（光学专业论文）si衬底上gesi岛的有序可控生长与表征.pdf

摘要 摘要 本论文采用全息光刻法制作二维图形衬底，利用超高真空化学气相淀积系 统( u h v c v d ) 在图形衬底上生长有序的g e s i 岛。系统研究了图形在高温脱 氧时产生的变化，分析了图形衬底、淀积条件等对g e s i 岛生长的影响。利用 u h v c v d 系统在平面衬底上生长多层g e s i 岛，研究不同厚度的s i 间隔层对 多层g e s i 岛性质的影响。 全息光刻法主要包括曝光和刻蚀。曝光采用三束光同时入射到记录介质中 经过一次曝光，从而得n - - 维图案；刻蚀采用感应耦合等离子刻蚀( i c p ) 。刻 蚀后图形衬底又进行氧化和腐蚀处理，以降低由i c p 刻蚀引起的表面粗糙。获 得图形衬底的周期为1 2 岬，深度为1 1 0 - - 1 2 0 n m 。 利用u h v c v d 系统在图形衬底上自组装生长g e s i 岛。发现在高温脱氧 时图形衬底的深度变浅，并在台面的边上形成有序分布的环形纳米s i 岛，经实 验证实这主要是由脱氧过程中的热分解反应导致的s i 迁移增强引起的。在图形 衬底上生长g e ，发现g e 岛的分布主要受温度的影响：在高温趋向成核在台面 及侧壁上，部分直接淀积在s i 岛上；在低温则随机分布在图形衬底上。与平面 衬底相比，图形衬底具有释放应力的作用，导致g e 岛推迟产生。 利用u h v c v d 系统在平面衬底上生长不同s i 间隔层厚度的多层g e s i 岛， 通过x 射线双晶衍射( x i m ) 、光致发光谱( p l ) 、r a m a n 谱等进行了表征。 x r d 结果表明，s i 间隔层越厚，对应多层结构的界面越好，在衍射谱中观察到 分别来自浸润层和g e 岛的两套卫星峰；p l 谱结果显示s i 间隔层越薄，越容易 形成位错，最厚的s i 间隔层对应的多层g e 岛的p l 峰可以持续到1 7 5 k ；通过 r a m a n 谱测试，发现多层g e s i 岛的平均组分都在0 4 附近，说明g e 、s i 间扩 散很严重，对应越薄的s i 间隔层，应力释放也越大。 关键词：u h v c v d 系统；图形衬底；t l 组装生长 a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，2 dp e r i o dp a t t e r n sh a v eb e e nf a b r i c a t e do ns is u b s u a t eb y h o l o g r a p h i cl i t h o g r a p h ya n dg e s ii s l a n d sa r eg r o w no ni tt h r o u g hu l t r a - h i g hv a c c u n c h e m i c a lv a p o rd e p o s i t i o n ( u h v c v d ) t h ec h a n g eo ft h ep a t t e r ni nt h es u b s t r a t e w i t ht h e r m a lc l e a n i n gi nu l t r ah i g hv a c u u m ，a n de f f e c to ft h eg r o w t hc o n d i t i o n so n g ei s l a n d sa r es y s t e m a t i c a l l ys t u d i e d t h ed i f f e r e n c eo ft h eg r o w t ho fg ei s l a n d so n p a t t e m e ds u b s t r a t ec o m p a r e dt ot h a to nf l a ts u b s t r a t ei ss h o w e d m o r e o v e r , t h ee f f e c t o ft h i c k n e s so fs is p a c el a y e ro nt h em u l t i l a y e rg e s ii s l a n d sg r o w nb yu h v c v di s i n v e s t i g a t e d h o l o g r a p h i cl i t h o g r a p h yc o n s i s t so fe x p o s a la n de t c h i n g 2 dp e r i o dp a t t e r ni s a c h i e v e d t h r o u g h o n c e e x p o s a l w h e nt h r e e l i g h t s i r r a d i a t eo n p h o t o r e s i s t s i m u l t a n e o u s l y p a t t e r ni st r a n s f e r r e dt os u b s t r a t eb yi c pe t c h i n g t h e nt h ep a t t e r n e d s u b s t r a t ei so x i d i z e da n dw e te t c h e dt or e d u c et h er o u g h n e s sp r o d u c e df r o mi c et h e p e r i o da n dd e p t ho fp a t t e r na r e1 2 p r oa n d110 - - 12 0 n m ，r e s p e c t i v e l y t h eg e s ii s l a n d sa r eg r o w no nt h ep a t t e r n e ds u b s t r a t eb ys - kg r o w t hm o d e l d u r i n gd e s o r p t i o no f n a t i v es i 0 2a th i g ht e m p e r a t u r ei nu l t a - h i g hv a c u u m ，t h ed e p t h o fp a t t e mb e c o m es h a l l o wa n do r d e r e ds ii s l a n d sa r ef o r m e do nt h ee d g eo fm e s a s t h e s ec h a n g e sa r ea t t r i b u t e dt ot h es im o n o m e rd i f f u s i o nr e s u l t i n gf r o mo x i d e t h e r m a ld e s o r p t i o n t h ed i s t r i b u t i o no fg ei s l a n d so np a t t e r n e ds u b s t r a t ei sa f f e c t e d b yt e m p e r a t u r es i g n i f i c a n t l y g ei s l a n d sp r e f e rt on u c l e a t eo nr i d g e so fp a t t e r na t h i g h e rt e m p e r a t u r e s o m ea r en u c l e a t i n go ns ii s l a n d s ，s ot h ev o l u m eo fs ii s l a n d s b e c o m el a r g e r h o w e v e r , g ei s l a n d sn u c l e a t er a n d o mo np a t t e r n e ds u b s t r a t ea tl o w e r t e m p e r a t u r e c o m p a r i n gt ot h o s eo nf l a ts u b s t r a t e s ，g ei s l a n d sa r ef o r m e dl a t e rf o r t h er e l e a s i n go fs t r a i nt h r o u g h p a t t e r n e ds u b s t r a t e m u l t i l a y e rg e s ii s l a n d so fd i f f e r e n tt h i c k n e s si ns is p a c el a y e ra r eg r o w nt h r o u g h u h v c v d t h eg ei s l a n d sa r ec h a r a c t e r i z e db yx - r a y d i f f r a c t i o n ( x r d ) 、 p h o t o l u m i n e s c e n c e ( p l ) 、r a m a na n ds oo n t h er e s u l t so fx r di n d i c a t et h a tt h e i n t e r f a c ei nm u l t i l a y e rc h a n g e st ow e l lw i 也t h ei n c r e a s i n go ft h i c k n e s so fs is p a c e l a y e r i nd i f f r a c t i o nc u r v e s ，t w os e r i e ss a t e l l i t ep e a k sp r o d u c e df r o mw e t t i n gl a y e r i i a b s t r a c t a n dg ei s l a n d se a c ha r ef o u n d i ti se a s yt of o r md i s l o c a t i o ni nt h i n n e rs is p a c el a y e r a c c o r d i n gt ot h er e s u l t so fp l t h ep la r i s i n gf r o mg ei s l a n d si ns a m p l ew h o s es i s p a c el a y e ri sm o s tt h i c kc a np e r s i s tt o17 5 k t h ea v e r a g eg ec o n t e n ti nm u l t i l a y e ri s a r o u n d0 4f r o mr a m a n s p e c t r a , s h o w i n gt h a tt h ei n t e r d i f f u s i o nb e t w e e ng ea n ds ii s e n h a n c e d t h er e s u l t sr e v e a lt h a tt h es t r a i ni nm u l t i l a y e ri sr e l e a s e dm o r ei ns a m p l e o ft h i n n e rs is p a c el a y e r k e yw o r d s ：u h v c v ds y s t e m ；p a t t e r n e ds u b s t r a t e ；s e l f - a s s e m b l e dg r o w t h i i i 厦门大学学位论文原创性声明 兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立完成的研究成 果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在 文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文产生的权利 和责任。 声明人( 签名) ：同丞之 d 8 年 占月) 日 厦门大学学位论文著作权使用声明 本人完全了解厦门大学有关保留、使用学位论文的规定。厦 门大学有权保留并向国家主管部门或其指定机构送交论文的纸 质版和电子版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允 许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的内容编入有关 数据库进行检索，有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密 的学位论文在解密后适用本规定。 本学位论文属于 1 、保密() ，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密( ) ( 请在以上相应括号内打“4 ) 作者签名：同意 日期： 。8 年6 月了日 导师签名：影咖知 日期： 口吕年6 月 日 第一章绪论 第一章绪论 近半个世纪以来，s i 基微电子产业迅速发展，已成为当今信息产业的主导。 s i 作为微电子的基质材料，也发挥了巨大的作用。微电子技术是用电子作为信 息载体来传输信号的。随着微电子器件尺寸的缩小，器件的一些工作方式会受 到影响，会出现由于回路分布参数的延迟而导致的瓶颈效应等，从而限制了微 电子系统响应速度的提高，因此面对未来高度信息化社会的需求，微电子技术 已呈现出一定的局限性。如果用光子作为信息载体来传输信号就可以突破上述 局限。光子比电子有更大的带宽，不带电荷，互不干扰，又能波长复用，且更 容易体现波粒二重性，因而从本质上来看，光子在扩充传输信息容量、提高系 统响应速率，处理速度和交叉互连密度等方面都具有很大的潜力。因此发展s i 基光子学具有极为深远的意义【l 2 】。 s i 基光子学的发展首先要研制出所需的各种光电子器件，如激光器、探测器、 放大器、调制器、光开关等，然后再将它们通过光波导互连优化集成在一起。目 前已经成功研制的s i 基光电子器件【3 】，像s i 的光电探测器和s i 的太阳能电池等已 有广泛的应用。但是光电子器件中的发光器件因受n s i 材料的固有特性的局限， 所以发展很缓慢。s i 材料是间接带隙材料，只能通过声子的辅助，才能发射很微 弱的近红外光，光学效率很低，仅为1 0 - 6 左右，因此很难满足实际发光器件的要 求。而目前大部分的发光器件是基于i i i v 族材料制作的，但是它们不能与十分 成熟的s i 基集成电路技术相匹配，也就无法将它们与s i 基电路相集成。1 9 9 0 年， 英国科学家c a n h a m l 4 1 发现了室温下多孔s i 的高效率发光，使得人们又开始寄希望 于s i 基材料。多孔s i 的发光机理中，有一种是通过量子尺寸效应解释，人们开始 想通过能带改性【5 l 的方法来突破s i 材料本身的局限，以实现高效率的发光。因此， 对s i 基低维量子结构材料的研究引起极大的兴趣。 1 1 低维量子结构材料 1 9 7 0 年，江崎和朱兆祥同从理论上首次提出了超晶格的概念。超晶格是指由 两种不同带隙的超薄层材料交替生长形成的多周期结构。由于材料很薄，此时相 s i 衬底上g e s i 岛的有序可控生长与表征 邻阱中的电子波函数会交叠构成子能带，使隧穿几率变大。一年后，卓以和1 7 j 首先利用分子束外延( m b e ) 技术，生长出a i g a a s g a a s 超晶格多周期结构。1 9 7 4 年，b e l l 实验室的d i n g l e 等人在超晶格中观察到量子阱内电子的隧道共振行为以 及光吸收谱中的量子尺寸效应，从而开辟了超晶格结构材料在光电子器件中的应 用。超晶格材料生长的实现以及量子尺寸效应的发现，使得人们开始往更低维度 的量子结构去研究，其中包括维限制的量子线结构和零维限制的量子点结构。 对不同维度的半导体材料，由于能量分布的不同，所显示的电子态密度函数也是 不同的。图1 1 显示了体材料和三种维度的半导体材料及其对应的电子态密度函 数。可以看出，随着维度的减小，电子态密度函数显示了不同的特征。对于量子 点结构，载流子的运动在空间三个方向上都受到限制，此时电子态密度呈现6 函 数，使得它表现出许多独特的性质，如量子限制效应、量子隧穿效应、库仑阻塞 效应、量子干涉效应【8 】等，而这些效应为制作光电子器件【9 】提供了基础，基于量子 隧穿效应的共振隧穿二极管以及基于库仑阻塞效应的单电子器件等将在大规模 集成电路上有着重要的应用前景。 e 口岳垆中 e 臣e 巨e 匿e 巨 图1 1 体材料和量子阱、量子线、量子点对应的电子态密度函数 低维量子结构材料的制备可分为“自上而下”和“自下而上”以及两者相 结合三种技术。所谓的“自上而下”技术，是指以分子束外延、金属有机物化 学气相淀积( m o c v d ) 等薄膜材料生长技术和高空间分辨的刻蚀工艺相结合 的技术。 2 第一章绪论 利用这种技术，可以制成具有二维和三维约束效应的量子线和量子点及其阵列。 这种方法的优点是图形的几何形状和密度可以控制，但是由于加工带来的边缘 损伤和杂质污染等，会导致器件的性能变差。为了制备无缺陷的量子点、量子 线材料，又发展起“自下而上”的生长技术。这种技术主要是在异质结外延生 长过程中，由于异质结材料体系的晶格失配度较大，而界面能较小形成的 s t r a n s k i k r a s t a n o w ( s k ) 生长模式。这种应变自组装生长模式的初始阶段是二 维平面生长，通常只有几个原子层厚，称之为浸润层；当浸润层厚度达到某一 个临界厚度时，外延生长就向三维岛状生长过渡。这种方法的缺点是由于量子 岛在浸润层上的成核是无序的，所以岛的形状、尺寸、分布等都难以控制。第 三种技术就是前两者技术的结合。随着超精细原子加工和电子束光刻技术等的 不断发展，使得“自上而下 的技术又开始兴起，并与“自下而上 的技术相 结合，以弥补前两种技术中的一些缺点【l o 】。 g e 与s i 同属族材料，具有相同的共价键结构，并且能够完全互溶。但 g e 与s i 之间存在4 2 的晶格失配，而且g e 的表面能比s i 的低，刚开始生长 时，g e 是浸润在s i 上，当浸润层超过临界厚度后，就开始形成三维g e 岛以释 放应变。因此，g e s i 岛的形成可以通过s k 生长模式获得。三维g e s i 岛最初 是由e a g l e s h a m 和c e r u l l o 】在1 9 9 0 年发现的，他们通过隧道电子显微镜( t e m 证实这种岛是无位错的( 图1 2 所示) 。随后的十几年时间，人们对g e s i 岛做 了大量研究，图1 3 显示了人们对g e s i 岛的一个大概研究历程。由于g e s i 岛 在结构上的三维特点，在光学和电学上表现出许多特性，人们希望能够利用这 些性质来制作新的功能器件，以在s i 基光电子应用中发挥作用，所以备受人们 关注。与i i i v 族三维量子结构相比，如i n g a a s g a a s ，i n a s g a a s ，g a s b g a a s 等，g e s i 量子结构材料是简单的二元体系，因此对三维岛的形成机制、演化情 况等更容易着手研究；另一方面，g e s i 量子结构材料可以和s i 基集成电路的 成熟工艺相匹配，便于集成，所以引起人们极大的研究兴趣。2 0 0 4 年，中科院 半导体所s i 基小组的李传波【1 2 1 等采用自组装的三维g e s i 岛材料成功制备了 1 5 5 9 m 的探测器。而以g e s i 岛为有源区的p i n 结构的发光二极管 1 3 - 1 5 】的电致 发光可以持续到2 2 5 k 。 s i 村底上g e s i 岛的有序可控巾长与袁征 图1 2 最初发现的g e 岛的t e m 图像l图1 3 不同年份对应的g e l s i 岛研究 论文的统计图m g e s i 岛一般采用m b e 系统或者超高真空化学气相淀积系统( u h v c v d ) ， 通过自组装形成。虽然这种方法比较简便，但是由此形成的g e s i 岛具有随机 分布、尺寸不一致的特点，而一些器件要求精确地控制g e 岛的位爿，如单电 子晶体管等，因此o e 岛的有序性还要提高。另外，通过自组装形成的g e 岛尺 寸一般都大丁5 0 n m ，无法达到纳米级的要求，这位群g e 岛的些特性，如量 子限制效应、量了隧穿效应、库仑阻塞效应等就很难表现出来，也就不能应用 f 史际的器件中。圳此，为了使g e s i 量子结构材料更好地应川于实际中，需 要解决两个问题：方面是精确控制g c 岛的位瓮和尺寸，另一方面就是进一 步减小g e 岛的j t 、到纳米级范围。 2 图形衬底上g e 岛生长的研究进展 自纽装形成的g e 岛具有随机分布、尺寸分布宽的特血，为了提高g e 岛空 间分布的有序性和尺寸的一致性，以更好地达到器件制作的要求，人们也提出 了一些方法。最开始，人们采用多层的g e s i 结构u 7 - 1 9 】，主要是利用s i 间隔层 受到底部g e 岛的应力作用，使得l 层的o e 岛有选择地长在埋层g e 岛的上方。 多层结构使g e 岛的空间分布得到丁一定的提高，但还是有一定的随机陛。 s y us h i r y a e v 等【2 0 1 在弛豫的s i g e 膜产生的位错m 卜再进步z 卜长g e 岛，发现 g e 岛会成核在位错网格上。但这种方法会引入何错，小利于在发光二极管中的 应用。随着光刻技术的不断提高开始采用图形衬底的方法来控制g e 岛的成 核位置。从一些小组已有实验的结果，表明图形衬底町阻产生有序的g e 岛分 第一审绪论 布。日前，图形衬底的制作方法有很多种，主要有以下几种：( 1 ) 以s i o ：为掩 模，刻蚀出s 1 的周期图形 2 1 - 2 3 i ；( 2 ) 通过伞息光刻获得剧期性的图形1 2 42 6 i ：( 3 ) 通过电子束光刻获得周期性的图形【”】；( 4 ) 通过聚焦离子束( f i b ) 光刻获得 周期性1 ；j 勺图形口8 2 9 1 。 第种方法也就是选择外延生长( s e g ) 。l a mh i ”i 等利用s e g 方法在以 s i 0 2 为窗口的s l 上生长了g e 岛。先是在s i ( 0 0 1 ) 衬底上热氧化一层3 0 0 r i m 厚的s i 0 2 ，再通过电子束光刻得到图形接着放在u h v c v d 系统中生长，先 淀税13 0 n m 厚的s i 缓冲层，进而再淀积g e 。图l4 ( a ) 是只生长s l 缓冲层并 将s i 0 2 腐蚀掉测得的原子力显微镜( a f m ) | 冬| 片，图l4 ( b ) 是长完g e 岛之 后删得的图片。可看到g e 岛都生长在s i 的顶部。 龠 嚆皤q x 参嘲 - 谓 图1 4 ( a ) 在国形上只生长s i 缓冲层并将s i 0 2 腐蚀掉后的a f m 图像 ( b ) 在图形上长完s i 缓冲层和g e 岛并将s i 0 2 腐蚀掉后的a f m 图像 后三种方泣都是将罔形直接做在s ir ，只是采用不同的刻蚀方法，获得的 图形尺寸和形状不一样。zz h o n g 口”等在牟息光刻获得的罔形衬底e 生长了 系 列g e 岛样品。生长系统为m b e ，淀秘s i 缓冲岸时采片j 从低温渐变到高温的生 长办式，以消除在p i e 巾引起的表面缺陷。图l5 ( a ) 就是在6 5 04 c 温度下一 维图形衬底l 生长g e 岛之后的a f m 图像。x 2 、x 7 、x i 、x 6 对应的周期分别 为6 7 0 r i m ，6 0 0 n m ，5 0 0 i g n ，4 0 0 r i m 。可看出g e 岛大部分都成核在凹处靠边缘 的地方，对帖j 期最小的x 6 样品，g e 岛成核在h 处，且分布有序。他们发现在 更低温度6 0 0 。c 下牛长诂 ，g e 岛是随机分伟的，如图5 ( b ) 所示。因此，生长 条什对图形村底上g e 岛的牛长有定的影响。 s 1 村底上g e s i 岛的有序可控m 长与丧征 图1 5 ( a ) 四种不同周期的一维图形衬底上g e 岛的生长情况 ( b ) 在低温6 0 0 c 下一维图形村底上g e 岛的生长情况 用电了柬和离子束光刻获得的图形衬底的周期可吼达到更小的尺度，凼此 对后f i l g e 岛的生长更有利。r ds z k u t n i k ”1 等采用f i b 光刻获得了周期7 8 0 r i m 深度3 0 n m ，直径15 0 n m 的坑的图形，发现g e 岛人部分都长在坑的边卜随淀 j = l l 量的增加( 幽l6 所示) ，逐渐将整个坑覆盖掉。可见，如果调协坑的密度， 就可以控制g e 岛的密度。 a b c 图16 在不同淀积量下g e 岛的生长情况 除了上述小组的工作外，还有另外一些方法用以形成有序的g e 岛，如利 用紫外线干涉光刻技术可以获得纳米级的图形衬底【”i ，或通过离子注入的方法 在s j 衬底卜产生定的应力，进而再生长g e 岛畔1 等等。可见，甘前制作图彤 鬟 第一章绪论 衬底的方法很多，而且图形的周期和尺寸也在逐渐减小。因此，利用图形衬底 并结合自组装生长技术可以制备出空间上一定有序分布的g e s i 岛。由于图形 衬底上g e 岛的生长受到更多因素的影响，如图形的形状、尺寸及温度、淀积 量等，因此对图形衬底上g e 岛的生长机理就要做更深入的研究。 1 3 本论文的主要工作 本论文采用全息光刻法制作二维图形衬底，通过u h v c v d 系统在图形衬 底上自组装生长g e s i 岛。探究了图形衬底在高温脱氧时产生的变化；观察和 分析了图形衬底、生长条件等对g e 岛生长的影响，并与平面衬底的生长进行 了比较。通过u h v c v d 系统在平面衬底上生长多层g e s i 岛，研究多层g e s i 岛的应变、组分、及其光学等特性。论文主要工作包括： 1 理论上分析了多层g e s i 岛的垂直耦合理论，并探讨了图形衬底上g e 岛 的成核机理。从热力学分析，g e 岛最初趋向成核在化学势最小的凹处，当达到 一定淀积量后，开始成核在凸的位置，以释放更多的应力；另外，g e 岛的分布 还受温度等动力学因素的控制。 2 采用h o e 系统在带胶的n 型s i ( 1 0 0 ) 衬底上光刻出二维周期性图形， 利用i c p 刻蚀将图形转移到s i 衬底上，再进行氧化和腐蚀，以消除i c p 刻蚀中 引入的表面粗糙，从而获得相对平整表面的图形衬底。 3 利用u h v c v d 系统在图形衬底上生长g e s i 岛并通过a f m 进行了表 征。发现在高温脱氧时s i 衬底上图形深度变浅，而且在台面上形成环状有序分 布的s i 岛。分别对图形衬底进行了n 2 中和真空中的退火实验，结果表明图形 的变化主要由脱氧过程中的s i 迁移引起的。在图形衬底上进一步生长g e ，发 现高温下g e 岛趋向成核在台面及侧壁上，而低温下g e 岛则随机分布在图形衬 底上。与平面衬底相比，发现图形衬底具有释放应力的作用。 4 利用u h v c v d 系统在平面衬底上生长了不同s i 间隔层厚度的多层 g e s i 岛样品。通过x r d 、p l 谱、r a m a n 谱等进行了表征。结果表明，s i 间隔 层越厚，对应多层结构的界面越好，应变也越大；相应在较薄的s i 间隔层样品 的p l 谱中会观察到位错峰；在x r d 衍射谱中观察到分别来自浸润层和g e 岛 的两套卫星峰；r a m a n 结果显示多层结构中g e 的平均组分为0 4 左右，说明 7 s i 衬底上g e s i 岛的有序可控生长与表征 g e 、s i 扩散很严重。 参考文献： 1 王启明s i 基光子学的研究与发展 j 光子学报，1 9 9 9 ，2 8 ：1 4 2 1 2 王启明半导体光子学 j 固体电子学研究与进展，1 9 9 5 ，1 5 ( 3 ) ：2 0 5 2 1 3 【3 】j c b e a n p r o c i e e e ，1 9 9 2 ，8 0 ：5 7 1 【4 c a n h a mlt s i l i c o nq u a n t u mw i r ea r r a yf a b r i c a t i o nb ye l e c t r o c h e m i c a la n dc h e m i c a l d i s s o l u t i o no f w a f e r s j a p p l i e dp h y s i c sl e t t e r s ，1 9 9 0 ，5 7 ：1 0 4 6 10 4 8 5 】王启明纳米技术与能带工程对s i 基高效发光的促进 j 物理学进展，2 0 0 2 ，2 2 ( 4 ) ： 3 5 9 - - 3 7 0 【6 l e s a k i ，r t s u 【z i b mr e sn o t e ，r c 一2 418 ，19 6 9 【7 】c h o a y g r o w t ho f p e r i o d i cs t r u c t u r e sb yt h em o l e c u l a r - b e a mm e t h o d j a p p l p h y s l e t ， 1 9 7 1 ，1 9 ：4 67 - 4 6 8 【8 】王占国，陈涌梅，叶小玲纳米半导体技术【m 】北京，化学工业出版社，2 0 0 6 ：2 - - 8 【9 】卢嘉，m t in k h a m 单电子晶体管 j 物理，1 9 9 8 ，2 7 ：1 3 7 - 1 4 0 【1 0 】王占国，陈涌梅，叶小玲纳米半导体技术【m 】北京，化学工业出版社，2 0 0 6 ：1 0 1 4 11 】d j e a g l e s h a ma n dm c e r u l l o p h y s r e v l e t t ，1 9 9 0 ，6 4 ：1 9 4 3 1 9 4 6 【l2 】l icb ，m a orw ，z u oyh 1 5 5 p mg ei s l a n d sr e s o n a n t - c a v i t y - e n h a n c e dd e t e c t o rw i t h h i g h - r e f l e c t i v i t yb o t t o mm i r r o r j 】a p p lp h y sl e t t ，2 0 0 4 ，8 5 ：2 6 9 7 2 6 9 9 【1 3 t b r u n h e s ，p b o u c a u d ，s s a u v a g e ，f a n i e l ，a n dj - m l o u r t i o z e l e c t r o l u m i n e s c e n c eo f g e s is e l f - a s s e m b l e dq u a n t u md o t sg r o w nb yc h e m i c a lv a p o rd e p o s i t i o n j a p p l p h y s l e t t ，2 0 0 0 ，7 7 ( 12 ) ：18 2 2 18 2 4 【14 】m s t o f f e l ，u d e n k e r , a n do g s c h m i d t e l e c t r o l u m i n e s c e n c eo fs e l f - a s s e m b l e dg eh u t c l u s t e r s j a p p l p b y s l e t t ，2 0 0 3 ，8 2 ( 1 9 ) ：3 2 3 6 3 2 3 8 【l5 】y h p e n g ，c h i h - h s i u n gh s u , c h k u a n ，c w l i u t h ee v o l u t i o no fe l e c t r o l u m i n e s c e n c e i ng eq u a n t u m d o td i o d e sw i t ht h ef o l dn u m b e r j a p p l p h y s l e t t ，2 0 0 4 ，8 5 ( 2 5 ) ：610 7 610 9 【l6 】j - mb a r i b e a u , xw u , nlr o w e l l ，djl o c k w o o d g ed o t sa n dn a n o s t r u c t u r e sg r o w n e p i t a x i a l l yo ns i j ，j p h y s ：c o n d e n s m a t t e r2 0 0 6 ，1 8 ：r 1 3 9 - r 1 7 4 r 第一章绪论 【17 】v i n hl et h a n h , v y a m ，a n dp b o u c a u d v e r t i c a l l ys e l f - o r g a n i z e dg e s i 0 01 。q u a n t u md o t s i nm u l t i l a y e rs t r u c t u r e s j p l a y s r e v b ，1 9 9 9 ，6 0 ( 8 ) ：5 8 51 5 8 5 7 【1 8 】o g s c h m i & a n dk e b e r l m u l t i p l el a y e r so f s e l f - a s s s e m b l e dg e s ii s l a n d s ： p h o t o l u m i n e s c e n c e ，s t r a i nf i e l d s ，m a t e r i a li n t e r d i f f u s i o n ，a n di s l a n df o r m a t i o n j p h y s r e v b ， 2 0 0 0 ，6 1 ( 2 0 ) ：1 3 7 2 1 - 1 3 7 2 9 【19 】a d u n b a r , m h a l s a l l ，p d a w s o n ，a n du b a n g e r t t h ee f f e c to fs t r a i nf i e l ds e e d i n go nt h e e p i t a x i a lg r o w t ho f g ei s l a n d so ns i ( 0 0 1 ) j a p p l p h y s l e t t ，2 0 0 1 ，7 8 ( 1 2 ) ：1 6 5 8 1 6 6 0 【2 0 】s ，y u s h i r y a e v ，f j e n s e i l j 。l u n d s g a a r dh a n s e n ，j w u l f fp e t e r s e n ，a n da n y l a n d s t e d l a r s e n n a n o s c a l es t r u c t u r i n gb ym i s f i td i s l o c a t i o n si ns i , - x g e x s ie p i t a x i a ls y s t e m s j p h y s r e v l e t t ，1 9 9 7 ，7 8 ：5 0 3 - - 5 0 6 2 1 】l a mh n g u y e n , v l e t h a n h , d ，d e b a r r e ，v y a m ，m 。h a l b w a x ，m e lk u r d i ，d 。b o u c h i e r , p r o s n e r , m b e c k e r m b e n a m a r a , h p s t r u n k s e l e c t i v ee p i t a x i a lg r o w t ho fg eq u a n t u md o t s o np a r e m e d s i 0 2 s i ( 001 ) s u r f a c e s j a p p l i e ds u r f a c es c i e n c e ，2 0 0 4 ，2 2 4 ：1 3 4 - 1 3 8 【2 2 】e 。s k i m , n 。u s a m i ，a n dy s h i r a k i c o n t r o lo fg ed o t si nd i m e n s i o na n dp o s i t i o nb y s e l e c t i v ee p i t a x i a lg r o w t ha n dt h e i ro p t i c a lp r o p e r t i e s j a p p l p l a y s l e t t ，1 9 9 8 ，7 2 ，( 1 3 ) ： 1 6 1 7 1 6 1 9 【2 3 】t a e - s i ky o o n ，z u o m i n gz h a o ，j i a nl i u , a n dy a - h o n gx i e s e l e c t i v eg r o w t ho fg ei s l a n d so n n a n o m e t e r - s c a l ep a r e m e ds i 0 2 s is u b s t r a t eb ym o l e c u l a rb e a me p i t a x y j a p p l p h y s l e t t ， 2 0 0 6 ，8 9 ：0 6 310 7 【2 4 z h e n y a n gz h o n g ，a ，h a l i l o v i c ，h l i c h t e n b e r g e r ，f s c h 。a f f l e r ，g ，b a u e r g r o w t ho fg e i s l a n d so np r e p a a e m e ds i ( 001 ) s u b s t r a t e s j p h y s i c ae ，2 0 0 4 ，2 3 ：2 4 3 - 2 4 7 2 5 z z h o n g ，h l i c h t e n b e r g e r ，g c h e n ，m m u h l b e r g e r , c s c h e l l i n g ，j m y s l i v e c e k ， a h a l i l o v i c ，j s t a n g l ，g b a u e r ，w j a n t s c h , f s c h a f f l e r o r d e r e ds i g ei s l a n d so nv i c i n a la n d p r e - p a r e m e ds i ( 0 0 1 ) s u b s t m t e s j m i c r o e l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g ，2 0 0 6 ，8 3 ：1 7 3 0 - - 1 7 3 5 2 6 】z z h o n ga n do g s c h m i d i n c r e a s eo fi s l a n dd e n s i t yv i af o r m a t i o no f s e c o n d a r yo r d e r e d i s l a n d so np i t - p a t t e r n e ds i ( 0 0 1 ) s u b s t r a t e s j a p p l ，p h y s l e t t ，2 0 0 5 ，8 7 ：1 3 3 111 1 2 7 】m b o r g s t r o m ，vz e l aa n d ws e i f e r t a r r a y so fg ei s l a n d so ns i ( 0 01 ) g r o w nb ym e a n so f e l e c t r o n - b e a mp r e p a t t e m i n g j n a n o t e c h n o l o g y ，2 0 0 3 ，1 4 ：2 6 4 - 2 6 7 2 s 】a k a r m o u s ，a c u e n a t ，a r o n d a , a n di b e r b e z i e r g ed o to r g a n i z a t i o no ns is u b