图案硅衬底上锗硅量子点生长

作     者：陈培炫 

作者单位：复旦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟振扬

授予年度：2009年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：自组装 纳米球刻蚀 图案衬底 锗硅量子点 分子束外延 原于力显微镜 

摘      要：本文研究了一种新型的周期可控的大面积坑形硅图案衬底的制备方法。首先利用自组装方法在疏水硅(001)表面排列出单层有序密排列的聚苯乙烯纳米球薄膜,纳米球的直径范围为1.6微米至10纳米。然后以纳米球薄膜为模板喷金,结合金对硅的催化氧化,在硅片表面形成网格状的金-氧化硅模板。在去除聚苯乙烯纳米球之后,利用氢氧化钾对硅的各向异性腐蚀,在硅片表面形成二维有序的坑形衬底图案,图案周期等于聚苯乙烯球的直径。通过调节所用聚苯乙烯球的尺寸,可以相应调节图案周期从数微米至100纳米以下。同时,通过调节硅片化学腐蚀的参数,可以调控图案坑形的形貌。由此制作的坑形图案衬底上用分子束外延系统生长锗硅量子点,可以实现对锗硅量子点成核位置的控制。 此外,我们研究了温度对坑形图案衬底上锗硅量子点上生长的影响。不同温度下对应着三种不同的生长情况:(ⅰ)低温下的动力受限生长;(ⅱ)中间适当温度下有序量子点的生长;(ⅲ)高温下无序量子点的生长。本文从动力学角度定性的解释了不同温度下量子点的生长情况。此定性解释可以作为优化图案衬底上有序量子点生长参数的参考依据。