论文部分内容阅读
近年来,在半导体纳米技术领域中,与量子点(QD)等半导体纳米单元结构功能相关的量子点生长制备技术及其光电器件的应用成为了研究热点,主要是由于纳米功能单元在单芯片上集成是衡量半导体纳米技术发展的标准。本论文围绕量子点的电子结构特性以及生长机制展开相关的理论研究,主要研究内容如下:1.在连续弹性理论的框架下,基于有效质量近似理论,利用有限元方法(FEM)研究了应变补偿层对量子点的应力场以及对InAs/GaAs量子点的补偿作用。分别研究了应变补偿层的位置的和N浓度对量子点导带,价带,电子和空穴的能级影响的规律,并在研究的基础上提出了补偿浓度和补偿位置的优化补偿方案。2.在研究完应变补偿层对量子点电子结构的影响后,进一步对量子点电子结构的外界影响条件做了研究。建立在机械外力作用下的量子点几何模型,在有效质量近似理论和有限元方法(FEM)的理论基础上,研究InAs/GaAs半导体量子点在机械外力方向和大小不同的情况下的应变场和带边的变化规律,以及电子和空穴能级的变化规律,为实验中实现外力调控量子点发光波长提供了理论依据。3.在以上两章对外界条件对量子点电子结构影响规律的研究基础上,对量子点的生长做了更深入的研究。利用动力学蒙特卡罗方法模型,基于图形沉底结构研究了S-K生长模式下的半导体自组织量子点生长。深入研究了温度、沉积速率和生长停顿时间等生长参数对生长表面形态分布及岛的数量分布的影响。这些为量子点的规则生长、优化工艺和调整提供了理论依据。