应用于纳米激光的GaAs纳米线制备工艺研究

发布时间：2021-05-09 02:14

　　纳米激光,是指由纳米线等纳米光电材料作为谐振腔,在光激发或电激发下发射出的激光。发射纳米激光的激光器的尺寸往往只有数百微米甚至几十微米,直径更是达到纳米量级,是未来薄膜显示、集成光学、光计算、信息存储和纳米分析等领域中的重要组成部分,在工业、军事、医疗等方面具有重要应用前景。砷化镓（GaAs）纳米线/纳米线阵列作为一种一维直接带隙半导体光电材料,既具有一维光电材料高表面积-体积比、量子尺寸效应、结晶度好等特点,又保留了GaAs体材料高的载流子迁移率、高电子饱和速率以及高的发光效率等优势,是制备纳米激光器的首选光电材料。由于纳米激光在发光以及集成等方面的需求,因此对GaAs纳米线/纳米线阵列的垂直度、密度、结晶质量以及光学性能提出了要求。本文主要开展了GaAs纳米线制备工艺研究,通过对制备工艺中衬底处理工艺以及生长工艺的设计以及实验研究,得到了最佳工艺流程。按照最佳工艺流程制备出GaAs纳米线/纳米线阵列,并对其形貌、物性进行表征。主要研究内容包括如下:（1）采用分子束外延（MBE）自催化工艺制备GaAs纳米线,为满足纳米激光的应用要求,提高纳米线垂直度、密度、结晶质量以及光学性能,我们... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 GaAs纳米线生长工艺以及纳米激光器发展现状
        1.2.1 GaAs基纳米激光器发展现状
        1.2.2 GaAs纳米线制备发展现状
    1.3 本论文的研究目的及意义
    1.4 本论文开展的工作
第2章 高性能GaAs纳米线制备工艺设计与表征测试
    2.1 高性能GaAs纳米线制备工艺设计
        2.1.1 高性能GaAs纳米线制备工艺中衬底处理工艺设计
        2.1.2 高性能GaAs纳米线制备工艺中生长工艺设计
    2.2 GaAs纳米线测试表征技术
        2.2.1 扫描电子显微镜
        2.2.2 X射线衍射(XRD)仪
        2.2.3 拉曼(Raman)光谱仪
        2.2.4 高分辨透射式电子显微镜(HRTEM)
        2.2.5 光致发光(PL)光谱仪
    2.3 本章小结
第3章 衬底前期处理对纳米线垂直度、密度提高作用研究
    3.1 衬底超声处理对纳米线垂直度、密度影响研究
    3.2 HF刻蚀浓度对纳米线垂直度、密度提高作用研究
    3.3 自然氧化时间对纳米线垂直度、密度提高作用研究
    3.4 本章小结
第4章 生长工艺参数对GaAs纳米线物性调控研究
    4.1 Ga droplet形貌对纳米线密度、垂直度调控作用研究
    4.2 V/III束流比对纳米线垂直度调控作用研究
    4.3 生长温度对纳米线的形貌、物性调控作用研究
    4.4 本章小结
第5章 GaAs纳米线/纳米线结构以及光学性质研究
    5.1 GaAs纳米线/纳米线阵列制备及形貌表征
    5.2 GaAs纳米线/纳米线阵列结构研究
    5.3 GaSb纳米线/纳米线阵列光学性能研究
    5.4 本章小结
第6章 论文总结与未来展望
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表论文与研究成果清单
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面硫钝化对GaAs材料光响应特性的影响[J]. 夏宁,方铉,容天宇,王登魁,房丹,唐吉龙,王新伟,王晓华,李永峰,姚斌,魏志鹏.  中国激光. 2018(06)
[2]纳米等离子体激光器研究进展[J]. 赵青,黄小平,林恩,焦蛟,梁高峰,陈涛.  光电工程. 2017(02)
[3]GaAs纳米线及GaAs/InxGa1-xAs/GaAs纳米线径向异质结构的无催化选区生长的实验研究[J]. 崔建功,张霞,颜鑫,李军帅,黄永清,任晓敏.  物理学报. 2014(13)



本文编号：3176415