InAs/GaAs量子点生长中应力分析
2013-10-24杨园静涂洁磊
文山学院学报 2013年3期
杨园静,涂洁磊,李 雷,3,姚 丽,4
(1.文山学院 数理系,云南 文山 663000;2.云南师范大学 太阳能研究所,云南 昆明 650092;3.楚雄师范学院 物理与电子科学系,云南 楚雄 675000;4.大理学院 电子工程及自动化系,云南 大理 671000)
在理想量子点生长中,首先,浸润层中出现弹性变形的应力生长,最终形成了共格和无缺陷的小岛,即量子点。影响量子点生长的因素包括环境条件和生长条件。环境条件是指客观的、不可改变的作用,如外延层与衬底晶格常数、超晶格结构、生长台面偏角、衬底掺杂剂等,这些条件决定了生长过程中外延层所受到应变作用,决定了量子点的生长形貌和特性;生长条件主要指生长温度、生长速率、Ⅴ/Ⅲ比和盖层制作等可以调节或改变的因素,它们通过外延层的表面能、扩散能等,实现对量子点生长形貌进行作用[1]。
InAs(InGaAs)/GaA系统中,InAs和GaA的晶格常数分别为6.058和5.653nm,失陪度小于7%,属于典型的SK模式生长。研究表明,外延层InAs受到应变作用,决定了外延层生长从二维(2D)层状生长向三维(3D)岛状生长转变及临界厚度;应力决定了量子点的有序生长;还决定了从岛状无缺陷生长到出现缺陷生长的应力积累过程,最终产生缺陷,以释放应力,转变为多晶生长。
量子点生长中,外延层生长所受应变作用十分复杂,导致量子点的形貌各不相同,应变作用贯穿了生长的整个过程。外延层对量子点应变作用调节,主要通过两方面来实现:调节生长面,改变对侵润层生长面应力;生长时,调节应变层In和Ga的组分,通过改变晶格常数,调节对外延应力。……
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