的LO、TO峰位不随卷管圈数、悬空与否以及微米管轴向测试位置变化而变化。
[Abstract]:Due to the great application prospects in the fields of MEMS and biosensor, three-dimensional III-V semiconductors self-curling microtubes have become a hot spot in the academic research day by day. Especially, the study of Si-based 鈪，

本文编号：2454125