GeSi單量子環(huán)和單量子點的組分分布及其電學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、GeSi量子點和量子環(huán)因其潛在的應(yīng)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(zhì)而被開始用于這類單量子結(jié)構(gòu)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(xué)性質(zhì)和GeSi單量子點的組分分布及其對生長溫度的依賴關(guān)系。首先，我們利用原子力顯微鏡(AFM)的原位定位技術(shù)結(jié)合選擇性化學(xué)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(zhǔn)確地得到了GeSi單量子環(huán)的組分分布。同時利用導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)電機制，即GeSi量子環(huán)的導(dǎo)電分布與其形貌有關(guān)，與量子環(huán)組分分布關(guān)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(jié)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(jié)果是相符合的。而SCM的結(jié)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(jié)合BPA腐蝕后的GeSi量子環(huán)（Ge組分小于5％）的CAFM、SKM和SCM結(jié)果，揭示了量子環(huán)的微結(jié)構(gòu)對其電學(xué)性質(zhì)的影響。
　　另外，我們還利用AFM的原位定位技術(shù)結(jié)合選擇性化學(xué)腐蝕方法得到了在640℃和680℃這兩