低维InGaAs纳米结构的可控生长和表征.docx

低维InGaAs纳米结构的可控生长和表征
低维InGaAs纳米结构的可控生长和表征
摘要：
低维纳米结构材料在纳米电子学和光电子学中具有重要的应用。本论文综述了InGaAs纳米结构的可控生长方法和表征技术，着重介绍了金属有机化学气相沉积（MOCVD）和分子束外延（MBE）两种主要生长技术，以及透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征技术。本论文的研究对于InGaAs纳米结构的可控生长和性质调控具有重要的参考价值。
1.引言
纳米结构材料是一种在各个方向上都具有尺寸限制的材料，其尺寸往往只有几个纳米到几百个纳米。由于具有尺寸效应和量子效应的特殊性质，纳米结构材料在纳米电子学和光电子学领域具有广泛的应用前景。InGaAs是一种广泛应用于半导体器件中的材料，具有优异的电学和光学性能。在低维纳米结构中，InGaAs具有更加特殊的性质，因此研究InGaAs纳米结构的可控生长和表征具有重要意义。
2.InGaAs纳米结构的可控生长
2.1金属有机化学气相沉积（MOCVD）
MOCVD是一种广泛应用于半导体材料生长的方法，其工作原理是通过在低压条件下将金属有机前体和载气一起引入反应室中，通过热分解和表面反应来生长所需的薄膜。在InGaAs纳米结构的生长中，MOCVD方法可以实现对InGaAs的控制生长，可以通过调节反应温度、载气流量和金属有机前体的浓度来控制InGaAs的组分和尺寸。
2.2分子束外延（MBE）
MBE是一种通过在超高真空下蒸发金属材料来生长薄膜的方法。在InGaAs纳米结构的生长中，MBE方法可以实现对InGaAs的高度控制生长，可以通过调节蒸发源的温度和功率来控制InGaAs的组分和尺寸。MBE方法具有生长速度快、杂质控制好等优点，因此在InGaAs纳米结构的可控生长中得到了广泛应用。
3.InGaAs纳米结构的表征技术
3.1透射电子显微镜（TEM）
TEM是一种利用电子束穿透材料来观察和分析材料结构的技术。通过TEM可以观察到纳米尺度下的InGaAs纳米结构的形貌、尺寸和组织结构等信息。此外，通过TEM还可以进行能谱分析和电子衍射实验，进一步确定InGaAs纳米结构的组分和结晶质量。
3.2扫描电子显微镜（SEM）
SEM是一种利用电子束扫描材料表面并收集被激发的次级电子和反射电子来观察材料表面形貌的技术。通过SEM可以观察到InGaAs纳米结构的表面形貌、尺寸和形状等信息。此外，通过SEM还可以进行能谱分析和表面形貌三维重建等实验，进一步确定InGaAs纳米结构的组分和形貌。
3.3X射线衍射（XRD）
XRD是一种利用X射线与材料结构相互作用来分析材料结晶性质的技术。通过XRD可以得到InGaAs纳米结构的晶格常数、晶面方位和晶体质量等信息。此外，通过XRD还可以进行倾斜X射线衍射和逆空间映射等实验，进一步确定InGaAs纳米结构的晶体结构和衍射强度。
4.结论
本论文综述了InGaAs纳米结构的可控生长和表征技术。通过MOCVD和MBE方法，可以实现对InGaAs纳米结构的控制生长，可以通过调节反应条件和材料参数来实现对InGaAs纳米结构的组分和尺寸的调控。通过TEM、SEM和XRD等表征技术，可以对InGaAs纳米结构的形貌、尺寸、组织结构和晶体性质进行全面分析和表征。本论文的研究对于InGaAs纳米结构的可控生长和性质调控具有重要的参考价值，为其在纳米电子学和光电子学中的应用提供了理论和实验基础。
参考文献：
[1]赵宁.纳米科学与技术教程[M].科学出版社,2010.
[2]朱石林,韩健.金属有机化学气相沉积技术在InGaAs生长中的应用[J].真空科学与技术学报,2012,32(4):381-386.
[3]TixierS,RocheE,Lema?treA,etal.Comparativestudyofquantumdotsfabricatedfromdifferentgrowthtechniques[J].JournalofAppliedPhysics,2007,102(4):043107.
[4]JingshanDu,WeihaoLiao,ChongxinShan,etal.MBE-grown500nmInGaAsonInPsubstratesfornanopillarapplications[J].JournalofCrystalGrowth,2016,435:9-13.