【摘要】：近幾年來(lái),量子環(huán)由于其獨(dú)特的物理性質(zhì)受到了物理學(xué)家的廣泛關(guān)注。在同心量子環(huán)中,由于選擇規(guī)則的作用,不同角動(dòng)量狀態(tài)間的電荷隧穿被強(qiáng)抑制。同心量子環(huán)可以有效的耦合直接和間接激子,所以同心圓量子環(huán)可以被應(yīng)用于半導(dǎo)體量子計(jì)算器件的研究中。量子環(huán)的物理性質(zhì)與其形貌有著很大的聯(lián)系,激子的能量的色散關(guān)系就隨環(huán)半徑的不同而不同。本文主要研究了二步升溫法制備量子雙環(huán)工藝;三步升溫法制備量子三環(huán)工藝;Ga液滴的沉積量、沉積速率和晶化As壓對(duì)量子雙環(huán)的影響以及As壓和生長(zhǎng)溫度對(duì)量子三環(huán)的影響。二步升溫法制備量子雙環(huán):首先關(guān)閉As閥在襯底溫度下沉積Ga液滴,將襯底溫度降到,在As等效束流壓強(qiáng)為Pa的條件下晶化20s;襯底溫度由升至,在同樣的As等效束流壓強(qiáng)下晶化10分鐘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明二步升溫法可以制備量子雙環(huán)。對(duì)生長(zhǎng)條件的探究表明,隨著Ga原子沉積量的增加,量子雙環(huán)的內(nèi)外環(huán)直徑變大,內(nèi)環(huán)高度變高,外環(huán)高度降低;隨著Ga原子沉積速率的增加,量子雙環(huán)的內(nèi)外環(huán)直徑變小,內(nèi)環(huán)高度變低,外環(huán)高度升高,量子雙環(huán)密度增大。在本文中解釋了造成這些現(xiàn)象的原因。三步升溫法制備量子三環(huán):第一步,襯底溫度降至,在零As壓下沉積的Ga液滴;第二步,襯底溫度由降至,在As等效束流壓強(qiáng)為Pa的條件下晶化20s;第三步,關(guān)閉As閥門(mén),襯底溫度由升至,在同樣的As等效束流壓強(qiáng)下晶化20s。第四步,關(guān)閉As閥門(mén),溫度升高到,待溫度達(dá)到后打開(kāi)As閥,在同樣的As等效束流壓強(qiáng)下晶化10 min。實(shí)驗(yàn)表明隨著As束流的增加最終的納米結(jié)構(gòu)由雙環(huán)變?yōu)槿h(huán)最后變?yōu)閱苇h(huán)。溫度的增加使得三環(huán)形貌更加明顯,環(huán)直徑增加,環(huán)高降低。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)相鄰生長(zhǎng)溫度溫差很大時(shí),會(huì)形成量子四環(huán)。本文分析了了造成這些現(xiàn)象的原因,并給出了三環(huán)和四環(huán)的成環(huán)機(jī)制。
【圖文】：

即是除了三維體材料以外的二維、一維和零維材料。如圖1.1 顯示[2]了低維半導(dǎo)體材料及體材料的結(jié)構(gòu)示意圖及狀態(tài)密度函數(shù)。二維材料如量子阱，其載流子的運(yùn)動(dòng)被限制在單一方向上，而在另兩個(gè)方向（如 x，y 方向）上自由運(yùn)動(dòng)；一維材料如量子線，載流子在兩個(gè)方向上受限，只在一個(gè)方向上自由運(yùn)動(dòng)；零維材料例如量子點(diǎn)則是在三個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)都受到限制。1.3 外延生長(zhǎng)理論外延生長(zhǎng)過(guò)程一般是在固體襯底的表面上沉積氣相原子，原子在表面上遷移，脫附，吸附，外延生長(zhǎng)成一層新的材料，而另一部分原子脫離表面，重新回到生長(zhǎng)室中，整個(gè)外延生長(zhǎng)過(guò)程是一個(gè)非平衡的過(guò)程。由于外延層材料和襯底材料在晶格常數(shù)、界面能和表面能等參數(shù)上存在較大的差異，并且溫度在外延材料的生

圖 1.3 S-K 模式中沉積量與應(yīng)力的關(guān)系的 A 點(diǎn)我們稱(chēng)之 S-K 轉(zhuǎn)變點(diǎn)，而所對(duì)應(yīng)的外延材料厚的大小是由外延材料與襯底材料之間的晶格失配度的chi[3]等人提出在晶格匹配系統(tǒng)中提出了一種新型外延oplet epitaxy, DE)技術(shù)，液滴外延法不依賴(lài)于表面應(yīng)力系統(tǒng)也適用于晶格匹配材料系統(tǒng)。液滴外延法被廣泛長(zhǎng)中。液滴外延法制備 III-V 族半導(dǎo)體材料納米結(jié)構(gòu)設(shè)備中，以層狀的生長(zhǎng)方式長(zhǎng)出 III-V 族緩沖層，在沉積完成后在提供Ⅴ族分子。Ⅲ族液滴相當(dāng)于一個(gè)反在反應(yīng)室中結(jié)合，根據(jù)生長(zhǎng)條件的不同產(chǎn)生不同的納在分子束外延系統(tǒng)中利用液滴外延法生長(zhǎng)出了 GaAs 量子環(huán)。2014 年，Christian Heyn[5]利用以 Ga 液滴為刻
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN304

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本文編號(hào)：2630655