自組織Si量子點(diǎn)的尺寸調(diào)控、發(fā)光特性及其它光學(xué)材料研究.pdf

1、納米結(jié)構(gòu)材料表現(xiàn)的奇妙特性，以及它們?cè)诠?、電、磁和生物化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)的非凡應(yīng)用前景，激勵(lì)著人們對(duì)這一神奇的領(lǐng)域進(jìn)行更加深入地研究。本論文主要針對(duì)其中的Si量子點(diǎn)的尺寸調(diào)控和發(fā)光進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)上的研究；另外，還研究了藍(lán)寶石光學(xué)特性和機(jī)械特性的調(diào)控以及新型偶氮化合物薄膜的三階光學(xué)非線性效應(yīng)研究。獲得以下結(jié)果： 1．系統(tǒng)研究了離子濺射Si(100)表面得到的量子點(diǎn)尺寸、樣品表面粗糙度和離子束束流密度之間的關(guān)系，以及束流密度為380

2、μA／cm2的濺射條件下，濺射后樣品表面粗糙度和樣品表面溫度間的變化關(guān)系。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在低束流密度離子束濺射過(guò)程中，Si(100)表面量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程主要是Ehrlich-Schwoebel(ES)理論表述的機(jī)制，而不是通常認(rèn)為的Bradley-Harper(BH)機(jī)制。 2．在用只含BH模型的KS方程模擬大束流密度濺射過(guò)程時(shí)，發(fā)現(xiàn)應(yīng)該考慮重沉積效應(yīng)。在加入反映重沉積效應(yīng)的抑制項(xiàng)后，新KS方程模擬出的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全

3、相符。 3．分別研究了離子束對(duì)生長(zhǎng)在Si(100)面上的Ge量子點(diǎn)和在Si(100)面上的Si量子點(diǎn)的修飾作用。我們發(fā)現(xiàn)修飾Ge量子點(diǎn)的最后結(jié)果和束流密度無(wú)關(guān)，而對(duì)于Si量子點(diǎn)，修飾結(jié)果與束流密度和初始形貌密切關(guān)系。 4．研究了Si量子點(diǎn)發(fā)光。發(fā)現(xiàn)隨著Si量子點(diǎn)尺寸的減小，它們的熒光光譜發(fā)生藍(lán)移。我們初步認(rèn)為這是由于在Si量子點(diǎn)的縱向發(fā)生量子限域效應(yīng)的結(jié)果。 5．利用一種新的摻雜方法，即非穩(wěn)態(tài)輻射增強(qiáng)擴(kuò)散，對(duì)用于