納米技術(shù)及其應(yīng)用第六章(完整版)
【正文】 167。 量子點(diǎn)的類型及制備方法 Back 167。 量子點(diǎn)的電子占據(jù)離散的能級。 量子點(diǎn)通常是指由人工制造的小系統(tǒng)，尺寸為 10nm～1μm，其中含有 1～ 1000個可以被控制的電子。 多量子阱 超晶格 勢壘較窄 勢壘較寬 167。 量子阱、量子線和量子點(diǎn)的概念 量子阱 ——半導(dǎo)體中的二維電子氣 ：電子一個方向的自由度被限制，而在其它兩個維度上可自由或準(zhǔn)自由的運(yùn)動。 量子阱、量子線和量子點(diǎn)的概念 167。 量子阱、量子線和量子點(diǎn)的概念 隨著對半導(dǎo)體微結(jié)構(gòu)的研究深入，以及半導(dǎo)體超精細(xì)加工（如電子束光刻）技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)可以制成一類新的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，即半導(dǎo)體納米級結(jié)構(gòu)。g Eg 采用分子束外延技術(shù)可以制備！ 量子阱的能級圖 167。 量子阱、量子線和量子點(diǎn)的概念 量子線的其它制備方法 三種量子線的制備方法（量子線的界面質(zhì)量不相同） 167。這些電子的德布羅意波長是可以與點(diǎn)的尺寸相比的。 量子阱中的量子尺寸效應(yīng) 能級間隔與勢阱寬度的平方成反比， Lz越小，能級間隔就越大。 缺點(diǎn)是： 只能為一種載流子，不能同時為電子和空穴提供尺寸限制，所以只適用于制造低維電子器件。 量子點(diǎn)的類型及制備方法 自組織生長方法的特點(diǎn)： 二維生長模式向三維生長模式的臨界轉(zhuǎn)變厚度取決于晶格失配度和生長條件，如襯底溫度、生長速度等等。 量子點(diǎn)器件簡介 Back 167。 ——受激發(fā)射！ 隨著光子數(shù)目不斷增加，它們就匯入到一束公共的光波中而使其強(qiáng)度不斷增大，直到從兩塊反射鏡之一射出一個集中的聚焦光束。 量子點(diǎn)器件簡介 量子點(diǎn)激光器在未來的 光學(xué)計算機(jī) 中具有多種多樣的用途。量子點(diǎn)的柵壓 Vg則是加在異質(zhì)結(jié)的襯底上，改變 Vg可以改變島區(qū)二維電子氣的電荷密度，控制島中電荷。 U U0 V 電子盒 SET靜電計 I SET三極管靜電計測量電子盒的結(jié)電荷 1 2 3 b 4 m 6 5 I Cg Cc C/2 C/2 C/2 C/2 167。 167。 柵 源 漏 +V/2 V/2 庫侖島 R1， C1 Cg Vg R2， C2 167。 量子點(diǎn)器件簡介 在 I—Q0/e關(guān)系上表現(xiàn)為以 e為周期的電流曲線，電流波峰位于半整數(shù)處。 五、應(yīng)用 167。 量子點(diǎn)器件簡介 單電子晶體管一般存在兩種形式： 一個是 NNN態(tài) ， 即島與導(dǎo)線都在正常態(tài) （ N） 。 在 Q0≡CgVg=0的情況下 ， 要向島上加一個電子 ， 即充以電量為 e的電荷 ， 所需的能量為 Ec=e2/2CΣ， 這個勢壘能被稱為庫侖阻塞能 。單電子晶體管是一種新型的納米結(jié)構(gòu)器件，它設(shè)計和制造的基本原理就是庫侖阻塞效應(yīng)和單電子隧穿效應(yīng)。它是具有兩個門的最簡單的器件，可被視為通過結(jié)連接的兩個單電子盒。 量子點(diǎn)器件簡介 半導(dǎo)體量子點(diǎn)接觸形成的單電子器件 （量子點(diǎn)旋轉(zhuǎn)門平面圖） 量子點(diǎn)島區(qū) 點(diǎn)接觸 點(diǎn)接觸 分裂柵 分裂柵 設(shè)想在控制電子進(jìn) 、 出量子點(diǎn)的 兩個點(diǎn)接觸上分別加相位相差 180o的兩個交流調(diào)制信號 ，使這兩個勢壘的高度交替地上抬或下降 。 （如果只用一根火柴就可以燒開一壺水的話，那么等待一壺水燒開的時間就可以大大縮短?。?已經(jīng)有一些激光器能夠以快于每秒鐘 200億次的速度開關(guān)。 量子點(diǎn)器件簡介 注意：傳統(tǒng)的激光器產(chǎn)生的激光單色性雖然好，但不是所有的光子都被用于激光發(fā)射的任務(wù)中去了！有些光子碰到激光器壁變成熱量散發(fā)出去了。 量子點(diǎn)器件簡介 量子點(diǎn)激光器 Laser: light amplification by stimulat
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