Structure and optical properties of Ge/Si quantum dots formed by driving the evolution of Ge thin films via thermal annealing
Structure and optical properties of Ge/Si quantum dots formed by driving the evolution of Ge thin films via thermal annealing
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热退火驱动Ge薄膜演化形成的Ge/Si量子点的结构和光学性质
DOI：
10.7567/jjap.57.045602
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发表时间：
2018-03
影响因子：
1.5
通讯作者：
Y. Yang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Q.J. Shu;J. Yang;Q.B. Chi;T. Sun;C. Wang;Y. Yang
采用直流磁控溅射技术制备了Ge/Si量子点，通过控制后续的原位退火工艺，实现了Ge/Si薄膜的相变。实验结果表明，随着退火温度的升高，锗量子点体积单调增加，量子点密度先增大后减小。650℃退火10 min后，最大QD密度可达1.1 × 1011 cm−2。随着退火温度的升高，拉曼光谱得到的Ge量子点的Ge - Ge峰先发生蓝移，后发生红移。这种行为是位错和应变松弛在量子点中相互竞争的结果。同时，制作了一系列光电探测器来评价这些退火锗量子点样品的光电性能。在650°C退火的量子点样品中显示出高光电响应。我们的研究结果为基于简单可行的制造方法的全硅材料光电子集成铺平了一条有希望的道路。
Ge/Si quantum dots (QDs) are fabricated by driving the transformation of a Ge thin film-deposited using the direct current (DC) magnetron sputtering technique by controlling the subsequent in situ annealing processes. The experimental results indicate that, with the increase in annealing temperature, the volume of Ge QDs increases monotonically, while the QD density initially increases then decreases. The maximal QD density can reach 1.1 × 1011 cm−2 after a 10 min annealing at 650 °C. The Ge–Ge peak of Ge QDs obtained by Raman spectroscopy initially undergoes a blue shift and then a red shift with increasing annealing temperature. This behavior results from the competition between the dislocation and the strain relaxation in QDs. Concurrently, a series of photoelectric detectors are fabricated to evaluate the photoelectric performance of these annealed Ge QD samples. A high-photoelectricity response is demonstrated in the QD sample annealed at 650 °C. Our results pave a promising way for whole-silicon-material optical-electronic integration based on a simple and practicable fabrication method.
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影响因子：
1.5
作者：
I. Takahashi;Y. Hoshi;T. Tayagaki;T. Oikawa;K. Ohdaira;N. Usami
通讯作者：
I. Takahashi;Y. Hoshi;T. Tayagaki;T. Oikawa;K. Ohdaira;N. Usami
影响因子：
2.1
作者：
B. Pivac;I. Kovačević;P. Dubcek;N. Radic;S. Bernstorff;A. Slaoui
通讯作者：
B. Pivac;I. Kovačević;P. Dubcek;N. Radic;S. Bernstorff;A. Slaoui
影响因子：
4
作者：
Liu, HC;Gao, M;Fafard, S
通讯作者：
Fafard, S
DOI：
10.1103/physrevb.48.18203
发表时间：
1993-12
期刊：
Physical review. B, Condensed matter
影响因子：
--
作者：
Drucker
通讯作者：
Drucker
影响因子：
2.5
作者：
K. Das;S. Das;R. Singha;S. Ray;A. Raychaudhuri
通讯作者：
K. Das;S. Das;R. Singha;S. Ray;A. Raychaudhuri