聚焦離子束刻蝕誘導(dǎo)液滴形成及其遷移.pdf

1、在過去的十年中,鎵液滴被越來越廣泛地應(yīng)用在液滴外延生長技術(shù)、液滴刻蝕技術(shù)、自催化納米線以及表面等離子體基元。特別是,III-V族半導(dǎo)體材料襯底上自組織生長的納米液滴在生長各種III-V族量子結(jié)構(gòu)方面的巨大潛力,包括量子點、量子點分子、量子點對、量子環(huán)和納米孔等。作為一種可行的方法,聚焦離子束在加工生長金屬鎵液滴和其他位置可控的液滴結(jié)構(gòu)方面展現(xiàn)了良好的前景。本論文中,采用聚焦離子束方法生長了自組織有序液滴、無離子損傷區(qū)域的液滴、單列和雙列

2、有序液滴以及單納米液滴,并探討了產(chǎn)生機理:
　　1.采用聚焦離子束轟擊砷化鎵表面,當離子束入射角在37°到55°范圍時,可以在襯底上觀察到自組織有序液滴的形成。通過改變離子束入射角和離子束電流,系統(tǒng)地分析了砷化鎵襯底表面的自組織納米液滴的形貌演變過程。隨著入射角度的增加,鎵液滴呈現(xiàn)更小的直徑、更小的高度分布和更高的密度。隨著離子束電流的增加,離子束劑量增大,鎵納米液滴表現(xiàn)出統(tǒng)一的尺寸和更高的密度分布,同時有序性更強。在半導(dǎo)體表面的

3、可控自組織液滴可作為液滴外延生長的加工模版用于制備相關(guān)量子結(jié)構(gòu)及新型量子器件。
　　2.基于FIB技術(shù),在砷化鎵襯底無離子損傷區(qū)域成功生長了有序鎵納米液滴。產(chǎn)生機理可以理解為:鎵原子從離子輻射區(qū)域擴散遷移到無離子輻射區(qū)域,隨后進一步成核形成鎵液滴。通過改變離子束入射角和離子束濺射時間,系統(tǒng)地分析了該區(qū)域鎵液滴大小位置變化情況。隨著濺射時間的增加,液滴大小呈線性增加。然后,隨著入射角度的增加,液滴大小呈明顯減小趨勢。另外,基于 FI