GeSi單量子環(huán)和單量子點的組分分布及其電學性質研究.pdf

1、GeSi量子點和量子環(huán)因其潛在的應用前景而引起了人們濃厚的研究興趣。掃描探針顯微鏡(SPM)因其能夠表征納米尺度的物理性質而被開始用于這類單量子結構的研究。本論文采用了SPM的多種實驗手段研究了GeSi單量子環(huán)的組分分布及其電學性質和GeSi單量子點的組分分布及其對生長溫度的依賴關系。首先，我們利用原子力顯微鏡(AFM)的原位定位技術結合選擇性化學腐蝕的方法研究GeSi單量子環(huán)的組分分布。通過考慮浸潤層的腐蝕高度，并對多個相同量子環(huán)的形

2、貌變化進行原位觀察分析，比較準確地得到了GeSi單量子環(huán)的組分分布。同時利用導電原子力顯微鏡(CAFM)研究了GeSi單量子環(huán)在腐蝕前后各個階段的導電特性，發(fā)現(xiàn)不同組分的量子環(huán)始終是環(huán)形的電流分布，即量子環(huán)環(huán)形區(qū)域的導電性高于其他區(qū)域。因此我們提出了一個新的量子環(huán)導電機制，即GeSi量子環(huán)的導電分布與其形貌有關，與量子環(huán)組分分布關系不大。
　　其次，我們利用掃描開爾文顯微鏡(SKM)和掃描電容顯微鏡(SCM)研究了GeSi單量子環(huán)

3、的表面電勢分布和載流子濃度分布。SKM的結果表明環(huán)形區(qū)域的功函數(shù)大于其它區(qū)域，因而其與針尖形成的界面勢壘高度低于其它區(qū)域，這與CAFM的結果是相符合的。而SCM的結果也表明量子環(huán)的環(huán)形區(qū)域的載流子濃度要高于其它區(qū)域。結合BPA腐蝕后的GeSi量子環(huán)（Ge組分小于5％）的CAFM、SKM和SCM結果，揭示了量子環(huán)的微結構對其電學性質的影響。
　　另外，我們還利用AFM的原位定位技術結合選擇性化學腐蝕方法得到了在640℃和680℃這兩