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离子束溅射自组装Ge/Si量子点生长的演变

张学贵 王茺 鲁植全 杨杰 李亮 杨宇

离子束溅射自组装Ge/Si量子点生长的演变

张学贵, 王茺, 鲁植全, 杨杰, 李亮, 杨宇
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  • 采用离子束溅射技术,通过改变Ge的沉积量,在n型Si(100)衬底上自组装生长了一系列Ge量子点样品. 利用AFM和Raman光谱对样品表面形貌和结构进行表征,系统地研究了Ge量子点形貌、密度、尺寸大小以及Ge的结晶性和量子点中组分等随Ge沉积量的演变规律. 结果表明:Ge层从二维薄层向三维岛过渡过程中,没有观察到传统的由金字塔形向圆顶形量子点过渡,而是直接呈圆顶形生长;且随着Ge沉积量的增加,量子点密度先增大后减小,Ge的结晶性增强同时Ge/Si互混加剧,量子点中Si的组分增加.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10964016,10990103),云南省自然基金重点项目(批准号:2008CC012)和教育部学术研究重点项目(批准号:210207)资助的项目.
    [1]

    Zhao L X, Zhang H M, Hu H Y, Xuan R X, Dai X Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 6545 (in Chinese) [赵丽霞、张鹤鸣、胡辉勇、宣荣喜、戴显英 2010 物理学报 59 6545]

    [2]

    Zhang H H, Zhang C H, Li B S, Zhou H L, Yang Y T, Fu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3302 (in Chinese) [张洪华、张崇宏、李炳生、周丽宏、杨义涛、付云 2009 物理学报 58 3302]

    [3]

    Tu X H, Li D H 2000 Acta Phys. Sin. 49 1383 (in Chinese) [涂鲜花、李道火 2000 物理学报 49 1383]

    [4]

    Yao F, Xue C L, Cheng B W, Wang Q M 2007 Acta Phys. Sin. 56 6654 (in Chinese) [姚 飞、薛春来、成步文、王启明 2007 物理学报 56 6654]

    [5]

    Liu J L, Wu W G, Balandin A, Jin G L 1999 Appl. Phys. Lett. 74 185

    [6]

    Scarselli M, Masala S 2007 Appl. Phys. Lett. 81 141117

    [7]

    Wang K L, Liu J L, Jin G 2002 J. Cryst. Growth 237-239 1892

    [8]

    Alguno A, Usami N 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2802

    [9]

    Eaglesham D J, Cerullo M 1990 Phys. Rev. Lett. 64 1943

    [10]

    Song Y X, Yu Z Y, Liu Y M 2008 Acta Phys. Sin. 57 2399 (in Chinese) [宋禹忻、于重远,刘玉敏 2008 物理学报 57 2399]

    [11]

    Ross F M, Tromp R M, Reuter M C 1999 Science 286 1931

    [12]

    Brunner K 2002 Rep. Prog. Phys. 65 27

    [13]

    Jin G, Liu J L, Wang K L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 2847

    [14]

    Ross F M, Tersoff J, Tromp R M 1998 Phys. Rev. Lett. 80 984

    [15]

    Peng Y C, Ikeda M, Miyazaki S 2003 Acta Phys. Sin. 52 3108 (in Chinese) [彭英才、池田弘央、宫崎诚一 2003 物理学报 52 3108]

    [16]

    Liang S, Zhu H L, Pan J Q, Wang W 2006 Chin. Phys. 15 1114

    [17]

    Ribeiro G M, Gratkovski A M, Kamins T I 1998 Science 279 353

    [18]

    Ross F M, Tromp R M, Reuter M C 1994 Science 286 3570

    [19]

    Chung H C, Liu C P, Lai Y L 2008 Appl. Phys. A 91 267

    [20]

    Zhang X G, Wang C, Yang J, Yang Y 2010 Journal of Functional Materials 41 1982 (in Chinese) [张学贵、王 茺、杨 杰、杨 宇 2010 功能材料 41 1982]

    [21]

    Zhang X G, Wang C, Yang J, Lu Z Q, Yang Y 2010 7th National Conference on Functional Materials and Applications Changsha October 15—19 2010 p268 (in Chinese) [张学贵、王 茺、杨 杰、鲁植全、杨 宇 2010 第七届中国功能材料及其应用学术会议 长沙 2010.10.15—19 第268页]

    [22]

    Leonard D, Krishnamurthy M, Reaves C M, 1993 Appl. Phys. Lett. 63 3203

    [23]

    Yang H B 2005 Ph. D. Dissertation (Beijing: Beijing University of Posts and Telecommunications) (in Chinese) [杨红波 2005博士学位论文 (北京: 北京邮电大学)]

    [24]

    Schitterhelm P 1997 Thin Solid Films 294 291

    [25]

    Huang C J, Zuo Y H, Li D Z 2001 Appl. Phys. Lett. 78 3881

    [26]

    Li X L 2009 Ph. D. Dissertation (Guang Zhou:Sunyat-Sen University) (in Chinese) [李心磊 2009 博士学位论文 (广州:中山大学)]

    [27]

    Chung H C, Liu C P, Lai Y L 2008 Appl. Phys. A 91 267

    [28]

    Yang J, Wang C, Ouyang K, Yang R D, Liu F, Yang Y 2009 Journal of Functional Materials 40 135 (in Chinese) [杨 杰、王 茺、欧阳焜、杨瑞东、刘 芳、杨宇 2009 功能材料 40 135]

    [29]

    Radic N, Pivac B, Dubcek P, Kovacevic I, Bernstorff S 2006 Thin solid Films 515 7522

    [30]

    Brya W J 1973 Solid State Commun 12 253.

    [31]

    Cerdeira F, Pinczuk A, Bean J C 1984 Appl. Phys. Lett. 45 1138

    [32]

    Brunner K 2002 Rep. Prog. Phys. 65 27

    [33]

    Yang Y, Chen G, Deng S K, Gao L G 2004 Journal of functional materials 35 882 (in Chinese) [杨 宇、陈 刚、邓书康、高立刚 2004 功能材料 35 882]

  • [1]

    Zhao L X, Zhang H M, Hu H Y, Xuan R X, Dai X Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 6545 (in Chinese) [赵丽霞、张鹤鸣、胡辉勇、宣荣喜、戴显英 2010 物理学报 59 6545]

    [2]

    Zhang H H, Zhang C H, Li B S, Zhou H L, Yang Y T, Fu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 3302 (in Chinese) [张洪华、张崇宏、李炳生、周丽宏、杨义涛、付云 2009 物理学报 58 3302]

    [3]

    Tu X H, Li D H 2000 Acta Phys. Sin. 49 1383 (in Chinese) [涂鲜花、李道火 2000 物理学报 49 1383]

    [4]

    Yao F, Xue C L, Cheng B W, Wang Q M 2007 Acta Phys. Sin. 56 6654 (in Chinese) [姚 飞、薛春来、成步文、王启明 2007 物理学报 56 6654]

    [5]

    Liu J L, Wu W G, Balandin A, Jin G L 1999 Appl. Phys. Lett. 74 185

    [6]

    Scarselli M, Masala S 2007 Appl. Phys. Lett. 81 141117

    [7]

    Wang K L, Liu J L, Jin G 2002 J. Cryst. Growth 237-239 1892

    [8]

    Alguno A, Usami N 2004 Appl. Phys. Lett. 84 2802

    [9]

    Eaglesham D J, Cerullo M 1990 Phys. Rev. Lett. 64 1943

    [10]

    Song Y X, Yu Z Y, Liu Y M 2008 Acta Phys. Sin. 57 2399 (in Chinese) [宋禹忻、于重远,刘玉敏 2008 物理学报 57 2399]

    [11]

    Ross F M, Tromp R M, Reuter M C 1999 Science 286 1931

    [12]

    Brunner K 2002 Rep. Prog. Phys. 65 27

    [13]

    Jin G, Liu J L, Wang K L 2003 Appl. Phys. Lett. 83 2847

    [14]

    Ross F M, Tersoff J, Tromp R M 1998 Phys. Rev. Lett. 80 984

    [15]

    Peng Y C, Ikeda M, Miyazaki S 2003 Acta Phys. Sin. 52 3108 (in Chinese) [彭英才、池田弘央、宫崎诚一 2003 物理学报 52 3108]

    [16]

    Liang S, Zhu H L, Pan J Q, Wang W 2006 Chin. Phys. 15 1114

    [17]

    Ribeiro G M, Gratkovski A M, Kamins T I 1998 Science 279 353

    [18]

    Ross F M, Tromp R M, Reuter M C 1994 Science 286 3570

    [19]

    Chung H C, Liu C P, Lai Y L 2008 Appl. Phys. A 91 267

    [20]

    Zhang X G, Wang C, Yang J, Yang Y 2010 Journal of Functional Materials 41 1982 (in Chinese) [张学贵、王 茺、杨 杰、杨 宇 2010 功能材料 41 1982]

    [21]

    Zhang X G, Wang C, Yang J, Lu Z Q, Yang Y 2010 7th National Conference on Functional Materials and Applications Changsha October 15—19 2010 p268 (in Chinese) [张学贵、王 茺、杨 杰、鲁植全、杨 宇 2010 第七届中国功能材料及其应用学术会议 长沙 2010.10.15—19 第268页]

    [22]

    Leonard D, Krishnamurthy M, Reaves C M, 1993 Appl. Phys. Lett. 63 3203

    [23]

    Yang H B 2005 Ph. D. Dissertation (Beijing: Beijing University of Posts and Telecommunications) (in Chinese) [杨红波 2005博士学位论文 (北京: 北京邮电大学)]

    [24]

    Schitterhelm P 1997 Thin Solid Films 294 291

    [25]

    Huang C J, Zuo Y H, Li D Z 2001 Appl. Phys. Lett. 78 3881

    [26]

    Li X L 2009 Ph. D. Dissertation (Guang Zhou:Sunyat-Sen University) (in Chinese) [李心磊 2009 博士学位论文 (广州:中山大学)]

    [27]

    Chung H C, Liu C P, Lai Y L 2008 Appl. Phys. A 91 267

    [28]

    Yang J, Wang C, Ouyang K, Yang R D, Liu F, Yang Y 2009 Journal of Functional Materials 40 135 (in Chinese) [杨 杰、王 茺、欧阳焜、杨瑞东、刘 芳、杨宇 2009 功能材料 40 135]

    [29]

    Radic N, Pivac B, Dubcek P, Kovacevic I, Bernstorff S 2006 Thin solid Films 515 7522

    [30]

    Brya W J 1973 Solid State Commun 12 253.

    [31]

    Cerdeira F, Pinczuk A, Bean J C 1984 Appl. Phys. Lett. 45 1138

    [32]

    Brunner K 2002 Rep. Prog. Phys. 65 27

    [33]

    Yang Y, Chen G, Deng S K, Gao L G 2004 Journal of functional materials 35 882 (in Chinese) [杨 宇、陈 刚、邓书康、高立刚 2004 功能材料 35 882]

  • [1] 杨杰, 王茺, 靳映霞, 李 亮, 陶东平, 杨 宇. 离子束溅射Ge量子点的应变调制生长. 物理学报, 2012, 61(1): 016804. doi: 10.7498/aps.61.016804
    [2] 齐红基, 易 葵, 贺洪波, 邵建达. 溅射粒子能量对金属Mo薄膜表面特性的影响. 物理学报, 2004, 53(12): 4398-4404. doi: 10.7498/aps.53.4398
    [3] 熊飞, 杨杰, 张辉, 陈刚, 杨培志. 原子轰击调制离子束溅射沉积Ge量子点的生长演变. 物理学报, 2012, 61(21): 218101. doi: 10.7498/aps.61.218101
    [4] 杨发展, 沈丽如, 王世庆, 唐德礼, 金凡亚, 刘海峰. 等离子体增强化学气相沉积法制备含氢类金刚石膜的紫外Raman光谱和X射线光电子能谱研究. 物理学报, 2013, 62(1): 017802. doi: 10.7498/aps.62.017802
    [5] 狄国庆. 溅射制备Ta2O5薄膜的表面形貌与光学特性. 物理学报, 2011, 60(3): 038101. doi: 10.7498/aps.60.038101
    [6] 喻晓, 沈杰, 钟昊玟, 张洁, 张高龙, 张小富, 颜莎, 乐小云. 强脉冲电子束辐照材料表面形貌演化的模拟. 物理学报, 2015, 64(21): 216102. doi: 10.7498/aps.64.216102
    [7] 张丽卿, 张崇宏, 杨义涛, 姚存峰, 孙友梅, 李炳生, 赵志明, 宋书建. 高电荷态离子126Xeq+引起GaN表面形貌变化研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5578-5584. doi: 10.7498/aps.58.5578
    [8] 彭述明, 申华海, 龙兴贵, 周晓松, 杨莉, 祖小涛. 氘化及氦离子注入对钪膜的表面形貌和相结构的影响. 物理学报, 2012, 61(17): 176106. doi: 10.7498/aps.61.176106
    [9] 廖梅勇, 秦复光, 柴春林, 刘志凯, 杨少延, 姚振钰, 王占国. 离子能量和沉积温度对离子束沉积碳膜表面形貌的影响. 物理学报, 2001, 50(7): 1324-1328. doi: 10.7498/aps.50.1324
    [10] 钟红梅, 陈效双, 王金斌, 夏长生, 王少伟, 李志锋, 徐文兰, 陆 卫. 基于离子注入技术的ZnMnO半导体材料的制备及光谱表征. 物理学报, 2006, 55(4): 2073-2077. doi: 10.7498/aps.55.2073
    [11] 曹月华, 狄国庆. 磁控溅射制备Y2O3-TiO2薄膜形貌的研究. 物理学报, 2011, 60(3): 037702. doi: 10.7498/aps.60.037702
    [12] 张盼君, 孙慧卿, 郭志友, 王度阳, 谢晓宇, 蔡金鑫, 郑欢, 谢楠, 杨斌. 含有量子点的双波长LED的光谱调控. 物理学报, 2013, 62(11): 117304. doi: 10.7498/aps.62.117304
    [13] 程成, 王国栋, 程潇羽. 室温下表面极化效应对量子点带隙和吸收峰波长的影响. 物理学报, 2017, 66(13): 137802. doi: 10.7498/aps.66.137802
    [14] 范平, 郑壮豪, 梁广兴, 张东平, 蔡兴民. Sb2Te3热电薄膜的离子束溅射制备与表征. 物理学报, 2010, 59(2): 1243-1247. doi: 10.7498/aps.59.1243
    [15] 袁文佳, 章岳光, 沈伟东, 马群, 刘旭. 离子束溅射制备Nb2O5光学薄膜的特性研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047803. doi: 10.7498/aps.60.047803
    [16] 范平, 蔡兆坤, 郑壮豪, 张东平, 蔡兴民, 陈天宝. Bi-Sb-Te基热电薄膜温差电池离子束溅射制备与表征. 物理学报, 2011, 60(9): 098402. doi: 10.7498/aps.60.098402
    [17] 胡懿彬, 郝智彪, 胡健楠, 钮浪, 汪莱, 罗毅. 分子束外延生长InGaN/AlN量子点的组分研究. 物理学报, 2012, 61(23): 237804. doi: 10.7498/aps.61.237804
    [18] 汤乃云, 陈效双, 陆 卫. InAs/GaAs量子点的静压光谱压力系数研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2277-2281. doi: 10.7498/aps.54.2277
    [19] 汤乃云, 季亚林, 陈效双, 陆 卫. 离子注入对InAs/GaAs量子点光学效质的影响. 物理学报, 2005, 54(6): 2904-2909. doi: 10.7498/aps.54.2904
    [20] E. Bauer-Grosse, 张庆瑜, 刘燕燕. 一氧化碳合成金刚石薄膜的形貌和结构分析. 物理学报, 2007, 56(11): 6572-6579. doi: 10.7498/aps.56.6572
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-05
  • 修回日期:  2010-12-23
  • 刊出日期:  2011-09-15

离子束溅射自组装Ge/Si量子点生长的演变

  • 1. 云南大学工程技术研究院,光电信息材料研究所,昆明 650091
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10964016,10990103),云南省自然基金重点项目(批准号:2008CC012)和教育部学术研究重点项目(批准号:210207)资助的项目.

摘要: 采用离子束溅射技术,通过改变Ge的沉积量,在n型Si(100)衬底上自组装生长了一系列Ge量子点样品. 利用AFM和Raman光谱对样品表面形貌和结构进行表征,系统地研究了Ge量子点形貌、密度、尺寸大小以及Ge的结晶性和量子点中组分等随Ge沉积量的演变规律. 结果表明:Ge层从二维薄层向三维岛过渡过程中,没有观察到传统的由金字塔形向圆顶形量子点过渡,而是直接呈圆顶形生长;且随着Ge沉积量的增加,量子点密度先增大后减小,Ge的结晶性增强同时Ge/Si互混加剧,量子点中Si的组分增加.

English Abstract

参考文献 (33)

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