Ge/Si量子点因其独特的量子限制效应,在光电子、微电子和单电子器件等领域有着重要的应用前景,而量子点成核位置的精确控制和尺寸均匀性的提高则是实现其应用的关键所在,成为目前研究的热点之一本文基于聚苯乙烯纳米球模板和刻蚀技术,利用离子束溅射技术(IBSD)对Si基有序Ge量子点阵的制备进行研究,通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Raman)的表征分析,获得了以下结果：表面活性剂是决定单层聚苯乙烯纳米球薄膜质量的重要因素,通过调节表面活性剂的剂量,获得了单层六角密排的纳米球薄膜。当加入少量的表面活性剂-十二烷基硫酸钠(SDS)可获得表面平整、基本无缺陷且有序排列的PS纳米球单层薄膜；加入稍多的SDS,薄膜的有序性变差,形成类双层的结构；而不加SDS时,薄膜中则存在较多的缺陷。将聚苯乙烯(PS)纳米球自组装排列成六角密排的单层薄膜作为模板,利用离子束溅射技术室温下直接在模板上沉积Si或者Ge,之后使用超声振动去除PS纳米球,最后进行退火处理以提高量子点的结晶性,获得了大面积且呈周期性六角有序分布的量子点阵。对比不同沉积量下量子点的尺寸可以看出,量子点的底宽随着沉积量的增大而增大,高度有所减小。这主要由于增多的沉积原子更加趋于扩散到点的底部,并不断填充密排相邻纳米球之间的空隙。基于PS纳米球刻蚀的有序坑形图案Si衬底,利用离子束溅射技术制备了有序Ge量子点阵,研究了不同生长温度、缓冲层厚度及变温生长Ge层等条件下图案衬底上Ge原子的扩散和聚集,通过调控量子点成核时表面化学势的局部最小值位点,并在满足表面曲率和扩散的条件下,分别在纳米坑的顶部和内部获得了呈周期性六角有序分布且尺寸均匀的Ge量子点阵。分析了在图案衬底上溅射生长Ge点的成核机理,即表面能和应变能对表面化学势作用的相对强度控制着Ge原子的成核位置。