分子束外延生长过程中GaAs(001)表面铝液滴的扩散成核过程
2021-03-24黄延彬罗子江李志宏李耳士
蒋 冲,王 一,丁 召,黄延彬,罗子江,李志宏,李耳士,郭 祥
(1.贵州大学大数据与信息工程学院,贵阳 550025;2.贵州省微纳电子与软件技术重点实验室,贵阳 550025; 3.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心,贵阳 550025;4.贵州财经大学信息学院,贵阳 550025)
0 引 言
近年来,由于低维半导体系统的量子约束效应能够有效增强器件的光电子性能,低维半导体材料被广泛用于设计与制作纳米量级电子器件[1-4],特别是基于GaAs衬底制备量子点(quantum dots, QDs)、量子环、量子双环等纳米结构受到了广泛的关注和研究[4-8]。在众多低维纳米材料制备方法中,液滴外延是一种可控性好、操作简单、对晶格匹配系统和晶格失配系统都具有良好适应性的生长方法[9-13],常用于半导体纳米结构的制备。对基于液滴外延法制备的量子材料而言,其性能主要取决于纳米结构的密度和几何形状,例如环状纳米结构的光学性能与量子环高度密切相关,其光致发光强度随着量子环高度增加而降低[14]。在低维纳米材料制备过程中,其几何结构与密度严格受控于分子束流大小、沉积温度、沉积量等实验工艺参数。
当前,国内外利用金属镓液滴和铟液滴在GaAs表面形成纳米结构的研究已有大量报道,且对金属镓和铟原子在表面的扩散、成核以及熟化等分子动力学过程已进行系统研究[14-19]。虽然GaAs/AlGaAs多量子阱结构得到了广泛的研究[20-25],例如, Mantovani等[20]使用液滴外延法制备了低密度GaAs/AlGaAs量子点,并发现其具有高光致发光效率。Mano等[21]自主装制备均匀性好、高密度GaAs/AlGaAs量子点,其表现出较窄的光致发光谱,可用于制备量子点激光器。……
