论文部分内容阅读
利用量子限制效应设计和发展Si基集成光电子学技术是人们对信息技术发展的期望。在Si基上用分子束外延技术异质外延Ge所得到的Ge/Si量子点成为近年来的研究热点。对这种具有特殊光电性能的半导体材料的设计和制备要求量子点具有单一的尺寸和形状分布，这就需要对它的生长机制以及它的微结构如应变、组分随生长条件的变化进行研究，以实现高质量量子点的制备及量子器件的应用。同时Ge/Si量子点还具有成分简单的特点，所以也是研究量子点微结构与生长机制的有效模型系统。
本论文的工作是以分子束外延自组织生长Ge/Si量子点为研究对象，用最新发展的掠入射X射线反常衍射方法测量了其中的Ge组分、应变状态及应变能的分布，结合AFM观察量子点形貌，系统分析了不同生长条件下的量子点微结构，初步建立和实现了微结构模型构建与模拟计算。
(1)初步建立了Ge/Si量子点的微结构模型，对样品的掠入射反常衍射实验结果进行了模拟，比较和分析了模型与实验结果的异同。
(2)用热力学平衡过程解释Si覆盖量子点出现的圆顶型向金字塔型反常形貌转变和量子环的成因及其中组分、应变及应变能相异于量子点的分布特征。
(3)测量和分析了预淀积P原子层后Ge/Si量子点的微结构，对量子点中Si的高浓度和退火后量子点中Ge浓度继续增大的趋势进行了解释。