本論文主要利用透射電子顯微學(xué)對包埋于二氧化硅基質(zhì)中的鍺納米晶及納米孔洞進(jìn)行了研究。主要圍繞不同退火時間以及鉺離子、硅離子與鍺離子共注入對鍺納米晶與納米孔洞的分布以及微觀結(jié)構(gòu)的影響展開研究。本論文分為四章。第一章,對半導(dǎo)體納米材料的基本特性、特殊性能以及應(yīng)用進(jìn)行了綜述。第二章,介紹了制備半導(dǎo)體納米晶的離子注入法以及用于表征納米晶的透射電子顯微學(xué)。第三章,通過將鍺離子注入到二氧化硅基質(zhì)中,經(jīng)過1000 ~oC的退火過程后制備得到鍺納米晶。利用高分辨透射顯微鏡表征了所形成的鍺納米晶的形態(tài)以及隨退火時間變化而引起的分布變化。證明了納米孔洞形成能夠釋放鍺納米晶中由二氧化硅基質(zhì)引起的應(yīng)力。一些鍺納米晶位于納米孔洞內(nèi)部,并且可以通過納米孔洞輔助擴(kuò)散的機(jī)制進(jìn)入注入層。這可以解釋鍺納米晶空間分布的不均勻性。第四章,利用離子注入法分別制備了鍺離子注入,硅離子和鍺離子共注入以及鉺離子、硅離子和鍺離子共注入的納米晶。利用高分辨透射顯微鏡表征了所形成的納米晶的形態(tài)以及微觀結(jié)構(gòu)。研究表明,在二氧化硅基質(zhì)引入額外的硅離子能夠降低鍺納米晶中鍺原子的向外擴(kuò)散,抑制了納米孔洞的形成。并且通過注入鉺離子能夠抑制鍺納米晶通過奧斯特瓦爾德熟化機(jī)制長大,使得鍺納米晶尺寸較為均勻。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1;TN304
【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第一章 緒論
    1.1 半導(dǎo)體納米材料的基本特性
        1.1.1 表面效應(yīng)
        1.1.2 小尺寸效應(yīng)
        1.1.3 量子尺寸效應(yīng)
        1.1.4 宏觀量子隧道效應(yīng)
    1.2 半導(dǎo)體納米材料物理特質(zhì)
        1.2.1 電學(xué)性質(zhì)
        1.2.2 光學(xué)性質(zhì)
        1.2.3 發(fā)光性質(zhì)
    1.3 半導(dǎo)體納米材料的應(yīng)用
        1.3.1 催化領(lǐng)域
        1.3.2 傳感器領(lǐng)域
        1.3.3 太陽能電池領(lǐng)域
    1.4 本論文研究的主要內(nèi)容和意義
第二章 半導(dǎo)體納米晶的制備和表征
    2.1 離子注入法
    2.2 半導(dǎo)體納米晶的表征
        2.2.1 選區(qū)電子衍射
        2.2.2 電子能量損失譜
        2.2.3 高分辨電子顯微學(xué)
第三章 納米孔洞對鍺納米晶微觀結(jié)構(gòu)及向外擴(kuò)散的影響
    3.1 研究背景
    3.2 實驗方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 鍺納米晶的形成
        3.3.2 鍺納米晶的微觀結(jié)構(gòu)及納米孔洞的形成
        3.3.3 鍺納米晶的不均勻分布
    3.4 小結(jié)
第四章 鉺離子、硅離子與鍺離子共注入對鍺納米晶的微觀結(jié)構(gòu)及向外擴(kuò)散的影響
    4.1 研究背景
    4.2 實驗方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 納米晶在二氧化硅基質(zhì)中的分布
        4.3.2 鉺離子、硅離子與鍺離子共注入對于鍺納米晶及納米孔洞的影響
        4.3.3 鉺離子、硅離子與鍺離子共注入對于鍺納米晶微觀結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    一、本論文主要的研究成果與結(jié)論
    二、后續(xù)工作建議及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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1 游草風(fēng);盧鐵城;胡又文;陳青云;敦少博;胡強(qiáng);范立偉;張松寶;唐彬;代君龍;;Ga摻雜~(70)Ge納米晶的制備與研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年03期

本文編號：2891111