2022-2023学年高二物理竞赛课件：半导体晶格失配系统

半导体晶格失配系统 ●自组织量子点或在适当条件下厚度起伏情况下产生量子点，如 在强晶格失配系统（晶格失配高于5%）中, 除了位错，在浸润层上还生长着小丘. 象，多空材料，一种分子筛，有特定的均一孔径(0.3～1nm)，只能通过相应大小的分子）或合成蛋白石(硬化的二氧化硅胶凝体)空隙中生长量子点. 这些小丘或棱锥（体） 里，生长层向着本身晶格产生驰豫,可以用扫描显微镜观察到. 这类自组织量子点或量子岛中最佳系统是 多种情况下，生长过程中势阱和势垒材料之间通常存在大范围混合，所形成量子岛成分和厚度的起伏要比界面清晰的 棱锥（体）更显著. 另外在许多情况下，这些棱锥体甚至不具有所期望的化学成分. ZnSe上形成棱锥体，例如在空气中，甚至CdSe不存在 条件下，以及CdSe/CdS系统中，扫描显微图也显示出量子岛，它们很可能是Se沉淀. 然而，最近的研究表明，量子岛的中心至少存在几乎纯净的InAs和CdSe. 在量子阱中某局域位置，经厚度或成分起伏产生的究竟是量子岛还是量子点，目前还没有一个明确的标准. ▲三维正交势阱的交点处，载流子势能达到最小值，在三维空间都受到限制。 ▲应变源：它们是一片生长在量子阱上势垒薄层之上的晶格失配材料. 应变源对量子阱材料施加的应力必然减小应变源下面势阱材料处能隙的宽度，并且产生限制性的侧面势. 产生量子点小结： 现在的研究目标是将量子点在三维格子中排列，产生人工体材料。 历史的重复： 上世纪初，开始研究具有分立能级的原子系统→分子→原子集合至三维结晶固体→能带结构和Ewald–Bloch理论. 然后，又通过限制势（不同于原子库伦势）减小维度直至人工原子，又产生分 立能级. 现在的研究又要组合这些人工原子，形成三维固体.可以预言：只要人工原子在尺寸和形状上足够均匀，彼此电耦合足够强，就不会产生新的能带形式. 10.9缺陷 缺陷态 掺杂 真实晶体中普遍存在缺陷，前面已提到缺陷产生声子局域模.电子态同样与缺陷有关, 集中在缺陷上：一维位错, 二维堆 垛层错，晶粒间界, 表面, 界面或三维沉积和空隙. 即使很好的材料中,缺陷的密度也达到 仅仅是文献中结果，通常仅针对于“电激发”产生的缺陷,这意味电离了的施主和受主的浓度之差, 这里忽略了不是由电激活缺陷,但是它们仍然可以作为散射或复合中心. 在高质量材料中,位错的浓 度范围为 缺陷的电性质 $$