离子束溅射Ge量子点的应变调制生长

采用离子束溅射技术制备了单层和双层Ge量子点, 通过原子力显微镜对比了不同Si隔离层厚度和不同掩埋量子点密度情况下表层量子点的尺寸和形貌差异, 系统研究了掩埋Ge量子点产生的应变对表层量子点的浸润层及形核的影响, 并用埋置应变模型对其进行解释. 实验结果表明, 覆盖Ge量子点的Si隔离层中分布着的应变场, 导致表层量子点浸润层厚度的降低, 从而增大点的体积; 应变强度随隔离层厚度的减小而增加, 造成表层量子点形状和尺寸的变化; 此外, 应变还调控了表层量子点的空间分布. 关键词： Ge量子点 埋层应变 离子束溅射     

高速率沉积磁控溅射技术制备Ge点的退火生长研究

采用磁控溅射技术在Si衬底上以350?C沉积14 nm的非晶Ge薄膜,通过退火改变系统生长热能,实现了低维Ge/Si点的生长.利用原子力显微镜(AFM)和拉曼(Raman)光谱所获得的形貌和声子振动信息,对Ge点的形成机理和演变规律进行了研究.实验结果表明:在675?C退火30 min后,非晶Ge薄膜转变为密度高达8.5×109cm-2的Ge点.通过Ostwald熟化理论、表面扩散模型和对激活能的计算,很好地解释了退火过程中,Ge原子在Si表面迁移、最终形成纳米点的行为.研究结果表明用高速沉积磁控溅射配合热退火制备Ge/Si纳米点的方法,可为自组织量子点生长实验提供一定的理论支撑.     

绝缘氧化层上自离子注入Si薄膜W线发光性能的调控

对SOI基片上的Si薄膜进行了一系列Si⁺自注入和热退火的改性实验,并利用低温光致发光(PL)光谱对这些Si薄膜样品的发光性能进行了测试. 在这些SOI样品的PL光谱中观察到了丰富的光学结构,包括D₁,D₂,D₃,X以及异常尖锐的W线. 通过对比在同等光谱测试条件下的W线归一化强度,获得了针对SOI基片发射W线较为理想的自注入和热退火参数. 同时,还对D系列发光峰以及W线的缺陷起源和光学性质进行了很好的讨论. 关键词： SOI结构 自离子注入 W线 近红外发光器件     

两步法溅射中缓冲层厚度对Ge薄膜质量的影响

采用低温缓冲层技术制备Ge薄膜,利用AFM和Raman光谱研究缓冲层厚度对低温Ge缓冲层残余应变弛豫的影响.实验结果显示:随着缓冲层厚度的增加,残余应变弛豫度增大.在30 nm厚的低温Ge缓冲层上生长800nm厚的Ge外延层.Ge薄膜具有良好的结晶性,表面粗糙度RMS为2.06 nm.     

Ge在Si(100)-2×1表面化学吸附的第一性原理研究

应用密度泛函理论,构造了具有非对称二聚体结构的Si(100)-2×1重构表面,在系统研究了其表面结构及特性的基础上,计算了Ge在不同吸附位置的表面吸附能,以及吸附前后的表面投影态密度.计算结果表明:Ge原子在基位(pedestal)吸附最稳定.另外,在吸附Ge原子之后,我们得到了一个具有完整对称性的特殊Si原子二聚体结构.此结构中相邻的两个二聚体链互相平行且分别与Si表面平行,每对二聚体Si原子呈对称分布.     

硅离子注入SOI晶片中发光研究

本文报道了通过500 keV从1013cm-2到3×1014cm-2的不同剂量的28Si离子自注入技术,结合不同温区退火,在SOI晶片中引入一系列发光中心(X,W,R,D4,D3,D2和D1中心)研究。采用光致发光测量表征,分别研究了退火温度、注入剂量以及测试温度对样品光学性质的影响。研究发现,W线的最佳退火温度大约为275℃,注入剂量为1013cm-2量级;R线发光强度最大时需要的注入剂量为3×1013cm-2,退火温度为700℃;与体Si晶体不同,离子注入SOI晶片内仅在275℃的低温退火3 min,在1013cm-2小剂量样品的PL谱中也观察到D1和D2带。本研究结果为硅基红外光电器件的探索奠定了基础。