Ge和SiGe量子点的生长、结构表征及发光特性研究

在适当的临界生长条件下得到均匀性很好的Ge量子点，其尺寸均匀性为±3%，为至今国际上报道的最好值。在国内首次开展掠入射X线衍射实验，并利用北京同步辐射光源测量了Si（001）衬底上自组织生长量子点的组分和应变，发现形成的量子点为Ge组分为0.55并且约50%应变驰豫的合金量子点。此外，在掠入射衍射时首次在Si（220）衬底峰的高角处观察到一个峰，对应于生长平面方向上-0.8%的晶格压缩，为量子点形成时在量子点周围硅的近表面区（≤100A）张起的压变区的衍射所致。实验上直接证实成岛生长时将在硅中引入应变，畸变的硅初底（张应变区）反过来部分驰豫量子点中的应变。利用TEM观察也发现有大量的衬底硅原子迁移到量子点中，指出除了成岛和失配位错的形成，合金化为失配应变驰豫的另一途径，对经典的S-K生长模型提出了新的看法。