臺灣博碩士論文加值系統

中文摘要

本文以分子束磊晶法成長局部應變誘發(strain-induced)的硒化鋅鎘/硒化鋅量子點。利用硒化鎘量子點做為局部應力源，我們觀察到下層的硒化鋅鎘量子井產生局部應變改變，進而使硒化鋅鎘量子井的能隙產生局部改變，導致形成載子三維侷限的量子點結構。其中我們將硒化鋅鎘量子井上面的硒化鋅間隔層 (spcer layer)厚度從20 nm變化至5 nm，觀察局部應變影響的程度。低溫光激螢光光譜分別觀察到樣品內之硒化鋅鎘量子井、應變誘發的硒化鋅鎘量子點、上層硒化鎘量子點、硒化鋅以及硒化鋅間隔層受應變影響的結構，等等的躍遷發光。其中受應變誘發的硒化鋅鎘量子點螢光能量與硒化鋅鎘量子井的螢光能量差，隨著間隔層厚度變小而變大。另外，由變溫光激螢光光譜得到間隔層為5 nm的樣品需要更高的溫度，載子才有足夠的熱動能脫離應變誘發量子點的侷限。

Abstract

In this report, we grew local strain-induced ZnCdSe/ZnSe quantum dots (SIQDs) by molecular beam epitaxy. In order to confine in all three dimensions, we created strain fields through self-assembled CdSe quantum dots, used to locally modify the band structure of nearby quantum well. Thus, the upper barrier (spacer layer) thickness of quantum well was modified from 20 nm to 5 nm. In photoluminescence measurements, five signals from the strain-induced ZnCdSe quantum dots, the primary ZnCdSe quantum well, the CdSe quantum dots, the ZnSe and the strained ZnSe spacer layer were observed, respectively. Additionally, the photoluminescence spectra showed the confinement depth of SIQDs increase with the spacer layer thickness decrease .

目錄

中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I
英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅱ
目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅲ
圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． IV
表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． Ⅵ

第一章 序論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

第二章 實驗．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
2.1 Veeco EPI 620分子束磊晶系統．．．．．．．．．．．．． ．3
2.2樣品製備以及樣品結構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
2.3 光激螢光光譜儀系統．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2.4 原子力顯微鏡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.5 X光繞射儀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

第三章 結果與討論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.1 硒化鋅緩衝層的成長．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.2 光激螢光光譜圖中各訊號來源．．．．．．．．．．．．．20
3.3 硒化鎘沾濕層對量子井的影響．．．．．．．．．．．．．．．21
3.4 硒化鋅間隔層厚度對於應變誘發量子點的影響．．．．．．．．22
3.5 應變誘發量子點的變溫光激螢光光譜．．．．．．．．．．．．23
第四章 總結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
圖目錄
圖2.1-1 分子束磊晶系統儀器設置圖．．．．．．．．．．．．．．．．．11
圖2.2-1 硒化鋅鎘X光繞射實驗圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
圖2.2-2 內差法求得成份比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
圖2.2-3 樣品結構圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
圖2.3-1 光激螢光光譜儀器裝置圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
圖2.4-1 原子力顯微鏡器裝置和工作原理．．．．．．．．．．．．．．．18
圖3.1-1 緩衝層樣品之原子力顯微鏡實驗圖．．．．．．．．．．．．．． 24
圖3.1-2 平整緩衝層之量子井低溫光激螢光光譜圖．．．．．．．．．．． 25
圖3.1-3 平整緩衝層之量子井原子力顯微鏡實驗圖．．．．．．．．．．．26
圖3.2-1 含覆蓋層且間隔層為 20 nm的樣品低溫光激螢光光譜圖．．．．．28
圖3.2-2 硒化鋅鎘量子井與含有覆蓋層且間隔層為 20 nm的樣品低溫光激螢
光光譜圖比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
圖3.2-3 硒化鋅薄膜低溫光激螢光光譜圖．．．．．．．．．．．．．．．30
圖3.2-4 不同間隔層樣品之原子力顯微鏡圖．．．．．．．．．．．．．．31
圖3.3-1 硒化鋅鎘量子井與含有覆蓋層且間隔層為 20 nm的樣品低溫光激螢光
光譜圖比較．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．33
圖3.3-2 硒化鋅鎘量子井與未含覆蓋層且間隔層為 20 nm的樣品低溫光激螢光
光譜圖比較．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34
圖3.3-3 含覆蓋層樣品量子井訊號與硒化鋅鎘量子井低溫光激螢光光譜比較
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
圖3.3-4 未含覆蓋層樣品量子井訊號與硒化鋅鎘量子井低溫光激螢光光譜比較
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
圖3.4-1 含覆蓋層的硒化鋅鎘量子井及低能量應力誘發量子點之能量差與間
隔層厚度的關係圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
圖3.5-1(a)含覆蓋層樣品且間隔層為 20 nm的變溫光激螢光光譜比較．．．38
圖3.5-1(b)含覆蓋層樣品且間隔層為15 nm的變溫光激螢光光譜比較．．．39
圖3.5-1(c)含覆蓋層樣品且間隔層為10 nm的變溫光激螢光光譜比較．．．40
圖3.5-1(d)含覆蓋層樣品且間隔層為5 nm的變溫光激螢光光譜比較．．．．41



表目錄

表一 硒化鋅緩衝層樣品成長條件．．．．．．．．．．．．．． 15
表二 硒化鋅鎘/硒化鋅樣品參數表．．．．．．．．．．．．．． 16
表三 硒化鋅緩衝層粗糙度整理表．．．．．．．．．．．．． 27
表四 公式參數表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 32

參考文獻

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