晶格錯(cuò)配量子點(diǎn)應(yīng)變分布與平衡形態(tài)研究.pdf

1、低維半導(dǎo)體量子點(diǎn)以其所具有的特殊光學(xué)和電學(xué)效應(yīng)，成為了當(dāng)今材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。應(yīng)變自組織的生長(zhǎng)技術(shù)是目前制備量子點(diǎn)最有效、最直接的方法，晶格錯(cuò)配引起的應(yīng)變是量子點(diǎn)生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力。在自組織生長(zhǎng)過(guò)程中，晶格常數(shù)、熱膨脹系數(shù)、各向異性值以及晶體對(duì)稱性等物理參數(shù)都會(huì)對(duì)量子點(diǎn)的成核位置、分布排列、形狀轉(zhuǎn)變、平衡形態(tài)以及應(yīng)變分布產(chǎn)生重大影響。因此，研究各物理參數(shù)對(duì)異質(zhì)外延量子點(diǎn)體系的影響便成為迫切需要解決的科學(xué)問(wèn)題。
　　 目前，關(guān)于

2、晶格錯(cuò)配與量子點(diǎn)生長(zhǎng)模式、應(yīng)變分布和平衡形態(tài)的關(guān)系還沒(méi)有形成完整系統(tǒng)的理論。本文基于各向異性彈性理論的有限元方法對(duì)異質(zhì)外延量子點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要工作和成果如下：
　　 1．基于彈性理論和有限單元法研究了不同錯(cuò)配時(shí)孤立金字塔形量子點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變分布。研究表明，應(yīng)變與應(yīng)力主要集中在界面附近，不同錯(cuò)配的靜水應(yīng)變和雙軸應(yīng)變分布特征大體均相似，數(shù)值有差異。所有這些應(yīng)變都會(huì)隨著晶格錯(cuò)配的增大而相應(yīng)的增大。
　　 2．計(jì)算了不同

3、晶格錯(cuò)配量子點(diǎn)的相關(guān)能量，得到了錯(cuò)配度與平衡形態(tài)的函數(shù)關(guān)系，再次證實(shí)應(yīng)變弛豫是量子點(diǎn)的形成的主要驅(qū)動(dòng)力，而且隨著晶格錯(cuò)配的增大而增大，相應(yīng)地，量子點(diǎn)平衡高寬比也隨著錯(cuò)配的增大而增大。當(dāng)外延沉積量達(dá)到一定體積時(shí)，由Frank-vanderMerwe(FM)生長(zhǎng)模式轉(zhuǎn)化成Stranski-Krastanov(SK)模式生長(zhǎng)存在一臨界錯(cuò)配：晶格錯(cuò)配小于臨界值時(shí)，外延生長(zhǎng)是FM生長(zhǎng)模式；晶格錯(cuò)配大于臨界值時(shí)，是SK生長(zhǎng)模式。
　　 3．