臺灣博碩士論文加值系統

摘 要
利用分子束磊晶術成功地在砷化鎵（100）基板上成長碲化鎘磊晶層，其中在基板與碲化鎘間加入硒化鋅和碲化鋅為緩衝層。藉由改變碲化鎘磊晶層二六族元素流量比及硒化鋅和碲化鋅緩衝層厚度，並利用光反射及光激螢光觀察碲化鎘的重、輕電洞的分裂及近能隙的光學躍遷，嘗試決定出最佳磊晶條件。再依據此條件成功地成長出一系列不同覆蓋厚度的碲化鎘奈米結構。利用數值模擬的活化能區分量子井及量子點的變溫光激螢光譜。並利用以上的結果推測碲化鎘量子點的成長模式。
最後利用原子遷移強化磊晶及傳統分子束磊晶術這兩種不同的磊晶方式將量子點與量子井成長在同一基板上，以形成量子點耦合量子井結構。再試著改變量子點與量子井間隔層的厚度，藉由變溫光激螢光求得的活化能變化，分析被量子井捕捉的載子經穿隧效應在量子點的復合中心被侷限而發出螢光的方式。

Abstract
CdTe epilayers were grown on the GaAs (100) substrates with the ZnSe and ZnTe buffer layers by the molecular beam epitaxy. The optimized growth condition, which was achieved by adjusting the II/VI group element flux ratio and the thickness of the ZnSe and ZnTe buffer layer, was determined by the investigation of heavy and light hole splitting and the near band edge transition of the reflectance and photoluminescence spectra. The CdTe nano-structures of various coverage thickness were grown according to the above growth condition. The numerical simulation of activation energy was used to differentiate the temperature dependent photoluminescence spectra of the quantum well and quantum dot structures. The growth mode of CdTe quantum dot was then concluded.
Finally, the migration enhanced epitaxy and the traditional molecular beam epitaxy were used to grow the quantum dots and the quantum well on a single GaAs substrate to form a coupled quantum dots and quantum well structure. By the temperature dependent photoluminescence spectra, the effect of the thickness of the isolation layer between the quantum dots and the quantum well on the activation energy was obtained. It was used to analyze the luminescence mechanism of the confined electrons and holes tunneled from the quantum well to the quantum dot recombination center.

目 錄
中文摘要………………………………………I
英文摘要………………………………………II
誌謝……………………………………………III
目錄……………………………………………IV
圖目錄…………………………………………V
表目錄…………………………………………VII
第一章 簡介…………………………………1
第二章 實驗部分……………………………5
第一節 分子束磊晶系統……………………5
第二節 光激螢光量測實驗…………………7
第三節 光反射量測實驗……………………7
第三章 結果與討論…………………………9
第四章 光性改良……………………………13
第五章 結論…………………………………16
第六章 未來展望……………………………17
參考文獻………………………………………18
圖 目 錄
圖 2-1、EPI 620分子束磊晶系統 （MBE），包含載入腔 (Introduction Chamber) 、分子束源(Effusion Cell)、磊晶腔（Growth Chamber）、傳送軸（Transfer Rod）、主要擋板（main shutter）等…………………………21
圖 2-2、碲化鎘磊晶層結構示意圖……………………22
圖 2-3、碲化鎘量子點層結構示意圖…………………22
圖 2-4、碲化鎘量子點耦合量子井結構示意圖………22
圖 2-5、光激螢光譜實驗的裝置圖……………………23
圖 2-6、反射譜實驗的裝置圖…………………………24
圖 3-1、樣品EPI1至EPI4在溫度為13K時的光激螢光譜圖………25
圖 3-2、EPI1、EPI2及EPI4的光反射譜圖……………26
圖 3-3、樣品QD2.0、QD2.3、QD2.5、QD3.0、QD3.3、QD3.5及QD4.0在溫度14 K時的光激螢光譜圖…………27
圖 3-4、樣品QD2.5的變溫光激螢光譜圖……………28
圖 3-5、樣品QD3.0及QD2.5做模擬活化能的曲線，其活化能分別為56.4和39.0 meV………………………………29
圖 4-1、樣品WD5、WD10、WD20及WD100量子點耦合量子井結構溫度在14K的光激螢光譜圖………………………30
圖 4-2、樣品WD100的變溫光激螢光譜圖……………31
圖 4-3、樣品WD100的活化能圖，其中量子點與量子井的活化能分別為55.9及39.6 meV…………………………32
圖 4-4、樣品WD5、WD10及WD20溫度在14K的的光激螢光譜圖…………………………………………………………33
圖 4-5、樣品WD5的活化能圖…………………………34
表 目 錄
表2-1、碲化鎘磊晶層樣品……………………………35
表2-2、碲化鎘量子點結構……………………………36
表2-3、碲化鎘量子點耦合量子井結構………………37
表3-1、碲化鎘量子點厚度對能隙、半強度頻寬及活化能的變化…38
表4-1、碲化鋅間隔層厚度對能隙、半強度頻寬及活化能的變化…39

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