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MBE自组装量子点生长和结构形态研究
  • ISSN号:1671-4776
  • 期刊名称:《微纳电子技术》
  • 时间:0
  • 分类:TN201[电子电信—物理电子学] TN405.984[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:[1]中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室,北京100083, [2]中国科学院半导体研究所半导体材料中心,北京100083, [3]中国科学院半导体研究所白光中心,北京100083
  • 相关基金:自然科学基金资助项目(60676029);973项目(2006CB604904,2006CB604908)
中文摘要:

综述了对自组装量子点形态和生长过程所做的探讨和研究。介绍了关于量子点成核和形态的热力学理论、量子点生长过程的计算机模拟及Ge/Si(001)和InAs/GaAs(001)量子点生长和形态的实验观察。鉴于InAs/GaAs(001)体系的复杂性,把对InAS量子点的观察和研究分为“微观”和“宏观”两种。微观研究对象包括量子点原子尺度上的结构、量子点表面小晶面的晶体学的精确取向等,这些性质可能受热运动的影响比较大,在一定程度上是随机的,它们代表了量子点生长行为的复杂性;宏观研究的对象是指量子点密度、纳米尺度形态等大量粒子统计意义上的集体行为,这些性质和行为可能更具有实际意义。因此作者认为,目前研究量子点生长和形态更为有效的方法应该是探寻以量子点宏观行为所表征的简单性。重点介绍中科院半导体所半导体材料重点实验室最近所做的对InAs/GaAs(001)量子点生长过程的实验观察。结果表明,在一般生长条件下(富As,500℃,0.1ML/s),InAS量子点成核和生长应该都是连续的,没有经历被普遍认为的不连续(一级)相变。按照作者的观察,把InAs量子点成核看作是连续(二级)相变更为贴切。

英文摘要:

A brief review of the efforts made in the past more than ten years to understand the growth and configurations of the self-assembled quantum dots (QDs) in molecular beam epitaxy (MBE) is given. In particular, the theoretical study on the nucleation and configuration of QDs from the point of view of thermodynamics, the Monte Carlo Kinetics simulations of the QD growth process, the experimental observations on the growth processes of QDs in both Ge/Si (001) and InAs/GaAs (001) systems are concisely presented. Due to the remarkable complexity in InAs/GaAs (001) system, the characteristics and behaviors of InAs QDs are tentatively classified into "microscopic" and "macroscopic". The first class includes the atomic-scale QD structural properties, the exact crystallographic orientation of the facets in a quantum dot, and etc. These microscopic properties may be of random to some extent, more sensitive to thermal fluctuations, and represent the complexity in InAs QD. The second class refers to the QD areal density, the QD shape measurable on the nanometer-scale, and etc. These so-called macroscopic properties should be representative of the collective behaviors of a huge amount of particles, and universal in the sense of statistics to some extent. Therefore, from the view of the authors, paying more attention to the macroscopic properties of InAs QDs may be a more efficient way for investigation. The experimental observations on the evolution of InAs QDs under the ordinary growth conditions (As-rich, 500℃, 0.1 ML/s) performed most recently in the laboratory of Semicon- ductor Institute were described, according to which the nucleation and growth of InAs QDs should be continuous without any discontinuous phase transition as usually referred to in literature. According to the authors, the nucleation of InAs QDs may starts as a continuous (second order) transition from a critical state.

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期刊信息
  • 《微纳电子技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:中国电子科技集团公司第十三研究所
  • 主编:李和委
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  • 邮编:050002
  • 邮箱:wndz@vip.sina.com
  • 电话:0311-87091487
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-4776
  • 国内统一刊号:ISSN:13-1314/TN
  • 邮发代号:18-60
  • 获奖情况:
  • 2002-2003和2003-2004年度,均获信息产业部电子科...,2005-2006年度获信息产业部电子科技期刊学术技术...,中国学术期刊执行(光盘版)检索与评价数据规范优...,2007-2008年度又荣获工业和信息化部电子科技期刊...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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