Sn量子點生長及其紅外光學性質(zhì)研究.pdf

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

2、器。金屬性的β-Sn量子點在費米能級附近具有比半導體量子點更高的態(tài)密度，因此在電荷存儲方面具有更大的潛在應用價值。將Sn量子點嵌入到Si材料中，可以改變Si的能帶結(jié)構，有望實現(xiàn)其從間接-直接帶隙的轉(zhuǎn)變。目前，已有Sn量子點帶邊光致發(fā)光(PL)和紅外吸收方面的研究報道，但由于Sn量子點周圍環(huán)境復雜，尚未得到一致的結(jié)論。
　　 本文采用固相外延技術(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，并分別研究了沉積溫度、沉積厚度、退火溫度和退火時間對于量子點尺寸分布和結(jié)晶性的影響。通過拉曼(Raman)測試，我們清楚地觀察到α-Sn薄膜和α-Sn量子點的拉曼峰，及其由于內(nèi)部應力較大造成的頻移(藍移)。提高退火溫度或者延長退火時間后，形成的是β-Sn量子點。但由于Sn量子點的尺寸仍較大，同步輻射FTIR譜中沒有觀察到量子點的特征吸收峰。
　　 另外，由于ZnO量子點具有比ZnO體材料更優(yōu)異的光學性能。在量子