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首页> 中文会议>第十届全国分子束外延学术会议 >三维GeSi量子点晶体及单双GeSi量子点的可控生长

三维GeSi量子点晶体及单双GeSi量子点的可控生长

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摘要

在量子点领域近些年的研究工作中，研究人员们主要关心两个方面的问题。一是由多个近邻耦合量子点所组成的量子点系综的物理性质，并探索基于这些耦合量子点系综的可能器件应用。二是单个量子点的光学、电学特性及其可能的器件应用。除以上两个方面外，已有的研究结果表明，一个由两个近邻耦合的量子点所组成的"双量子点"体系具有丰富的物理特性及巨大的应用潜力。在双量子点体系的电学输运测量中，人们发现存在双电子白旋单态(singlet)、三态(triple功传输效应，该效应可以作为研制基于二进制量子位的量子计算机的基础。然而截至目前，在以上三个方面的研究中，都存在着样品制备困难的问题。本文主要集中在解决以上所提的三方面研究所面临的材料制备的困难，并对近邻耦合量子点系综的光学性质进行了测试表征。利用纳米微球刻蚀技术，在硅基底上制备出大面积有序的倒金字塔状纳米凹坑阵列。在这种图形衬底上，利用分子束外延技术，成功生长出了三维有序、紧密近邻的小尺寸GeSi量子点阵列(即三维量子点晶体)。光致发光测试表明，三维量子点晶体具有与传统量子点超晶格明显不同的发光特征，且发光效率较传统量子点超晶格有很大提高。另外，利用电了束曝光和反应离了刻蚀技术，通过精确设计，制备出了具有不同横向拉仲比例的长方形纳米孔阵列。这种纳米孔阵列上，利用分子束外延成功生长出了GeSi单量子点与双量子点结构。其中单量子点阵列的横向周期可以控制到无限大。而双量子点结构的两个量子点之间的问距也可以进行精确的调控。系统研究了GeSi双量子点结构随着硅缓冲层温度及Ge沉积量的演化，实现了具有不同间距的双量子点结构的制备，对单双量子点的生长机理也做出了阐述。基于这些单双量子点的光电器件加工及光电特性测试都在进行之中。

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