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

1、納米結(jié)構(gòu)材料表現(xiàn)的奇妙特性，以及它們在光、電、磁和生物化學等各個領(lǐng)域展現(xiàn)的非凡應用前景，激勵著人們對這一神奇的領(lǐng)域進行更加深入地研究。本論文主要針對其中的Si量子點的尺寸調(diào)控和發(fā)光進行理論和實驗上的研究；另外，還研究了藍寶石光學特性和機械特性的調(diào)控以及新型偶氮化合物薄膜的三階光學非線性效應研究。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。上述實驗結(jié)果說明，在低束流密度離子束濺射過程中，Si(100)表面量子點結(jié)構(gòu)的形成過程主要是Ehrlich-Schwoebel(ES)理論表述的機制，而不是通常認為的Bradley-Harper(BH)機制。 2．在用只含BH模型的KS方程模擬大束流密度濺射過程時，發(fā)現(xiàn)應該考慮重沉積效應。在加入反映重沉積效應的抑制項后，新KS方程模擬出的結(jié)果和實驗結(jié)果完全

3、相符。 3．分別研究了離子束對生長在Si(100)面上的Ge量子點和在Si(100)面上的Si量子點的修飾作用。我們發(fā)現(xiàn)修飾Ge量子點的最后結(jié)果和束流密度無關(guān)，而對于Si量子點，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量子點發(fā)光。發(fā)現(xiàn)隨著Si量子點尺寸的減小，它們的熒光光譜發(fā)生藍移。我們初步認為這是由于在Si量子點的縱向發(fā)生量子限域效應的結(jié)果。 5．利用一種新的摻雜方法，即非穩(wěn)態(tài)輻射增強擴散，對用于