本工作研究初始覆盖 Si 层的厚度和温度对自组织 Ge(Si)/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;(图1)在640℃下覆盖 Si 层后, 形貌发生变化:覆盖3.2,从圆顶演变为由{103...
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本工作研究初始覆盖 Si 层的厚度和温度对自组织 Ge(Si)/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;(图1)在640℃下覆盖 Si 层后, 形貌发生变化:覆盖3.2,从圆顶演变为由{103}面围成的金字塔;覆盖6.4,从圆顶演变为由{105} 面围成的金字塔和棚屋.利用拉曼光谱实验探测量子点在覆盖 Si 层前后的组分和应力的变化(图2)。根据实验结果计算得到没有覆盖 Si 层量子点的组分和应变分别为0.74和-0.98%;在400℃下覆盖 Si 层后,量子点的 Ge-Ge 和 Ge-Si 光学声子模峰的峰位均没有变化,表明量子点里面的组分和应变均没有改变;在640℃下覆盖 Si 层后,Ge-Ge 和 Ge-Si 光学声子模峰的峰位均出现蓝移,表明量子点的组分降低和应变增加。覆盖3.2,Ge-Ge 和 Ge-Si 光学声子模峰的峰位分别蓝移了2.3和5.5 cm, 量子点的组分和应变分别为0.71和-1.74%;覆盖6.4,Ge-Ge 和 Ge-Si 光学声子模峰的峰位分别蓝移了1.6和5.2 cm,量子点的组分和应变分别为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。
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