本文采用聚苯乙烯(PS)納米球刻蝕技術(NSL)聯(lián)合離子束濺射技術,在Si基納米坑型圖形襯底上濺射制備有序Ge/Si納米結構。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)對有序納米結構表面形貌進行表征,利用光致發(fā)光光譜(PL)及熒光分光光度計對有序納米結構光學性質研究。在原有的Langmuir-Blodgett(LB)法制備納米球薄膜基礎上,進一步優(yōu)化實驗操作以促進PS納米球自組織在去離子水表面排列成薄膜結構,如配制全新的PS納米球懸浮液,對去離子水進行表面活性劑(SDS)預處理等。KOH溶液對Si基襯底的各向異性刻蝕處理過程置于超聲環(huán)境中,減少了刻蝕過程中的非人為影響因素。采用離子束濺射設備,在Si基圖形襯底上濺射制備有序Si納米團簇。運用動力學理論,對有序Si納米團簇生長機理進行分析,圖形襯底表面不同位置因曲率不同導致化學勢的不同,促使原子從高化學勢位置(納米坑邊緣區(qū)域)向低化學勢(納米坑底區(qū)域)位置遷移。在室溫條件下作樣品的可見發(fā)光光譜研究,其發(fā)光來源于禁帶中高密度的輻射復合缺陷態(tài)(O缺陷,Si缺陷)及來自Si納米團簇的量子點效應。采用離子束濺射設備,在Si基圖形襯底濺射...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 Si襯底上制備有序PS納米球薄膜的方法
        1.2.1 LB法
        1.2.2 空氣-水界面漂浮法
        1.2.3 渦旋表面法
        1.2.4 旋涂法
    1.3 Si基坑型圖形襯底上有序Ge/Si納米結構的制備
        1.3.1 Si基坑型圖形襯底的制備
        1.3.2 二維有序Ge/Si量子點的制備
        1.3.3 三維有序Ge/Si量子點的制備
        1.3.4 有序Ge/Si納米環(huán)的制備
    1.4 Si基納米柱圖形襯底上制備有序Ge/Si納米結構
        1.4.1 Si基柱型圖形襯底的制備
        1.4.2 有序Ge/Si量子點分子的制備
    1.5 有序Ge量子點光學性質優(yōu)勢
    1.6 本課題的來源和論文主要研究內容
        1.6.1 本課題來源
        1.6.2 本論文的主要研究內容
    1.7 本論文工作特色和亮點
第二章 實驗概述與表征方法
    2.1 實驗整體方案
    2.2 實驗儀器簡介
        2.2.1 離子束濺射設備
        2.2.2 去離子水機
        2.2.3 其他基片清洗輔助設備
        2.2.4 儀器操作及樣品清洗過程
    2.3 納米球刻蝕技術
    2.4 樣品表征儀器簡介
        2.4.1 原子力顯微鏡
        2.4.2 掃描電子顯微鏡
        2.4.3 拉曼光譜儀
        2.4.4 光致發(fā)光
第三章 NSL優(yōu)化及有序Si納米團簇制備
    3.1 引言
    3.2 實驗過程
        3.2.1 優(yōu)化納米球排版實驗
        3.2.2 Si基納米坑圖形襯底的制備
        3.2.3 Si基圖形襯底上濺射生長有序Si納米團簇
    3.3 結果與討論
        3.3.1 表面形貌分析
        3.3.2 生長機理分析
    3.4 光學性質表征
    3.5 本章小結
第四章 有序Ge/Si量子點制備及光學性質研究
    4.1 引言
    4.2 實驗方法
        4.2.1 正交試驗法
        4.2.2 實驗過程
    4.3 結果與討論
        4.3.1 表面形貌分析
        4.3.2 量子點成核機理及分析
    4.4 光學性質表征
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 研究工作取得的主要結果
    5.2 后續(xù)研究展望
參考文獻
附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和獲得的獎勵
    攻讀碩士期間發(fā)表的論文
    攻讀碩士期間申請的發(fā)明專利
    攻讀碩士期間主持的項目
    攻讀碩士期間獲得的獎勵
致謝



本文編號：3816339