多层GeSi量子点的制备及其光学性能的研究Preparation and optical properties of multilayer GeSi quantum dots.pdf

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1、分类号密级公开编号碛士研究嗲像讼式题目多层量子点旳制备及其光学性能的研究学院（所、中心）物理科学技术学院专业名称凝聚态物理研究生姓名叶爽学号导师姓名杨宇职称教授二〇一五年五月论文独创性声明及使用授权本论文是作者在导师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，不存在剽窃或抄袭行为。与作者一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。现就论文的使用对云南大学授权如下：学校有权保留本论文（含电子版），也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文；学校有权公布论文的全部或部分内容，可以将论文用于查阅或

2、借阅服务；学校有权向有关机构送交学位论文用于学术规范审查、社会监督或评奖；学校有权将学位论文的全部或部分内容录入有关数据库用于检索服务。内部或保密的论文在解密后应遵循此规定）研究生签名：：：导师签名日期云南大学硕士学位论文摘要本论文利用离子束溅射生长的方法，探索了小尺寸且均匀性良好的多层量子点的制备工艺。利用原子力显微镜（、拉曼光谱（和光致发光光谱（分别对量子点的形貌、结构与光学性能进行了表征，通过分析弄清了量子点的生长机理并掌握了其优质量子点的制备工艺。具体围绕以下几个方面开展工作在本课题组前期研宄的基础上，本文采用离子束溅射技术自组装生长单、双层量子点样品，并进行了系统分析。研

3、宄结果表明，对于单层量子点，由于其生长遵循模式，在保持生长温度和缓冲层厚度不变的情况下可通过控制沉积量获得尺寸大小和均匀性较好的量子点；对于双层量子点，因为埋层量子点对表层量子点具有调制作用，所以当隔离层厚度适宜时，可以获得尺寸大小均匀性较优的表层量子点。利用正交试验法，设计了具有四个因素三个水平的正交试验，对双层量子点的生长参数进行优化，获得了双层量子点的最优生长参数。研宄结果表明，利用最优参数生长的双层量子点比单层量子点尺寸更小更均匀，密度更高，而通过光谱分析，它也表现出了明显的量子限制效应。另外，通过光谱对双层量子点进行了光学性能的分析，发现了量子点的荧光峰。采用离子束溅射生

4、长法制备了三至五层的量子点样品，并对优选的样品进行了光谱的表征与分析。研宄结果表明，在生长模式和埋层调制的共同作用下，控制好生长参数，表层量子点的尺寸均匀、密度高，光学性能也受到影响。关键词：离子束溅射；多层量子点；正交试验；光谱摘要，，，；云南大学硕士学位论文目录第一章绪论弓量子点制备技术的研究进展量子点旳物理制备技术量子点的化学制备技术多层量子点的研究进展本课题的来源和主要研宄内容本课题的来源本论文的主要研究内容本论文的特色和创新点第二章实验概述实验仪器简介超高真空离子束溅射仪去离子水机仪器操作流程正交试验法简介样品表征仪器简介拉曼光谱仪（原子力显微镜（光致发光谱（第三章单双层

5、量子点的研宄及其优化弓言实验过程目录结果与讨论单层量子点较优参数的选取隔离层厚度对双层量子点影响的探宄正交试验的结果与讨论本章小结第四章多层量子点的制备及其光学性能的研宄弓丨胃实验过程结果与讨论三层量子点的形貌分析四层量子点的形貌分析五层量子点的的形貌分析多层量子点光学性能的研宄本章小结第五章总结与展望总结附录攻读硕士期间发表论文、主持项目和获得的奖励觀第一章绪论第一章餅引言几十年来，研究人员一直探究在桂片上将发光器件或红外探测器件与已有的微电子器件集成的方法。如果能够成功获得这一技术，将对光电探测、计算机、通讯、显示及其它相关的领域产生深远的影响低维材料由于与基兼容，理论上能够实

6、现珪基高效发光与红外光电响应，己成为材料科学研究的热点。半导体量子点最基本的物理特征是对材料中能够实现光电功能的电子波函数的三维限制，通常其限制尺度应当小于载流子的相干长度，也就是小于相应材料的德布罗意波长。小于对应材料的德布罗意波长的半导体量子点通常表现出强烈的量子限制效应。因此半导体量子点在光电子领域具有一定的应用潜力。又因为量子点具有独特的光电性能，在基电子器件与光电器件上具有潜在的应用价值更是成为了研宄热点。那么量子点的研究进展我们进行了如下调研。子点制备技术的研舰展半导体低维结构由于量子限制效应而表现出许多独特的光、电特性，成为人们研究的热点，尤其是第族半导体材料制成的纳

7、米材料，如硅（、锗（自年等°第一次报道了量子点的光致发光特性就激起了人们对其基本原理与制备技术的兴趣。与在第族元素中占主导地位的相比，具有带隙窄、载流子迁移率高、电子和空穴的有效质量小、介电常数大等特点，尤其是在电荷存储、红外光学和光电子方面的应用激励着人们对其积极探索〗。另外，在环境影响方面，与含有、、或的纳米粒子相比，纳米粒子无毒性，它也是较佳选择‘〗。而且，使用基于能带工程的异质结构来实现新的功能器件以弥补常规器件的不足，引起了人们的极大兴趣。但是如何获得尺寸、