紫外脉冲激光原位辐照Ga滴表面的研究

发布时间：2020-03-25 19:01

【摘要】：半导体量子结构由于其独特的光电特性使得其在各种光电和微电子器件中得到广泛运用,随着对器件性能需求的不断提高,人们开始广泛采用液滴外延来制备新颖的量子结构。我们知道,金属液滴的尺寸不但决定了目标量子结构的尺寸,而且还决定了后续的晶化过程。而温度是液滴外延中最关键的调控因素,为了获得大尺寸液滴,衬底温度必须升高,但高温将使液滴严重刻蚀衬底表面。因此,寻求一种与温度无关的液滴尺寸调控技术就显得非常有意义。然而,目前针对液滴的研究大多数集中于后续的晶化过程,而非液滴本身的动力学行为。本论文基于MBE技术利用紫外脉冲激光原位辐照Ga滴表面,实现液滴尺寸的二次修饰,具体研究内容如下:第一部分介绍了紫外脉冲激光原位辐照180℃下制备的高密度Ga滴表面,实验发现:在较低的激光能量下,激光使液滴膨胀并相互融合,在这一阶段,液滴尺寸仅往大方向转变;在较高的激光能量下,激光不仅使得液滴膨胀并且也造成Ga原子的热脱附,导致液滴尺寸往两方向转变。最终成功获得宽度为16~230 nm、高度为1~42nm,整体尺寸呈现宽带特性的纳米金属液滴。第二部分介绍了紫外脉冲激光原位辐照300℃下制备的低密度Ga滴表面,结果表明:液滴之间更大的间距会导致融合现象被明显抑制,随着脉冲激光能量的继续增强,局部的液滴融合会产生深度为2.6 nm的纳米孔,这远大于180℃下的三个原子层的深度。此外,裸露的Ga As表面区域也观察到有小Ga滴的形成。由于Ga滴与衬底间物质交换在高温环境下更加明显,导致在350℃仅退火2分钟就形成纳米孔。
【图文】：

第一章 绪论 紫外脉冲激光原位辐照 Ga 滴表面的研究的能量都是量子化的。如图 1-1 可看出，，低维半导体结构最重要的物理意义就是：通过电子运动维度的限制可以有效调控材料的电子态密度分布，从三维体材料的抛物线分布、二维量子阱的阶梯状分布、一维量子线的锯齿状分布到零维量子点的 函数分布[2,3]。

原位辐照 Ga 滴表面的研究 常数几乎相同，因此制备出的超晶格材料界面平整且位错很少。但是自然界中具有相等的晶格常数的材料是及其有限的，因数不匹配的超晶格生长。超晶格材料是两种不同组元以几个纳交替周期性生长的多层膜，量子阱是指由两种不同的半导体材有明显量子限制效应的电子或空穴的势阱。若势垒层 LW足够
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN23

【参考文献】

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本文编号：2600302