[发明专利]基于斜切硅衬底的超高密度锗硅量子点的制备方法

摘要

本发明属于纳米结构制备技术领域，具体为一种基于斜切硅衬底的超高密度锗硅量子点的制备方法。本发明利用斜切的Si(001)单晶片为衬底，经过化学清洗后，放入分子束外延设备中高温脱杂质，之后先外延生长一层硅的缓冲层，最后异质外延锗材料，从而得到超高密度的锗硅量子点。本发明提供了一种简单易行经济适用的方法，来获得高质量的超高密度量子点。此发明弥补了现有技术在制备高密度量子点材料时工艺繁琐且质量不高的问题。该发明所制备的高质量高密度的量子点材料将极大的提高基于量子点器件的光电转换效率。

主权项

一种基于斜切硅衬底的超高密度锗硅量子点的制备方法，其特征在于，将清洗后的硅单晶基片放入分子束外延设备中进行锗硅纳米材料的异质分子束外延生长，得到锗硅量子点；具体步骤如下：（1）取斜切方向为<110>方向， 斜切角度：2^o‑7^o的n型或p 型的斜切Si(001)单晶片作为衬底，并对其进行化学清洗；（2）将清洗后的斜切Si(001)单晶片衬底放入真空度为10^‑8‑10^‑10 torr的超高真空环境中，将衬底加热至800℃‑1000℃，保持5‑15分钟，脱附表面的杂质原子；（3）再降低衬底温度，采用纯单晶硅靶材作为硅源，通过电子束加热蒸发，在衬底上生长硅缓冲层，生长温度为500℃‑600℃，生长厚度在50nm‑100nm之间； （4）采用纯单晶锗靶材作为锗源，通过电子束加热蒸发，继续外延生长锗纳米材料，生长温度为400℃‑600℃，生长厚度在0.6nm‑1.2nm之间，生长完后立刻把温度降至室温，得到超高密度锗硅量子点。