21、分子束外延法制备有序量子环及液滴外延法自组装半导体量子环复合物

分子束外延法制备有序量子环及液滴外延法自组装半导体量子环复合物

在纳米技术领域，量子环的研究一直是热点，它在量子计算、光电子器件等方面具有巨大的应用潜力。本文将介绍有序量子环的制备方法以及液滴外延法自组装半导体量子环复合物的相关内容。

有序GeSi纳米环在图案化Si(100)衬底上的制备

在图案化的具有有序纳米图案的衬底上可以获得横向对齐的纳米结构。目前已经开发出多种创建纳米图案的方法，如纳米压印光刻、全息光刻、阳极氧化纳米光刻和纳米球光刻等。其中，纳米球光刻是一种经济高效且高通量的纳米制造技术，已被用于创建有序的GeSi量子点。通过用薄的Si覆盖层覆盖GeSi量子点，可以形成GeSi纳米环。

纳米球光刻进行纳米图案化主要包括以下四个步骤：
1. 聚苯乙烯球单层组装 ：将直径为430nm的聚苯乙烯球悬浮液与甲醇按1:1混合，使用Weekes方法在去离子水表面组装聚苯乙烯纳米球形成紧密堆积的单层，然后通过排出去离子水将其转移到具有氢终止表面的干净p型Si(001)衬底上。
2. 聚苯乙烯球尺寸缩小 ：通过反应离子蚀刻将聚苯乙烯球的直径缩小到约80nm。
3. 掩膜形成 ：在覆盖有聚苯乙烯球的表面沉积1nm厚的Au薄膜后，通过Au催化氧化形成Au - Si合金和SiO₂掩膜。然后将衬底浸入四氢呋喃中，在超声处理下去除聚苯乙烯球。
4. 蚀刻形成坑图案 ：形成掩膜后，在KOH溶液中蚀刻衬底，创建具有{111}面的有序倒金字塔形坑。将衬底浸入KI:I₂:H₂O（4:1:40）溶液中10小时，以去除Au和Au