导读:本文包含了锗硅量子点论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:TiO_2薄膜,锗,硅,量子点掺杂
锗硅量子点论文文献综述
李小青[1]（2012）在《锗、硅量子点掺杂二氧化钛复合纳米薄膜材料制备及其表征》一文中研究指出二氧化钛(TiO_2)作为一种无毒、化学性质稳定、廉价的半导体,逐步成为太阳能电池材料研究的热点。但是TiO_2禁带宽度较大(E_g = 3.0-3.2 eV),只能吸收占太阳光谱大约4%的紫外辐射,同时,光生电子和空穴复合几率较高,导致TiO_2的光生载流子利用效率较低。为了解决这一问题,本文采用锗(Ge)、硅(Si)量子点对TiO_2纳米薄膜进行掺杂改性,缩小了它的带隙,显着增加其对太阳光的吸收和利用,有望在新一代太阳能电池中得到应用。本文采用离子束溅射法制备了Ge和Si单量子点和双量子点掺杂的TiO_2薄膜,并使用离子注入技术制备了Si量子点掺杂TiO_2薄膜。采用SEM、TEM、XRD、XPS及UV-vis等分析测试方法对掺杂薄膜进行了表征。TEM结果表明,采用离子束溅射方法制备的Ge、Si单一掺杂以及Ge、Si共掺杂TiO_2纳米薄膜中,Ge、Si以量子点形式存在于非晶态TiO_2薄膜中,Ge、Si量子点分布密度高,且尺寸均一。XRD结果表明TiO_2薄膜600℃退火下结晶性最好,随着Ge掺杂量的增加,Ge量子点掺杂的TiO_2薄膜中的Ge晶体结晶性越来越好;XPS研究了量子点掺杂的TiO_2纳米复合薄膜表面化学态及价键状态,结果表明Ge、Si以单质形式存在于非晶态的TiO_2薄膜中。通过AFM观察了掺杂薄膜中锗量子点的形成过程,证明量子点以S-K模式生长。离子束溅射法制备的Ge、Si单量子点掺杂以及Ge、Si双量子点共掺杂TiO_2纳米复合薄膜较纯TiO_2薄膜紫外可见收性能有着很大的提高,吸收边明显红移,其中双量子点掺杂TiO_2薄膜的禁带宽度减小到1.31 eV。采用硅离子注入的方法同样获得了Si量子点掺杂的二氧化钛薄膜,其紫外可见吸收优于未掺杂TiO_2薄膜,吸收边明显红移,禁带宽度降至1.89 eV。本研究丰富了TiO_2薄膜的掺杂改性研究,为今后太阳能TiO_2薄膜电池研究提供了有价值的参考。(本文来源于《天津大学》期刊2012-06-30）
楼曹鑫,丁澜,马锡英,黄仕华[2]（2011）在《锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究》一文中研究指出研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、叁维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显着增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。(本文来源于《苏州科技学院学报(自然科学版)》期刊2011年04期）
蔡其佳[3]（2010）在《锗硅量子点的制备及退火特性研究》一文中研究指出本文主要对锗硅量子点的制备及性质进行了研究。本文研究了通过图形衬底制备量子点的生长方式,并研究了生长参数和衬底条件对量子点形貌的影响。同时,本文还研究了退火温度对量子点物理性质的影响,并通过光电流谱对量子点的能级结构进行了研究。本文研究了在图形衬底上制备量子点的方法及其形貌表征。我们通过两种手段：EBL和排列PS小球,采用湿法和干法腐蚀工艺,成功制备了图形衬底,并在EBL图形衬底上生长出环形排布量子点结构。同时,本文还研究了图形衬底、缓冲层厚度、锗沉积量等因素对量子点形貌的影响。其中,平衬底及去除氧化层的图形衬底都不能得到规则的量子点排布结构；更多的锗沉积量将导致环形排布结构的消失,并且呈现出“碟状”结构；而更厚的缓冲层厚度,也同样影响了量子点形貌,不仅出现“碟状”结构,还出现量子点排列在四个方位的情况。此外,我们还发现缺陷的存在,也极大的影响了量子点的生长及排列。这些都能用量子点生长的应变机制进行很好的解释。本文还研究了退火过程及退火温度对量子点物理性质的影响。通过研究发现,无退火的量子点并没有明显增强样品在红外区域的光电流响应,而退火后则明显增强了响应信号。同时,当退火温度超过800度后,量子点样品的红外光电流响应反而减小了。通过对退火后量子点特性深入的研究,我们发现退火主要使量子点发生了叁个变化：缺陷的减少；锗硅互扩散：应变弛豫。通过讨论,我们解释了光电流谱蓝移的变化原因：锗硅互扩散及应变弛豫双重作用下,导致量子点合金禁带宽度的变宽。最后,我们还对量子点内部能级结构进行了研究。我们发现量子点内部存在至少两个能级,其中基态能级和价带的能量差约为0.347eV,而第一激发态和基态的能级差约为48meV。(本文来源于《复旦大学》期刊2010-05-18）
陈培炫[4]（2009）在《图案硅衬底上锗硅量子点生长》一文中研究指出本文研究了一种新型的周期可控的大面积坑形硅图案衬底的制备方法。首先利用自组装方法在疏水硅(001)表面排列出单层有序密排列的聚苯乙烯纳米球薄膜,纳米球的直径范围为1.6微米至10纳米。然后以纳米球薄膜为模板喷金,结合金对硅的催化氧化,在硅片表面形成网格状的金-氧化硅模板。在去除聚苯乙烯纳米球之后,利用氢氧化钾对硅的各向异性腐蚀,在硅片表面形成二维有序的坑形衬底图案,图案周期等于聚苯乙烯球的直径。通过调节所用聚苯乙烯球的尺寸,可以相应调节图案周期从数微米至100纳米以下。同时,通过调节硅片化学腐蚀的参数,可以调控图案坑形的形貌。由此制作的坑形图案衬底上用分子束外延系统生长锗硅量子点,可以实现对锗硅量子点成核位置的控制。此外,我们研究了温度对坑形图案衬底上锗硅量子点上生长的影响。不同温度下对应着叁种不同的生长情况:(ⅰ)低温下的动力受限生长;(ⅱ)中间适当温度下有序量子点的生长;(ⅲ)高温下无序量子点的生长。本文从动力学角度定性的解释了不同温度下量子点的生长情况。此定性解释可以作为优化图案衬底上有序量子点生长参数的参考依据。(本文来源于《复旦大学》期刊2009-05-30）
张生利[5]（2009）在《单个锗硅量子点和量子环的电学性质及其组分分布的研究》一文中研究指出本论文主要通过扫描探针显微镜对分子束外延自组织生长的单个GeSi量子点和量子环的电学性质进行研究,结合单个量子点和量子环的组分分布,探讨了单个量子点和量子环的导电分布机理。主要结果如下:1、使用导电原子力显微镜(CAFM)研究了GeSi量子点在覆盖Si形成量子环的过程中其导电性质的变化。当未覆盖Si时,量子点呈现球冠形,其电导分布呈环状,在量子点侧面的导电性比其顶部要好得多,并且一些量子点的导电分布呈非中心对称。当Si覆盖层厚度为0.32 nm时,量子点形状由球冠形转变为{105}面的金字塔形,其导电分布为十字形,棱边强、侧面弱。当Si覆盖层厚度为2 nm时,量子点形状完全转变为量子环,其导电分布为环状,量子环中心不导电。通过与AFM联合选择性化学腐蚀的方法得到的组分分布相对比可知:球冠形量子点的导电主要由组分决定并受到形貌的影响,金字塔形量子点的导电分布主要由组分以及棱边上的电场增强效应决定。对量子环而言,组分分布对导电分布影响不大,由形貌决定的电子结构可能对其导电分布起主要作用。2、对通过选择性化学腐蚀得到的不同Ge组分含量的量子环的电流分布图进行测试。结果发现,各种不同组分的量子环均为环状导电分布,与组分无关。参照现有的理论计算的结果,我们提出了量子环的导电机理:量子环的形貌决定其绝热势为环中心高,使得电子基态主要分布在量子环的环形区域,该区域的载流子浓度比其它位置高,使得量子环环形区域的导电性比富Ge的环中心好。SCM结果显示出在环形区域的载流子浓度比环中心高,验证了上述观点。另外从量子环的EFM结果发现,量子环的环形区域在外加电场下更容易感应产生电荷,表明环形区域的电场更大,从而也增加其导电性。3、使用CAFM研究了GeSi量子环在不同压力下的电流分布。电流分布和I-V结果都表明:随着力的增加,量子环和浸润区域的导电性增强;当压力超过一个阈值后量子环上的导电性变差,当压力足够大时浸润区域的导电性会超过量子环上的导电性。原因可能是大压力下测试时量子环磨损严重或者大压力扫描使得量子环被压矮,其形貌发生的变化导致了量子环中的电子态分布也发生改变。而量子点样品表面导电性都随着压力的增加而增大。这可能是由于量子点的高度比量子环大很多,压力变形或者磨损量相对整体高度比例较小,电子态变化微弱。最后,本论文通过对定位技术的描述以及TEM截面抛光工艺的考察提出了未来进一步研究量子点体系微观性质与特征的一些看法。(本文来源于《复旦大学》期刊2009-05-29）
林健晖[6]（2009）在《锗硅量子点的自组织生长和微结构的研究》一文中研究指出以半导体量子点为代表的半导体纳米结构在光电子、微电子和单电子器件领域有重要的应用前景,在硅衬底上自组织生长的GeSi量子点由于与成熟的硅集成电路工艺兼容更具有特殊的意义,是当前的研究热点之一.研究GeSi量子点中的组分和应变分布,有助于理解量子点的结构和物理特性之间的关系,同时也有助于了解量子点的生长机制.我们利用透射电子显微术研究了单个GeSi/Si(001)量子点的组分和应变分布.通过分析GeSi量子点的高分辨透射电子显微镜图像,获得了单个量子点中各处的晶格变化.根据弹性理论和Vergard定律,由晶格常数得到了量子点的组分分布和应变分布.结果显示量子点中心偏顶部区域的Ge组分最高,项部表面的Ge组分较低,底部侧表面的Ge组分最低,其组分分别为0.7,0.6和0.3.量子点中的Si原子是在量子点的生长过程中通过表面扩散而不是界面扩散进入量子点的.量子点中的应变是部分弛豫的,其应变分布为,量子点中间最大,底部比顶部大.量子点中的应变弛豫是通过Si衬底的形变来实现的.在实际器件应用中,Ge/Si量子点往往需要被掩埋在Si材料中.我们研究了初始覆盖Si层的厚度和温度对自组织GeSi/Si(001)量子点形状、大小及其组分和应变的影响.量子点在400℃下覆盖Si层后,形貌均没有变化:在640℃下初始覆盖Si层后,形貌从圆顶演变为由金字塔或棚屋.利用拉曼光谱实验研究量子点在覆盖Si层前后的组分和应变的变化.根据实验结果得到没有覆盖Si层量子点的平均Ge组分和应变分别为0.74和-0.98%;在400℃下覆盖Si层后,量子点里面的组分和应变均没有改变;在640℃下覆盖Si层后,量子点的Ge组分降低和应变增加.覆盖厚度3.2(?)的Si层后,量子点的平均Ge组分和应变分别为0.71和-1.74%;覆盖厚度6.4(?)的Si层后,量子点的平均Ge组分和应变分别为0.69和-1.63%.考虑到体积的变化,量子点总的应变能增大.通过分析,量子点表面能的变化远小于应变能的变化.考虑到量子点下方的衬底应变能的变化,系统(衬底+量子点)的总能量才有可能下降.Si覆盖层在高温下生长,被掩埋量子点的形貌和组分会发生显着变化,从而量子点的物理性质以及周围的应变Si的特性也随着发生明显变化.这不是人们所希望的.降低Si覆盖层的生长温度,可以使得被掩埋量子点的形貌和组分保持不变.然而低温生长的Si覆盖层的晶体质量尤其是随着覆盖层厚度的变化很少被人们关注.这对于利用量子点周围应变Si制作器件而言是一个十分重要的问题.我们利用透射电子显微学研究了GeSi/Si(001)量子点低温Si覆盖层的晶体质量及其随覆盖层厚度的变化.研究结果表明,在温度300℃下,覆盖Si层后量子点的形貌和组分保持不变,然而当Si覆盖层厚度超过一定数值时(20-30 nm),在量子点的正上方产生了层错或者微孪晶等面缺陷,并且这些面缺陷随着覆盖层厚度的增加扩展到样品表面.这一发现对应变Si层的器件应用无疑是值得关注的结果.另外,对于两个靠近的量子点,这种面缺陷在两个量子点的内侧上方优先产生.根据低温生长Si覆盖层中应变能随厚度的变化及其释放定性地解释了这些现象.在量子点上低温生长的Si覆盖层经过高温退火之后,表面会形成与量子点密度和尺寸相近的方坑,通过TEM实验发现每个坑的正下方均有一个量子点.在Si层中,量子点上方区域是应变集中的区域.尽管在低温下覆盖一定厚度的Si层后,在量子点正上方的Si层会形成堆垛层错等面缺陷,但是Si层中依然有较大的残余应变.在高温下,Si原子在应变的驱使下,从应变能高的区域迁移到较低的区域而最终形成了坑.(本文来源于《复旦大学》期刊2009-05-20）
薛菲,刘俊亮[7]（2008）在《高分辨场发射俄歇电子探针研究纳米锗硅量子点结构的表面组分分布》一文中研究指出纳米结构单体组分分布的研究对基础研究及应用探索具有非常重要的意义。应用高分辨场发射俄歇电子能谱和扫描电子束对在550℃和640℃生长温度下分别沉积在硅单晶衬底上的纳米锗硅量子点结构的形貌和表面组分分布进行观察,结果表明:表层分布元素不是纯锗、硅或均匀单一的锗硅合金,而是不均匀分布的锗硅混合物。纳米结构内,元素呈不均匀分布,锗元素富集在中心部位。640℃生长温度下的相同形貌的纳米点结构显示不同的元素分布性质。组分分布的巨大差异是由不同温度下硅向锗中不均匀偏析所致。(本文来源于《表面技术》期刊2008年05期）
王玉柱,贾全杰,陈雨,薛宪营,姜晓明[8]（2008）在《锗硅量子点掠入射小角X射线散射研究》一文中研究指出采用同步辐射X射线对MBE制备的锗硅量子点试样进行了掠入射小角X射线散射(GISAXS,grazing incidence small angle X-ray scattering)研究。根据AFM测量得到的量子点尺寸、形状和间距等参数,采用DWBA理论以及合适的分布函数,利用IsGISAXS程序对一维和二维GISAXS测量结果进行了模拟,模拟结果与实验数据符合很好,表明GISAXS是一种探测锗硅量子点尺寸、形状和分布等结构信息有效的方法。(本文来源于《核技术》期刊2008年04期）
吴荣[9]（2007）在《用导电原子力显微镜研究锗硅量子点和量子环的形貌和电学特性》一文中研究指出以半导体量子点为代表的半导体纳米结构在光电子、微电子和单电子器件领域有着重要的应用前景,在硅衬底上自组织生长的GeSi量子点由于与成熟的硅集成电路工艺兼容而更具有特殊的意义,是当前的研究热点之一。而量子点的量子物理特性是构筑许多纳米电子器件及单电子器件的基础,因而在纳米尺度上研究单个量子点的电学性质极为重要。导电原子力显微镜(CAFM)是近年来发展起来的一种扫描探针显微镜,它能同时得到样品表面纳米尺度的形貌信息和电学信息。因而CAFM可以用来表征单个量子点的微结构及其物理特性,从而为材料的控制生长和应用提供依据。本论文使用CAFM研究了自组织生长的GeSi量子点和GeSi量子环的形貌和电学性质,主要取得了以下结果:1、研究了样品表面的自然氧化物对量子点电学性质的影响。通过分析I-V特性曲线,根据针尖与量子点之间自然氧化物的存在与否将针尖与量子点间的接触分为两种类型:金属—半导体接触和金属—氧化物—半导体接触,它们对应的电流传导机制分别为热电子发射和F-N隧穿。通过对电流分布图像分析获知,电流分布并不随着施加正压力的大小而改变分布特性;同时,电流分布也不随着暴露时间延长而增加的氧化物厚度改变。这就为在大气环境下使用CAFM研究电流分布图像的可靠性提供了基本的依据。2、研究了偏压对CAFM得到的GeSi量子点的电流分布图像影响。在较小的偏压-0.5～-2.0 V内,量子点的电流分布特征保持环状,量子点中心部位的导电性弱于边缘部位。量子点区域的电流值统计表明,其符合对数正态分布函数,遵从正态分布的随机变量的均值I_0和偏压的关系满足F-N隧穿关系:偏压增加至-2.5～-4.0 V范围内,量子点的电流分布特征呈圆盘状,量子点中心的导电性比边缘好。电流值的统计图中显示出多元对数正态分布特征。第一均值I_0和偏压的增长关系符合热电子发射模型,在高偏压下量子点中心电流值出现了饱和现象。通过对量子点电流分布图像的电流值统计数据的对比,发现了随着偏压的增加,量子点的电流传导机制从F-N隧穿向热电子发射转变的过程。3、使用CAFM观察到了GeSi量子点的荷电现象。在量子点的I-V特性曲线中,有明显的电流峰产生,对应的载流子充放电过程速度极快,只能在快速的扫描过程中才能捕获到,因此在一般常规的稳态扫描中观察不到。电流峰的位置和强度等参数是和扫描的速度、方向、电压范围、时间等密切相关。其具体的物理机制是因为空穴被限制在了氧化物/GeSi量子点/Si衬底组成的量子阱中。这是首次观察到单个量子点的荷电现象。4、研究了GeSi量子环的电流分布特征和I-V特性曲线。使用CAFM直观地观察到了随着Si覆盖层的增加,量子点向量子环的转变过程中电流分布的变化特征。随着覆盖层的增加,电流分布从最初的量子点的环状分布特征转变为十字交叉形状,此时对应金字塔结构量子点;当覆盖层加厚,量子点形貌为mound时,电流分布特征不明显;继续增加覆盖层至量子环形成,其电流分布特征与形貌对应呈环状,且量子环环状电流分布的特征并不随着外加电压的增加而变化。量子环上的I-V特性曲线呈现出明显的共振隧穿特性,这是由于空穴在应变诱导的量子环势场的平面间的隧穿造成的。这是首次在室温条件下观察到量子环结构的共振隧穿现象。(本文来源于《复旦大学》期刊2007-05-28）
秦捷,蒋最敏,王迅[10]（1998）在《自组织生长锗硅量子点及其特性》一文中研究指出半导体量子点的研究是当今物理学研究的热点之一．文章阐述了锗硅量子点自组织生长方法的基本原理和技术，并介绍了所制备的量子点材料的形貌结构、光学特性、电学特性及今后的发展方向．(本文来源于《物理》期刊1998年06期）
锗硅量子点论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
研究了锗(Ge)量子点薄膜表面形貌随退火温度的变化及其相应的电学特性。以锗烷为主要反应气体,应用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)在300℃温度、p-硅(100)基片上沉积了锗量子点薄膜,然后分别在400℃、500℃、600℃温度下退火。应用原子力显微镜(AFM)系统地观察了锗量子点薄膜的二维、叁维图像,发现原位生长的锗量子点尺寸起伏大、薄膜表面比较粗糙。退火后,锗量子点分布趋于均匀,并且随退火温度的升高,量子点呈一定的取向排列,表面变得平整。通过电流-电压(I-V)和电容-电压(C-V)测试,发现锗量子点薄膜具有良好的电学特性。随退火温度的升高,电流、电容显着增大,漏电流减小,说明退火后,锗量子点薄膜晶界和粗糙度减小,使样品的表面、界面特性更好。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
锗硅量子点论文参考文献
[1].李小青.锗、硅量子点掺杂二氧化钛复合纳米薄膜材料制备及其表征[D].天津大学.2012
[2].楼曹鑫,丁澜,马锡英,黄仕华.锗/硅量子点形貌随退火温度的变化与电学特性研究[J].苏州科技学院学报(自然科学版).2011
[3].蔡其佳.锗硅量子点的制备及退火特性研究[D].复旦大学.2010
[4].陈培炫.图案硅衬底上锗硅量子点生长[D].复旦大学.2009
[5].张生利.单个锗硅量子点和量子环的电学性质及其组分分布的研究[D].复旦大学.2009
[6].林健晖.锗硅量子点的自组织生长和微结构的研究[D].复旦大学.2009
[7].薛菲,刘俊亮.高分辨场发射俄歇电子探针研究纳米锗硅量子点结构的表面组分分布[J].表面技术.2008
[8].王玉柱,贾全杰,陈雨,薛宪营,姜晓明.锗硅量子点掠入射小角X射线散射研究[J].核技术.2008
[9].吴荣.用导电原子力显微镜研究锗硅量子点和量子环的形貌和电学特性[D].复旦大学.2007
[10].秦捷,蒋最敏,王迅.自组织生长锗硅量子点及其特性[J].物理.1998