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基金项目 ! 国家自然科学基金 （ ./0 1##-1##"2 ./0 133#1##’ ） , 3$* 基金 （ ./0 4’####1-* ） 男， 硕士生 ) 5 % 6789! :;<= >?@0 A?680 7B0 BC + 0 作者简介：曲宝壮 ) "3$$ % + ，
!"#$ E ! " # +0*(*+8,(":8"+: .) E A :0,,8 435*6 < 5*6 7’*38’9.8: 图 E 四层 435*6 < 5*6 量子点的 ! " # 特性曲线
!"#$ ; &’()*+, -.(/0.1.#2 .) E A :0,,8 435*6 < 5*6 7’*38’- 9.8: 图 ; 四层 435*6 < 5*6 量子点的表面形貌图
D实验Leabharlann 8.()* 量子点是在低压下采用金属有机化学气 法生长的。 三甲基镓（ 作为镓 相沉积（ EFGHI） JE(） 源， 乙基二甲基铟 6 KIE8. 7 和氨气分别作为铟源和 氮源， 纯氢作为载气。首先生长常规的高温 ()*L 将 清洗后的蓝宝石 （ M 2 BND F& ） 衬底放入反应室，在 !O9OO G 氢气气氛下退火 DOP1.，再在同一温度的氮 气气氛下处理 &P1. 以氮化衬底，在 9&OO G 下生长 &O.P 厚的 ()* 缓冲层，温度再升高到 !O&OO G 生长 !"P 厚的高温 ()* 薄膜；第二步是将生长的高温 ()* 薄膜钝化，作为量子点生长的衬底。降低生长 温度和采用钝化工艺是为了减小 ()* 表面的扩散 长度$ 增加表面吸附原子的迁移势垒和降低表面自 由能， 促进量子点的形成。将 ()* 样品从反应室中
!"#$ D ! " # +0*(*+8,(":8"+: .) E A :0,,8 435*6 < 5*6 :8(’+8’(, +.38*"3"3# 3. 7’*38’- 9.8: 图 D 只有 435*6 浸润层而没有生长 435*6 量子点样品的 ! " # 特性
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引言
近年来， DDD 族氮化物半导体的研究突飞猛进，
功， 其寿命超过 "####H E ’ F 。但与 47IA 及 DCJ 基激光 二极管相比， 47. 基激光二极管的阈值电流密度较 高，因此如何降低其阈值电流密度成为目前人们研 究的焦点。 与量子阱的一维限制不同， 量子点在空间
已研制出高效率的 47. 基蓝绿光发光二极管 E " F ， DCG 47. 作为有源层的 47. 基激光二极管也已研制成
=期
曲宝壮等 K 新工艺生长的 435*6 量子点的结构与电学性质研究
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象， 与低压处相比， 这里的负阻信号较弱。 作为比较， 实验还测量了没有生长 435*6 量子点只生长 435*6 浸润层的样品 H 该样品的生长条件与参数和生长 43I 只是没有进行钝化 J 的 ! " 5*6 量子点的条件相同， # 特性C 如图 D 所示。在 %$ ;F 左右处观察到一明显 的负阻现象。 由于只含有 435*6 浸润层的 435*6 < 5*6 样品是量子阱结构，所以可以认为所观察到的 负阻现象来源于二维量子阱的共振隧穿。值得注意 的是图 E 中比较强的信号 （ %$ %GF 和 %$ ;BF 处的负 阻现象）与图 D 中负阻现象出现在相近的电压范围 内 C 所以图 E 中 %$ %GF 和 %$ ;BF 处的负阻现象来源 于二维量子阱的共振隧穿 C 而其它电压处的负阻现
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功能材料与器件学报
#卷
三个维度上都存在量子限制，它的电子态密度呈 ! 函数形状。这种结构有许多优越的物理性能 $ 如阈 值电流密度非常低，特征温度较高和发光光谱尖锐 等 % & ’ 。还在量子点中观察到激子和双激子的复合 % " ’ ， 这种现象有许多特殊的意义。因此人们期望用量子 点结构作为 ()* 基激光器的有源层， 从而降低阈值 电流密度。 目前人们采用 +,-)./01 2 3-)/,).45 6 +3 7 模式的 在 应变自组织生长方法制作 888 族氮化物量子点 % 9 ’ 。 +3 生长模式下 $ 当二维平面生长的浸润层达到临界 厚度时， 外延生长发生 +3 转变， 由二维平面生长转 变为三维岛状生长，从而形成自组装量子点。这种 生长方法的优点是生长的量子点位错少，样品质量 好 : 缺点是生长的量子点密度低， 空间有序性差， 尺 寸涨落大， 可调范围小。另一种常用的生长 888 族氮 化物量子点的方法是采用抗表面剂的生长方法 $ 抗 表面剂用来控制生长的动力学过程 $ +;<. => 2 ?1).@ 等已经成功地应用 +1 作为抗表面剂生长量子点结 构
曲宝壮，朱勤生，陈 振，陆大成，韩培德，刘祥林， 王晓晖，孙学浩，李昱峰，陆 沅，黎大兵，王占国
（ 中国科学院半导体所材料开放实验室，北京 "###-*） 技术2 采用一种称为低温钝化的新生长方法成功地生 摘要：利用金属有机化学气相沉积（ KLMNO） 长出多层 DC47. P 47. 量子点。这种方法是对 47. 表面进行钝化并在低温下生长 2 从而增加表面吸 附原子的迁移势垒。采用原子力显微镜清楚地观察到该方法生长的样品中岛状的量子点。从量子点 样品的 ! " # 特性曲线观察到了共振隧穿引起的负阻效应， 其中的锯齿状峰形归因于零维量子点的 共振隧穿。 关键词：量子点 , KLMNO, 共振隧穿 , DC47. P 47. 中图分类号：Q.*#&0 #(( 文献标识码 ! I
用 ! " # 曲线来研究样品的电学性质。图 E 是 室温下测得的 E 层 435*6 < 5*6 量子点的 ! " # 特 性曲线。电压在 %$ %F 到 %$ >F 之间扫描时， 电流明 显变化。在 %$ %GF， ， 和 %$ ;BF %$ D>F %$ >@F 处随着 电压的上升电流突然下降， 电阻呈现负值 C 表现出明 显的微分负阻效应。这可能来源于低维系统的共振 隧穿。在电压高于 %$ >F 时，也存在一系列负阻现
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第 3 卷第 " 期 ’##* 年 * 月
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