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高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

张鑫鑫 靳映霞 叶晓松 王茺 杨宇

高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

张鑫鑫, 靳映霞, 叶晓松, 王茺, 杨宇
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  • 采用磁控溅射技术在Si衬底上以350 ℃沉积14 nm的非晶Ge薄膜,通过退火改变系统生长热能,实现了低维Ge/Si点的生长. 利用原子力显微镜(AFM)和拉曼(Raman)光谱所获得的形貌和声子振动信息,对Ge点的形成机理和演变规律进行了研究. 实验结果表明:在675 ℃退火30 min后,非晶Ge薄膜转变为密度高达8.5109 cm-2的Ge点. 通过Ostwald熟化理论、表面扩散模型和对激活能的计算,很好地解释了退火过程中,Ge原子在Si表面迁移、最终形成纳米点的行为. 研究结果表明用高速沉积磁控溅射配合热退火制备Ge/Si纳米点的方法,可为自组织量子点生长实验提供一定的理论支撑.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11274266)、云南省应用基础研究计划重点项目(批准号:2013FA029)、云南省人才引进基金(批准号:W8090304)和云南大学校基金(批准号:2011YB47)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-24
  • 修回日期:  2014-04-08
  • 刊出日期:  2014-08-05

高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

  • 1. 云南大学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:11274266)、云南省应用基础研究计划重点项目(批准号:2013FA029)、云南省人才引进基金(批准号:W8090304)和云南大学校基金(批准号:2011YB47)资助的课题.

摘要: 采用磁控溅射技术在Si衬底上以350 ℃沉积14 nm的非晶Ge薄膜,通过退火改变系统生长热能,实现了低维Ge/Si点的生长. 利用原子力显微镜(AFM)和拉曼(Raman)光谱所获得的形貌和声子振动信息,对Ge点的形成机理和演变规律进行了研究. 实验结果表明:在675 ℃退火30 min后,非晶Ge薄膜转变为密度高达8.5109 cm-2的Ge点. 通过Ostwald熟化理论、表面扩散模型和对激活能的计算,很好地解释了退火过程中,Ge原子在Si表面迁移、最终形成纳米点的行为. 研究结果表明用高速沉积磁控溅射配合热退火制备Ge/Si纳米点的方法,可为自组织量子点生长实验提供一定的理论支撑.

English Abstract

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