Sn量子點(diǎn)生長(zhǎng)及其紅外光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、量子點(diǎn)具有優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性能，在未來(lái)的納米電子學(xué)、光電子學(xué)和量子計(jì)算等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。自1997年Nakajima等人采用離子注入技術(shù)在SiO2/Si中首次獲得了Sn量子點(diǎn)以來(lái)，目前關(guān)于Sn量子點(diǎn)的研究正方興未艾。Sn量子點(diǎn)又可分為α-Sn量子點(diǎn)和β-Sn量子點(diǎn)。α-Sn是一種直接窄帶隙(Eg=0.08 eV)半導(dǎo)體材料，由于載流子的有效質(zhì)量很小(0.0236 m0)，其帶隙隨量子點(diǎn)尺寸的減小而迅速增加，有望用來(lái)制作中紅外探測(cè)

2、器。金屬性的β-Sn量子點(diǎn)在費(fèi)米能級(jí)附近具有比半導(dǎo)體量子點(diǎn)更高的態(tài)密度，因此在電荷存儲(chǔ)方面具有更大的潛在應(yīng)用價(jià)值。將Sn量子點(diǎn)嵌入到Si材料中，可以改變Si的能帶結(jié)構(gòu)，有望實(shí)現(xiàn)其從間接-直接帶隙的轉(zhuǎn)變。目前，已有Sn量子點(diǎn)帶邊光致發(fā)光(PL)和紅外吸收方面的研究報(bào)道，但由于Sn量子點(diǎn)周?chē)h(huán)境復(fù)雜，尚未得到一致的結(jié)論。
　　 本文采用固相外延技術(shù)(solid phase epitaxy,SPE)在清潔的Si(001)襯底上得到了高

3、密度的Sn量子點(diǎn)，并分別研究了沉積溫度、沉積厚度、退火溫度和退火時(shí)間對(duì)于量子點(diǎn)尺寸分布和結(jié)晶性的影響。通過(guò)拉曼(Raman)測(cè)試，我們清楚地觀察到α-Sn薄膜和α-Sn量子點(diǎn)的拉曼峰，及其由于內(nèi)部應(yīng)力較大造成的頻移(藍(lán)移)。提高退火溫度或者延長(zhǎng)退火時(shí)間后，形成的是β-Sn量子點(diǎn)。但由于Sn量子點(diǎn)的尺寸仍較大，同步輻射FTIR譜中沒(méi)有觀察到量子點(diǎn)的特征吸收峰。
　　 另外，由于ZnO量子點(diǎn)具有比ZnO體材料更優(yōu)異的光學(xué)性能。在量子