（光学专业论文）自组装硅纳米结构及其光学性质的研究.pdf

自组装硅纳米结构的制各及硅光学性质的研究摘要 论文题目：自组装硅纳米结构及其光学性质的研究 复旦态堂堂型堂皇王猩系选堂专业 2 嫂届研究生渣压俊指导老师睦明熬攫 摘要 纳米世界中纳米颗粒和纳米结构材料表现的奇妙特性，以及他们在光、电、 磁和生物化学等各个领域展现的非凡应用前景，激励着人们对这一领域进行更加 深入地研究。 本文主要包括两部分工作。第一部分工作着重研究了采用离子束溅射方法在 硅单晶表面获得量子点阵列的实验条件，并对其产生的机理做了细致地分析。这 部分工作的主要内容如下： 首先，研究了在束流密度大小为2 0 , u a c m 2 的低束流密度正入射的a r 十离子 束溅射s i ( 1 0 0 ) 单晶表面后，样品表面的形貌变化。结果发现无论改变a r + 离子能 量、溅射的时间抑或是样品表面的温度，溅射后表面形貌均为不规则的纳米点和 纳米孔图案。而用同样束流密度大小的离子束对s i o l o ) 单晶表面溅射，发现当 样品表面温度为大于约6 0 0 c 时，溅射后样品表面形貌为密集的量子点阵列，并 且随着溅射时样品表面温度升高，量子点的尺寸会增大。通过对溅射后样品表面 粗糙度和样品表面温度关系的分析，我们发现在此低束流密度离子束溅射过程 中，s i ( 1 0 0 ) 和s i ( 1 1 0 ) 表面纳米结构的形成过程主要是e h r l i c h s c h w o e b e l ( e - s ) 理 论表述的机制，而非对于大束流密度( 】o o a a c m 2 以上) 溅射过程适用的 b r a d l e y h a r p e r ( b h 1 机制。 其次，系统研究了s i ( 1 0 0 ) 表面溅射得到量子点尺寸、样品表面粗糙度和离 子束束流密度之间的关系，以及对柬流密度分别为2 0 和3 8 0m c m 2 的溅射条件 下，溅射后样品表面粗糙度和样品表面温度问的变化关系。上述实验结果同样说 明，离子束束流密度的大小决定了对于在半导体单晶表面离子溅射致纳米结构形 成过程，是b h 机制还是e - s 机制为主导。 第i i i 耍 白组装硅纳米结构的制各及其光学性质的研究摘要 再次，对描述溅射过程的连续性运动方程的数值模拟的结果，和上述的实验 结果完全吻合，也进一步证明了上述结论的正确性。 本论文的另一部分工作，是利用磁控溅射技术，采用s i 和s i 0 2 两种靶材共 溅射再热处理的方法在光学石英玻璃衬底上制备纳米硅颗粒镶嵌薄膜。并对得到 的薄膜光学性质进行了初步的研究，研究表明经过氢钝化处理后的颗粒镶嵌薄膜 其光致发光性质得到显著增强。另外，采用z s c a n 技术测量了在连续激光束辐 照下薄膜的非线性光学性质，发现样品具有较大的光热致非线性折射率和较强 的负透镜效应。 关键词：硅，离子束溅射，表面形貌，纳米结构，颗粒镶嵌薄膜，荧光光谱 中图分类号：0 4 3 ，0 4 8 5 第i v 页 自组装硅纳米结构的制各及其光学忖= 质的研究 摘要 论文题目：s t u d yo fs e l f - a s s e m b l e ds in a n o s t r u e t u r e sa n dt h e i r o p t i c a lp r o p e r t i e s 复旦盔堂造型堂造科堂皇王程系迷苣差专业 。2 0 0 5 觥渣压俊指导老师睦明数援 a b s t r a c t a s t o n i s h i n gc h a r a c t e r i s t i c so fn a n o s t r u c t u r em a t e r i a l s ，a n dt h eg r e a ta p p l i c a t i o n p o t e n t i a li np h o t o n i c s ，e l e c t r o n i c s ，m a g n e t i c sa n db i o c h e m i s t r y , a b s o r bc o n s i d e r a b l e r e s e a r c hi n t e r e s t t w om a j o rp a r t so fw o r ka l ei n c l u d e di n t h i sm a s t e r d e g r e et h e s i s t h e e x p e r i m e n t st oo b t a i nq u a n t u md o t sa r r a yi ss t u d i e da n dt h e c o r r e s p o n d i n g m e c h a n i s m sa r ec a r e f u l l yd i s c u s s e di nt h ef i r s tp a r t t h es i g n i f i c a n tr e s u l t so f t h i sp a r t a l el i s t e da sf o l l o w i n g ： f i r s t l y , s i ( 10 0 ) s u r f a c em o r p h o l o g ye v o l u t i o nu n d e rn o r m a l - i n c i d e n ta r + i o n s p u t t e r i n gw i t hl o wi o nf l u xo f 2 0 p a c m 2i si n v e s t i g a t e d t h ea f mi m a g e so ft h e s p u t t e r e ds a m p l e sa l ea l w a y sp a t t e r n so fd i s o r d e r e dn a n o d o t sa n dh o l e sd e s p i t eo ft h e c h a n g eo fi o ne n e r g y , i o nd o s e a n ds u r f a c e t e m p e r a t u r e f o r t h es p u t t e r i n g e x p e r i m e n t sf u rs i ( 11 0 ) s u r f a c e su n d e rt h es a m ec o n d i t i o n s ，d e n s e l yd i s t r i b u t e d n a n o d o t sa r ef o u n dw h e nt h es u r f a c et e m p e r a t u r er i s e su pt oa b o u t6 0 0 。ca n dt h e h i g h e rt e m p e r a t u r e ，t h eb i g g e rs i z eo ft h en a n o d o t s t h es p u t t e r e ds u r f a c er o u g h n e s s v e r s u st e m p e r a t u r er e l a t i o n s h i pc o n c l u d e st h a tt h en a n o s t r u c t u r i n gp r o c e s so fb o t h s i ( 1 0 0 ) a n ds i ( 1 l o ) i sg o v e r n e db yt h ee h r l i c h s c h w o e b e l ( e s ) m e c h a n i s m ，r a t h e r t h a nb yt h eb r a d l e y - h a r p e r ( b - h ) o n ef u rt h ec a s eo fh i g h f l u x ( 10 0 a a c m 2 o r l a r g e r ) s e c o n d l y , t h em e a s u r e dr e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h el a t e r a ld o ts i z ev e r s u si o nf l u x ， t h es u r f a c er o u g h n e s sv e r s u si o nf l u x ，a n dt h es u r f a c er o u g h n e s sv e r s u ss a m p l e t e m p e r a t u r ew i t hi o nf l u xo f2 0a n d3 8 0i t a c m 2 ，r e s p e c t i v e l y , f o rs i ( 1 0 0 ) s m f a c e s h a v eb e e ns t u d i e ds y s t e m a t i c a l l y t h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h ev a l u eo fi o nf l u xi s d e c i s i v ef o rw h e t h e rt h eb - - hm e c h a n i s mo rt h ee - so n ei sd o m i n a t i n gi nt h e 第v 页 自组装硅纳米结构的制各及其光学性质的研究摘要 n a n o s t r u c t u r i n go f s e m i c o n d u c t o rs i n g l e - c r y s t a l s t h i r d l y , t h es i m u l a t i o no ft h ec o n s e c u t i v ed y n a m i ce q u a t i o nd e s c r i b i n gt h e s p u t t e r i n gp r o c e s sr e p r o d u c e st h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n df i l l t h e rp r o v e st h ev a l i d i t y o f t h ec o n c l u s i o n sa b o v e t h eo t h e rp a r to ft h et h e s i si st h es t u d yo fn a n o c r y s t a l l i n es i - s i 0 2t h i nf i l m so n t h eq u a r t zg l a s s e sp r e p a r e db yc o s p u t t e r i n go fs ia n ds i 0 2u s i n gt h em a g n e t r o n s p u t t e r i n gm e t h o da n ds u b s e q u e n ta n n e a l i n gp r o c e s s t h er e s u l t so fe l e m e n t a r y r e s e a r c hi n d i c a t e st h a tt h ep h o t o l u m i n e s c e n c eo ft h ef i l m si se n h a n c e da f t e rt h eh 2 p a s s i v a t i o n f u r t h e r m o r e ，t h en o n l i n e a ro p t i c a lp r o p e r t i e sh a v eb e e nm e a s u r e db y c o n t i n u o u sl a s e rz s c a nt e c h n i q u e al a r g el i g h t t h e r m a li n d u c e dn o n l i n e a rr e f r a c t i v e i n d e xa n ds t r o n gn e g a t i v el e n s l i k ee f f e c tw e r ef o u n d k e y w o r d s ：s i ，i o ns p u t t e r i n g ，s u r f a c em o r p h o l o g y , n a n o s t m c t u r e ， n a n o c r y s t a l se m b e d d e dt h i nf i l m ，p l s o r tn o ：0 4 3 ，0 4 8 5 第v i 页 自组装硅纳米结构及其光学性质的研究引言 引言 纳米科学技术( n a n o s t ) 是2 0 世纪8 0 年代末刚刚诞生并正在崛起的新科技， 它的基本涵义是在微小尺寸( 1 0 - 1 0 _ 1 0 7 m ) 范围内认识和改造自然，通过直接操作 和安排原子、分子创制新的物质。 由于纳米材料尺寸小，可与电子的德布罗意波长、超导相干波长和激子玻尔 半径相比拟，电子被局限在一个体积十分微小的纳米空间，电子输运受到限制， 电予平均自由程很短，电子的局域性和相干性增强。尺度下降使纳米体系包含的 原子数大大降低，宏观固定的准连续能带消失了，而表现为分立的能级，量子尺 寸效应十分显著，这使得纳米体系的光、热、电、磁等物理性质和常规材料很不 相同，出现许多新奇特性。比如：金属纳米材料的电阻随尺寸下降而增大，电阻 温度系数的下降甚至变成负值；相反，原是绝缘体的氧化物当达到纳米级，电阻 反而下降；1 0 2 5 n m 的金属微粒矫顽力比相同的宏观材料大1 0 0 0 倍，而当颗粒 尺寸小于1 0 h m 时矫顽力变为零，表现为超顺磁性；纳米氧化物和氮化物在低频 下，节电系数增大几倍，甚至增大一个数量级，表现极大地增强效应；纳米材料 ( 氧化物) 对红3 - 、微波有良好的吸收特性。在纳米氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧 化锆、氧化锌中，也观察到常规材料无法看不到的发光现象。 作为纳米家族的重要成员，纳米半导体材料也表现出特别的电学和光学性 质。半导体纳米粒子( 1 1 0 0 n m ) 由于存在着量子尺寸效应，因此它们的光物理性 质和化学性质迅速成为目前最活跃的研究领域之一，其中纳米半导体粒子所具有 的超快速的光学非线性响应及( 室温) 光致发光等特性倍受世人瞩目。通常当半 导体粒子尺寸效应与其激子玻尔半径相近时，随着粒子尺寸的减小，半导体粒子 的有效带隙增加，其相应的吸收光谱和荧光光谱发生蓝移，从而在能带中形成一 系列分立能级。一些半导体粒子，如c d s ，c d s e ，z n o 等所呈现的量子尺寸效应可 用如下公式描述： 即) ：引，：。) + 墨一旦坚一o 2 4 s e ；， ( 0 1 ) 。 纠7 甜 i - 11 一 其中e ( 7 ) 为纳米半导体粒子的吸收带隙，r 为粒子半径，= i 二+ 二l 为 l 一，+ j 粒子的折合质量，其中m e - 1 和肌 + 分别为电子和空穴的有效质量，第二项为量 一。 2 p 4 子限域能( 蓝移) ，第三项为电子一空穴对的库仑作用能( 红移) ，e r ，2 了r _ 丁云丁为 第1 页 臼组装硅纳米结构及其光学性质的研究 引言 有效的罩德伯量。由上面公式可以看出随着粒子半径的减少，其吸收光谱发生蓝 移。 作为微电子学的主流材料，硅作为光子学材料的发展却远远落后。其主要原 因就在于没有实用的硅光源。我们知道，在动量空间，由于导带底和价带顶的垂 直跃迁是禁阻的，硅通常没有发光现象。但在过去的十多年间，人们采用了许多 方法来克服这一限制，这其中纳米技术的采用起到了重要的作用。现在我们知道 硅量子点和硅纳米晶都因为量子限制效应而极大地改变了材料的电子态和能带 结构，使得硅的量子效率比体硅材料高出好几个数量级，并且有着较大的光学非 线性甚至是光学增益。而我们研究硅量子点和硅纳米晶的制备方法和光学性质， 也是为了今后开发新型的实用硅光源打下基础。 半导体纳米材料的制各是当今研究的热点之一。根据材料应用目的，研究者 来自不同领域，制备半导体纳米材料的方法也不同。关于纳米结构的制备方法划 分至今并没有一个成熟的看法，根据纳米结构制备过程的驱动力是靠外因还是内 因来划分，大致可分为两类：一是人工组装纳米结构。所谓人工组装的纳米结构， 指按人的要求，利用物理和或化学的方法人工地将纳米尺度的物质单元组装、 排列成各种纳米结构。这类制备方法主要包括超微细离子束注入加工，电子束 光刻技术，原子操控以及化学模版法等。另外一类是所谓白组装纳米结构是指利 用自然存在的物理化学过程，例如弱的和较小方向性的非共价键，如氢键、范德 瓦尔斯力和弱的离子键等协同作用把原子、离子或分子连接在一起构筑成一个纳 米结构或纳米结构的花样，再例如通过沉积物质衬底界面处的张力作用，在衬 底上形成沉积物质的纳米结构。诸如分子束外延生长( m b e ) ，金属氧化物化学气 相沉积( m o c v d ) ，溶胶凝胶法等都属于自组装纳米结构制备方法。而在本论文 中采用的两种纳米结构制备方法离子束溅射和磁控共溅射镀膜加热处理一 一也都属于白组装的制备。 由于其高效、简便、成本低廉等特点，在固体表面采用低能离子束溅射获得 纳米结构的方法在最近受到了国内外研究人员越来越多的重视。到目前为止，研 究人员已经用这种方法在各类单晶表面获得了规则的量子点( q u a n t u md o t s ) 或者 量子：j r l ( q u a n t u mh o l e s ) 阵列，具体见下表0 1 ： + 如未特别说明，则离子束均为正入射，衬底温度为室温。e 为入射离子能量，f 为粒子 束流密度，m 为离子辐射剂量。 + + 如未特别说明，则形貌图的大小均为1 x ium 2 。 第2 页 自组装硅纳米结构及其光学性质的研究引占 表0 1 采用离子溅射方法在各种单晶表面获得纳米结构的文献报道 材料 实验参数+ 文献出处 年份 形貌图“ a r + e = 4 2 0 e v g a s b ( 1 0 0 ) f = 1 6 m a c m 2 m = 4 1 0 1 8 i o n s g i n 2 a r + e = 1 2 k c v s i ( 1 0 0 ) f = 0 2 4 m a c m 2 m = 5 4 x l o ”i o n s c m 2 s f a c s k oe a l ，s c i e n c e 1 9 9 9 2 8 5 ，1 5 5 1 g a g or e ta l ， a p p l p h y s 2 0 01 l e t t 7 8 ，3 3 1 6 l + ，黑k e ，ym l u ，p 她 邺仁淼；群等：。黝：。2 0 0 2 t = 1 0 0 0 x e + e = s k e vs h a b n i c h tp t h 。( o 0 0 1 ) m 嘉焉等篡一惫蕊 z 0 = 3 0 。1 2 5 4 1 9 c u ( 1 1 0 ) a r 间+ e = m 1 0 k e v 忽r u s p 篪o n i 盯。 a i 。r n y s - 卜0 0 9 m 赢三矗t 1 9 洲 m 。8 0 m l 8 12 7 3 5 本论文的工作，主要包括了对两种纳米结构材料( 硅单晶表面纳米结构和硅 纳米晶颗粒镶嵌薄膜) 的制备及其光学性质的实验研究和理论分析： 在引言中，我们对纳米材料的背景和研究现状进行了概述。 在第一章里，将对离子束刻蚀致硅纳米结构的制备和测量装置的介绍， 第二章概要地介绍了描述离子束溅射过程理论模型， 第3 页 自组装硅纳米结构及其光学性质的研究引言 第三章中主要介绍的是在硅单晶( 1 0 0 ) 和( 1 1 0 ) 表面的低束流密度离子束刻蚀 致纳米结构的研究结果， 在第四章里，对离子束溅射进行数值模拟的理论基础、数值模拟的结果及其 和实验结果的比较进行了小结； 第五章介绍了对硅纳米晶颗粒镶嵌薄膜的制备和光学性质初步研究结果，主 要包括薄膜的制备方法及其线性和非线性光学性质的初步实验研究和理论解释。 最后，第六章对整个论文的工作进行总结，并提出下一步可以继续进行的一 些可能的研究问题。 第4 页 自组技硅纳米结构敷其光学性质的研究第一章离子束溅射致硅量了点的制各和形貌测量 第一章离子束溅射致硅量子点的制备和形貌测量 在本章中，将对样品制备过程、离子束溅射实验系统以及用来测量样品形貌 的原子力显微镜等作简要介绍。 1 1 硅片清洗流程 实验采用的是s i ( 1 0 0 ) ( n 型，i - 9 qc m ) 年hs i ( 1 1 0 ) 0 型，1 一1 0 qc m ) 的晶片。首 先清洗掉硅片表面的有机物层，具体方法是将硅片放入由浓硫酸和双氧水以l ：1 比例混合的溶液中，将溶液煮沸并保持沸腾状态2 0 分钟，然后将硅片取出，待 其冷却后用去离子水将硅片表面残留的溶液清洗干净并将硅片晾干。然后根据样 品架的大小，我们一般将去掉有机层的硅片切成1 ) = 3 5m w , s o = 删0 2 4 7 5 10 。6c m 2 ，0 ：鲨；2 3 5 x1 0 。3 4 7 5 x1 0 6 = 1 4 7 1 0 4w c 矗( 3 4 ) 占0 再根据( 3 2 ) 式可得： y = 名告_ _ 芸等等= ：- 2 2 3 x 1 0 s c m 2 w (35)2 2 万厶l 。 z r 1 4 7 1 0 4 3 5 1 0 _ o 、 已知样品非线性折射率，与总折射率n 之间的关系为n = n 0 + r o ，因此样品由于 非线性效应导致的折射率改变为 a n = y l o = 3 2 8 1 0 “ ( 3 6 ) 我们知道半导体纳米颗粒具有相对大的表面积体积比，在颗粒表面存在大量 原子空位或缺陷，形成表面受陷态( t r a p p e ds t a t e s ) 。在外界激光作用下，这些表 面受陷态成为有效光生载流子的无辐射途径，导致大的熟致折射率变化，形成瞬 态热透镜。这个热透镜使信号光束出现发散或者汇聚”】。在我们的实验中，样品 由于连续激光的热效应，产生的是负热透镜效应。 5 4 小结 我们对用磁控共溅射方法并经的退火工艺的方法在光学石英玻璃基底上制 备硅纳米晶颗粒镶嵌薄膜进行了研究。实验发现在体积比1 14 5 的组分上得到 第4 0 页 自组装硅纳米结构及其光学性质的研究第五章硅纳米晶颗粒薄膜的制备和光学性质研究( 初步) 了较好的样品。接下来对薄膜的荧光性质的研究表明，氢钝化可以有效地增强薄 膜的荧光强度。而对薄膜光学非线性性质的初步研究表明，退火后也即纳米晶体 硅颗粒的形成可以有效地增强薄膜的光学非线性效应，样品具有较大的非线性折 射率和较强的热透镜效应，是一种有较大潜在应用价值的光学薄膜材料。 第l 蕈 白组装硅纳米结构及其光学性质的研究 第六章结论及进一步的研究方向 第六章结论及进一步的研究方向 6 1 全文小结 利用低能离子束刻蚀在固体表面获得纳米结构是近年来纳米研究领域的热 点之一。和诸如分子束外延等其他技术相比，低能离子束刻蚀是一种获得规则排 列的表面自组装纳米结构的有效而低成本的方法。对利用此方法制备的硅纳米结 构的发光性质的研究尚无文献报道。本论文此部分的工作在国际上尚属起步阶 段，因此具有前沿性和先导性的特点，研究成果将可以应用于研制新型纳米点发 光器件。 到目前为止，在半导体、氧化物和金属单晶表面都通过离子束溅射方法制备 出规则的纳米点或者纳米孔。与此同时，相关的理论模型也在不断发展和完善， 目前得到普遍认同是主要用来解释在无定形和半导体样品表面刻蚀过程的 b r a d l e y h a r p e r 模型和用于解释金属单晶表面的e h r l i c h s c h w o e b e l 模型。本论文 利用离子束溅射技术，在硅单晶表面通过优化工艺条件得到规则排列的纳米点结 构，利用原子力显微镜考察各种条件下硅表面纳米结构形貌的变化，对目前的理 论进行验证或修正。根据对我们的实验结果的仔细分析，我们认为需要对目前普 遍接受的溅射理论的看法进行修j f 。在低离子束束流溅射过程中，如果样品表面 温度较低，则离子束并不能完全使样品表面无定型化，也就是说样品表面会保留 一定的晶态结构，因此在这种实验条件下，溅射过程并不符合b h 模型的描述， 而是要考虑到e s 势垒对表面扩散的显著影响。这个结论是对目前溅射模型的重 要的补充，因为原有的理论体系中，离子束束流密度和离子能量、样品本身的属 性f 会属，半导体，氧化物等) 、样品表面温度等相比，并不是一个重要的实验参 量。而我们的实验揭示了离子束束流密度的重要性，这对今后在半导体表面采用 离子束溅射得到纳米结构有着重要的指导意义。 本论文另一部分将对纳米硅颗粒镶嵌薄膜的光学性质进行研究。半导体纳米 颗粒( 一般为l l o n t o ) 均匀镶嵌在绝缘介质基体中而形成的新型人工复合薄膜 材料近来受到极大关注；若纳米半导体颗粒半径小于块状材料自由激子的玻尔半 径，产生的量子限域效应使其能带结构和激子行为发生根本性变化，从而呈现一 些全新的光学性质，使其很可能成为新型光电功能器件的基础材料。在本论文中， 利用磁控溅射技术，采用s i 和s i 0 2 两种靶材共溅射再热处理的方法在光学石英 玻璃衬底_ k n 备纳米硅颗粒镶嵌薄膜。并对得到的薄膜光学性质进行了初步的研 第4 2 页 自组装硅纳米结构及其光学性质的研究第六章结论及进一步的研究方向 究，研究表明经过氢钝化处理后的颗粒镶嵌薄膜其光致发光性质得到显著增强， 而采用连续激光束测量薄膜的非线性光学性质发现，退火后也即纳米晶体硅颗粒 的形成可以有效地增强薄膜的光学非线性效应，样品具有较大的非线性折射率和 较强的热透镜效应，是一种有较大潜在应用价值的光学薄膜材料。 6 2 进一步研究的方向 对于第一部分工作，可以对上述的结论进行更深入的研究。正如第二章中介 绍的，e s 模型最早的发现就是因为在a g 表面斜入射的条件下，得到的不是条 纹状的图案。我们也可以考虑在低束流密度条件下，采用斜入射s i 单晶表面， 如果得到的不是条纹状图案，则是对低束流条件下s i 表面e s 模型机制的有力 证明。另外，一个需要仔细研究的内容则是对现有理论的修正，从第一性原理出 发分析束流密度的大小对溅射的影响。 而对于硅纳米晶镶嵌颗粒薄膜的工作，则需要进一步分析各实验参数对样品 的影响，目前只在1 ：4 5 组分下可以成功制备出薄膜，为了对纳米晶颗粒大小进 行调节，还需要对实验细节进行分析。而正如结论中提到的，我们的研究结果表 明连续激光束在测量薄膜的三阶光学非线性过程中对样品的热效应非常显著，样 品由于硅纳米晶颗粒表面缺陷较多，而又很强的光一热致光学非线性效应。因此 今后如果要测量样品的三阶非线性光学性质必须采用脉冲激光束进行。另外，还 可以考虑用相分离方法制备同样的薄膜，并且我们组在这方面已经有了一些实验 积累。 第4 3 页 自组装硅纳米结构段其光学性质的研究参考文献 参考文献 【1 张立德牟季美，纳米材料和纳米结构北京：科学出版社，2 0 0 2 ：2 - 2 0 【2 】f a c s k os ，d e k o r s yt ，k o e r d tc ，t r a p p ec ，k u r zh ，v o g ta a n dh a r t n a g e lh l ， f o r m a t i o no fo r d e r e dn a n o s c a l es e m i c o n d u c t o rd o t s b y i o n s p u t t e d n g ”，1 9 9 9s c i e n c e2 8 51 5 5 1 - 1 5 5 3 3 】f r o s tf ，s c h i n d l e raa n db i g lf ，“r o u g h n e s se v o l u t i o no fi o ns p u t t e r e d r o t a t i n gi n ps u r f a c e s ：p a t t e r nf o r m a t i o na n ds c a l i n gl a w s ”，2 0 0 0p h y s ， 丑e v l e t t 8 5 4 1 1 6 4 1 1 9 【4 】g a g or ，v a z q u e zl ，c u e m or ，v a r e l am ，b a l l e s t e r o sca n da l b e l l ajm ， p r o d u c t i o no fo r d e r e ds i l i c o nn a n o c r y s m l sb yl o w - e n e r g yi o ns p u t t e r i n g ”， 2 0 0 1a p p l e h y s l e t t 7 83 3 1 6 3 3 1 8 5 h a b e n i c h ts ，“m o r p h o l o g yo fg r a p h i t es u r f a c e sa f t e ri o n b e a me r o s i o n ，2 0 0 1 p h y s r e v b6 31 2 5 4 1 9 6 】f a c s k os ，b o b e kt k u r zh ，d e k o r s yt ，k y r s t asa n dc r e m e rr ，“i o n i n d u c e d f o r m a t i o no fr e g u l a rl l a n o s t r l c t u r e so na m o r p h o u sg a s bs u r f a c e s ”，2 0 0 2 a p p l p h y s l e t t 8 01 3 0 - 1 3 2 7 】l um ，y a n gxj ，p e r r ys sa n dr a b a l a i sjw ，“s e l f - o r g a n i z e dn a n o d o t f o m l m i o no nm g o ( 1 0 0 ) b yi o nb o m b a r d m e n ta th i g ht e m p e r a t u r e ”，2 0 0 2 a p p l p h y s ，l e t t 8 02 0 9 6 2 0 9 8 【8 】l u d w i g ，j r f ，e d d y , j r cr ，m a l l soa n dh e a d r i c krl ，“s i ( 1 0 0 ) s u r f a c e m o r p h o l o g ye v o l u t i o nd u r i n gn o r m a l - i n c i d e n c es p u t t e r i n gw i t h10 0 5 0 0e v a r + i o n s ”，2 0 0 2a p p l p h y s l e t t 8 12 7 7 0 - 2 7 7 2 9 】k i mj ，c a l l i l ld g a n da v e r b a c krs ，“s u r f a c em o r p h o l o g yo fg e ( 111 ) d u r i n g e t c h i n gb yk e v i o n s 2 0 0 3p h y s r e v b 6 70 4 5 4 0 4 - 1 6 【1 0 k a l f fm ，c o m s aga n dm i c h e l yt ，“t e m p e r a t u r ed e p e n d e n tm o r p h o l o g i c a l e v o l u t i o no fp t ( 1l1 ) b yi o ne r o s i o n ：d e s l a b i l i z a t i o n ，p h a s ec o e x i s t e n c ea n d c o a r s e n i n g ”，2 0 0 1s u r f s c i 4 8 83 4 6 3 5 0 11 k a h n gb ，j e o n gh a n db a r a b a s ial ，“q u a n t u md o ta n dh o l ef o r m a t i o ni n s p u t t e re r o s i o n ”，2 0 0 1a p p lp h y s l e t t 7 88 0 5 - 8 0 7 【1 2 】v a l b u s au ，b o r a g n oc a n dd em o n g e o tfb ， n a n o s t r u c t u r i n gs u r f a c e sb y i o ns p u t t e r i n g 2 0 0 2 ，e h y s jc o n d e n s m a t t e r1 48 1 5 3 8 1 7 5 13 b r a d l e yrm a n dh a r p e rjme ，“t h e o r yo fr i p p l et o p o g r a p h yi n d u c e db y i o nb o m b a r d m e n t ，19 8 8j = v a c s c i t e c h n 0 1 a62 3 9 0 2 3 9 5 第4 4 页 自组装硅纳米结构及其光学性质的研究 参考文献 1 4 1c u e r or a n db a r a b a s ia l ，“d y n a m i cs c a l i n go fi o n s p u t t e r e ds u r f a c e s ”。 1 9 9 5p h y s r e v l e t t 7 44 7 4 6 4 7 4 9 15 p o l i t i pa n dv i l l i a nj ，“e h r l i c h s c h w o e b e l i n s t a b i l i t yi nm o l e c u l a r - b e a m e p i t a x y ：a m i n i m a lm o d e l ”，1 9 9 6p h y s r e v b5 45 1 1 4 5 1 2 9 【1 6 e h r l i c hga n dh u d d afg1 9 6 6 c h e m p 枷4 41 0 3 9 ；s c h w o e b e lr la n d s h i p s e ye31 9 6 6j a p p lp 坶s 3 73 6 8 2 1 7 】k a h n gb ( p r i v a t ec o m m u n i c a t i o n s ) 1 8 】f a c s k os ，b o b e kt k u r zh a n dd e k o r s yt ，“e n e r g yd e p e n d e n c eo f q u a n t u m d o tf o r m a t i o nb yi o n s p u t t e r i n g ”2 0 0 1p h y s r e v b 6 31 6 5 3 2 9 一l - 5 【l9 】k a r d a rm ，p a r i s iga n dz h a n gyc ，“d y n a m i cs c a l i n go fg r o w i n g i n t e r f a c e s ”，l9 8 6p h y s r e v l e t t 5 68 8 9 8 9 2 2 0 r u s p o n is ，b o r a g n oca n dv a l b u s au ，“r i p p l es t r u c t u r eo i 1a g ( 110 1s u r f a c e i n d u c e db yi o ns p u r e f i n g ”，1 9 9 7p h y s r e v l e t t 7 82 7 9 5 - 2 7 9 8 【2 1 】r u s p o n is ，c o s t a n t i n iqb o r a g n oca n dv a l b u s au ，“r i p p l ew a v ev e c t o r r o t a t i o ni na n i s o t r o p i cc r y s m l s p u r e f i n g ”，1 9 9 8e h y s r e v l e t t 8 1 2 7 3 5 2 7 3 8 【2 2 】m a k e e vm aa n db a r a b a s ia l ，“i o n - i n d u c e de f f e c t i v es u r f a c ed i f f u s i o ni n i o ns p u t t e r i n g ”，19 9 7 a p p l , e h y s l e t t 7 12 8 0 0 - 2 8 0 2 2 3 b o b e kt ，f a c s k os ，k u r zhd e k o r s yt ，x uma n dt e i c h e r tc ，“t e m p o r a l e v o l u t i o no fd o tp a t t e r n sd u r i n gi o ns p u t t e r i n g ，2 0 0 3p h y s r e v b6 8 0 8 5 3 2 4 一l - 6 【2 4 】q ilj ，l iwq ，y a n gxj ，f a n gy c a n dl um ， n a n o s t r u c t u r i n go fs i ( 10 0 ) b yn o r m a l i n c i d e n ta r + i o ns p u t t e r i n ga tl o wi o nf l u x ”2 0 0 5c h i n p h y s l e t t 2 24 3 1 4 3 4 【2 5 】m i c h e l yt ，k a l f fm ，c o m s ags t r o b e lma n dh e i n i gkh ，“s t e pe d g e d i f f u s i o na n ds t e pa t o md e t a c h m e n ti ns u r f a c ee v o l u t i o n ：i o n e r o s i o no f p t ( 11 1 ) ”，2 0 0 1p r e v l e t t 8 62 5 8 9 2 5 9 2 2 6 r a n t a l att ，s t o c k m a nmi ，j e l s k ida a n dg e o g etf ，“l i n e a ra n dn o n l i n e a r o p t i c a lp r o p e r t i e s o fs m a l ls i l i c o nc l u s t e r s ”，19 9 0 c h e m 尸矗炉9 3 7 4 2 7 7 4 3 1 2 7 】j a y a l a k s h m is ，g e o r g ema a n dg - r e b e lh ， n o n l i n e a ro p t i c a lp r o p e r t i e so f s i l i c o nn a n o c l u s t e r s ”，1 9 9 7a p p l p h y s l e t t 7 07 0 8 7 1 0 2 8 、匈a y a l a k s h m is ，s h a nf a n do r e b e lh ，“a r t i f i c i a ld i e l e c t r i c s ：n o n l i n e a ro p t i c a l p r o p e r t i e s o fs i l i c o nn a n o c l u s t e r sa t = 5 3 2n m ”1 9 9 7a p p lp h y s l e t t 7 1 第4 5 页 ! 堡篓壁塑鲞堡塑垦苎堂兰堡堕塑堕壅 童妻兰堕 3 3 3 2 3 3 3 4 【2 9 】p e t r o vgi ，s h c h e s l a v s k i yva n dy a k o v l e vvv “e f f i c i e n t “r d h a r m