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(1)GeSi量子点在初始Si覆盖下的形貌转变
最近研究发现,当生长在Si衬底上的GeSi量子点在薄的Si层覆盖下,这些量子点的形貌可以发生转变,从而实现不同结构和形状的半导体纳米材料的生长。这些形貌的转变对于覆盖的Si层的厚度以及覆盖时的温度条件非常敏感。通过原子力显微镜的观察,我们发现GeSi量子点可以以不同取向的小面构成的金字塔形貌存在,其中包括第一次发现了不常见的{100}和{104}小面一构成的金字塔。
(2)金字塔形貌的GeSi量子点在常温下的结构稳定性
半导体纳米结构的发展已经是全球范围内的研究热点,关注的焦点是研制出具有良好的物理特性的半导体纳米结构。在实际的应用当中,一个巨大的挑战是研制可以在常温下稳定工作的半导体纳米结构。通过对金字塔形貌的GeSi量子点稳定性的研究,我们发现即使在室温下量子点也并不是都是稳定的,有的量子点发生了形貌的转变。具体的,通过原子力显微镜和透射电子显微镜的观察,我们发现室温下在干燥箱里存放了12个月,{104}and{105州、面构成的金字塔形量子点的形貌得到了很好的保持,而{103}小面的量子点转变成了{104}小面的量子点。
(3)GeSi量子点内的组分、应变分析
与其他的一些半导体纳米结构类似,量子点的物理特性与量子点的组分、应变有着密切的联系。利用单个量子点高分辨透射电子显微镜照片,分析了量子点内的组分和应变。