InGaAs量子點(diǎn)生長(zhǎng)均勻性可控性研究.pdf

1、本文利用分子束外延技術(shù)來(lái)制備 In(Ga)As量子點(diǎn)，以反射式高能電子衍射儀作為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工具，在GaAs(001)襯底上沉積一定量的Ga元素形成Ga液滴，隨后開啟As閥晶化，研究了形成的GaAs納米結(jié)構(gòu)與Ga的沉積量、襯底溫度和As等效束流壓強(qiáng)之間的關(guān)系；在經(jīng)過(guò)Ga液滴刻蝕而具有納米洞的GaAs襯底上沉積不同厚度的InAs材料形成量子點(diǎn)，利用掃描隧道顯微鏡研究了量子點(diǎn)的形成及分布與InAs沉積量之間的關(guān)系；通過(guò)生長(zhǎng)多周期In(Ga)As

2、/GaAs結(jié)構(gòu)，研究了量子點(diǎn)的密度、尺寸大小及空間分布均勻性等參數(shù)隨生長(zhǎng)周期數(shù)增加的變化關(guān)系。
　　研究結(jié)果表明，在GaAs(001)襯底上沉積一定量的Ga元素，當(dāng)Ga的沉積量超過(guò)某一臨界值（介于0.7~1.3ML之間）時(shí)，在GaAs(001)表面會(huì)形成Ga液滴結(jié)構(gòu)；形成的Ga液滴在經(jīng)過(guò)As壓晶化后，由于Ga的沉積量，襯底溫度和As等效束流壓強(qiáng)的不同，形成的GaAs納米結(jié)構(gòu)有單環(huán)、雙環(huán)，環(huán)-盤等結(jié)構(gòu)，而在所有的影響因素中，又以As

3、等效束流壓強(qiáng)的作用最為明顯；在經(jīng)過(guò)Ga液滴刻蝕而具有納米洞的GaAs襯底上沉積不同厚度的InAs材料形成量子點(diǎn)，在GaAs襯底平坦區(qū)，InAs按照SK模式生長(zhǎng)；在襯底表面含有納米洞的區(qū)域，由于在納米洞內(nèi)部和納米洞開口周圍分布有大量臺(tái)階，在臺(tái)階處存在著豐富的懸掛鍵，外延材料的分子更加傾向于在這里和襯底表面原子成鍵結(jié)合，因此量子點(diǎn)會(huì)優(yōu)先在臺(tái)階處成核生長(zhǎng)。當(dāng)增加InAs的沉積量時(shí)，臺(tái)階對(duì)量子點(diǎn)成核影響減小。當(dāng)沉積InAs的量達(dá)到2ML時(shí)，In