【摘 要】
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本文利用液滴外延法在Ga As（001）衬底上制备In As量子环结构。通过控制变量分别探究了沉积速率、沉积量、As束流压强对In液滴在Ga As表面生长各个过程中产生的影响,并通过改变衬底温度,探究In As纳米结构从液滴状转变成为量子环的生长机制。本文得到的结论如下:（1）保持其他生长参数不变,观察不同生长速率对Ga As表面In As纳米结构生长的影响。发现沉积速率主要通过影响In液滴成核率
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本文利用液滴外延法在Ga As（001）衬底上制备In As量子环结构。通过控制变量分别探究了沉积速率、沉积量、As束流压强对In液滴在Ga As表面生长各个过程中产生的影响,并通过改变衬底温度,探究In As纳米结构从液滴状转变成为量子环的生长机制。本文得到的结论如下:（1）保持其他生长参数不变,观察不同生长速率对Ga As表面In As纳米结构生长的影响。发现沉积速率主要通过影响In液滴成核率来控制液滴形成密度,即随着沉积速率的增大,原子在衬底表面的成核率增加,使得Ga As表面In As纳米结构密度也随之增加,实验现象符合经典成核理论与成核过程中吉布斯自由能的变化。（2）保持其他生长参数不变,观察不同In沉积量对Ga As表面的In As纳米结构的形貌影响。发现随着沉积量的增加,In As纳米结构的体积出现明显增加,而密度呈现先增加后减小的趋势,且原子在衬底表面的扩散行为出现明显的各向异性。说明In沉积量的改变主要影响着液滴熟化的过程,为Ga As表面In液滴的熟化提供了更多可参与生长的活跃In原子,促进了液滴的熟化程度,使得后续扩散坍塌的原子数量增加,导致In As纳米结构出现盘中多量子点的现象。（3）保持其他生长参数不变,观察不同As束流压强对Ga As表面In As纳米结构的形貌影响。发现随着As压的增加,In As纳米结构的高度不断减小的同时直径不断增加,As原子吸引液滴中的In原子更倾向于向外扩散形成二维纳米结构,但由于原子的表面平均激活能影响,使得In As纳米结构形成点环混合结构,说明高温As原子为在In As/Ga As系统再次提供热激活能,并在晶化阶段改变In液滴形貌。（4）选取最佳的生长参数（沉积速率:0.15ML/s、沉积量:5ML、As压:3.75μTorr）,观察不同衬底温度对In As量子环生长过程中的影响。发现衬底温度主要通过增加或降低In原子的能量,从而改变In原子在Ga As表面成核阶段的成核率,熟化阶段的熟化速率和晶化阶段与As原子的结合速率;并通过升温晶化和降温晶化两种方式验证了Ga As表面的In As量子环的形成是伴随着液滴的坍塌与分裂,液滴内In原子扩散至液滴周围与As原子结合而形成。本文利用液滴外延法成功在Ga As（001）表面制备出In As量子环,并基于实验现象总结了In As量子环的生长机制,为利用液滴外延法的In As量子环制备研究提供了实验基础。
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