中文摘要：

离子束溅射刻蚀法是一种新型的固体表面自组织量子点生长方法。自1999年首次报导以来，已经引起了国际上高度重视。本项目将系统研究该方法对所形成的半导体量子点阵列的形貌调控，包括量子点尺寸、尺寸分布和量子点阵列分布有序度，并研究这种半导体量子点的发光性质及相关的组份变化和原子构型。这些工作将为这种自组织量子点应用于新型纳米发光器件的研制提供技术支撑，同时提升我国在该研究领域的实力。

结论摘要：

本项目首先研究离子束刻蚀技术生成自组织半导体量子点阵的机制，通过大量实验和模拟研究，发现对于半导体材料，在小束流密度情况下，所谓的ES模型也适用，而不是国际上通常认为的所谓BH模型只适用于半导体材料而ES模型只适用于金属材料。这不但解释了以往一些互相矛盾的研究结果，而且对于自组织点阵的生成和调制具有重要的指导意义。在此基础上，研究了离子束刻蚀参数对于量子点尺寸的调节，还发展了一种所谓的后离子束研磨技术，来提高量子点阵的分布均匀度和进一步减小量子点尺寸。同时，项目研究了半导体Si量子点的光致发光(PL)和电致发光（EL）。发现随着Si量子点尺寸减小存在PL的蓝移，即量子限制效应。为提高Si量子点的发光强度以促进实用，发展了一种轻稀土掺杂方法，即利用能量传递原理来增强Si量子点发光，发光强度增强近20倍。已获得Si量子点的EL。研究结果对离子束刻蚀技术应用于半导体量子点发光以及实用Si光源的研制具有重要意义。