图案衬底上量子点和液滴外延下量子环生长机制理论研究

半导体量子点和量子环是在半导体光电子、微电子、量子调控等领域均有重要应用的低维半导体材料。目前，控制量子点的形貌、组份、排布和制备新型的量子环结构已成为国内外研究的热点。本课题拟采用热力学和动力学相结合，并考虑纳米尺度下的量子特性的影响，揭示量子点和量子环形成生长的物理机制。主要针对当前两种广泛关注的实验方法-图案衬底制备有序量子点和液滴外延制备量子环－展开系统研究。通过热力学和动力学研究衬底表面几何形貌对量子点的形貌、组份和排布的影响，阐明图案衬底控制量子点生长的物理机制；通过对液滴外延生长过程的研究，构建和完善量子环形成机制的物理模型，揭示实验条件对量子环形状控制的基本关系。通过系统的理论研究，为实验上控制量子点和量子环生长提供理论依据和设计指导。

本项目采用热力学和动力学相结合的方法，对图案衬底上的半导体量子点自组装生长和液滴外延制备量子环开展系统的理论研究。主要取得的研究成果表现在：（1）构建了解析的理论模型计算纳米材料的表面能和结合能；（2）构建了热力学模型研究图案衬底上和纳米线表面半导体量子点外延生长的物理机制；（3）建立了热动力学模型研究液滴外延制备量子环和纳米孔过程的物理机制。在本项目的资助下，在Nanoscale, Nanotechnology, Physical Chemistry Chemical Physics, Journal of Applied Physics等知名学术期刊发表SCI论文9篇，其中1篇综述文章发表在国际材料科学领域权威综述刊物Progress in Materials Science上。