動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅法仿真量子點(diǎn)生長(zhǎng)過程的統(tǒng)計(jì)分析與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、本論文的資助來源為：國(guó)家“973”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào)：2003CB314901)和國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào)：60644004)。 半導(dǎo)體量子點(diǎn)在納米電子學(xué)、納米光子學(xué)和光電子學(xué)等領(lǐng)域具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景，基于量子點(diǎn)的固態(tài)量子器件在量子信息技術(shù)中將扮演重要角色，如單電子晶體管、量子存儲(chǔ)器以及應(yīng)用于保密通信的單光子源等。這些器件應(yīng)用的關(guān)鍵之一是對(duì)量子點(diǎn)的尺寸和位置進(jìn)行有效控制。目前，實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)定位生長(zhǎng)的手段很多，其本質(zhì)都

2、是改變襯底生長(zhǎng)表面某些位置的化學(xué)勢(shì)，使原子在生長(zhǎng)過程中更容易吸附在這些位置上，從而達(dá)到對(duì)量子點(diǎn)位置的控制。其中，應(yīng)變馳豫圖形襯底上外延生長(zhǎng)量子點(diǎn)的方法由于其引入雜質(zhì)少、可控性好而引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。 動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法(KMC)是一種用于模擬表面生長(zhǎng)隨時(shí)間變化過程的方法，已經(jīng)被用于InAs/GaAs以及Ge/Si量子點(diǎn)等外延生長(zhǎng)過程的研究，取得了與實(shí)際情況相符的結(jié)果。 本文首先圍繞半導(dǎo)體材料外延生長(zhǎng)的基本理論和相關(guān)

3、背景知識(shí)展開，并介紹了仿真的模型和方法。詳細(xì)介紹了在本論文中所使用的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法的理論和相關(guān)模型。 本文研究的的重點(diǎn)是采用動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅二維模型模擬了GaAs應(yīng)變弛豫圖形襯底上lnAs量子點(diǎn)生長(zhǎng)的早期階段，深入研究了溫度、生長(zhǎng)停頓和沉積速率等重要參數(shù)對(duì)浸潤(rùn)層之上第一層亞單原子層階段的影響。通過對(duì)生長(zhǎng)表面形態(tài)、島平均大小、島大小分布及其標(biāo)準(zhǔn)差等方面的研究，證明了最優(yōu)參數(shù)的存在，提供了獲取最優(yōu)參數(shù)的方法，并得到了在給定仿真條件