InAs管状团簇及单壁InAs纳米管的结构、稳定性和电子性质(英文)

采用密度泛函理论研究了InnAsn (n≤90)管状团簇以及单壁InAs纳米管的几何结构、稳定性和电子性质. 小团簇InnAsn (n=1-3)基态结构和电子性质的计算结果与已有报道相一致. 当n≥4时优化得到了一族稳定的管状团簇, 其结构基元(In原子与As原子交替排列的四元环和六元环结构)满足共同的衍化通式. 团簇的平均结合能表明横截面为八个原子的管状团簇稳定性最好. 管状团簇前线轨道随尺寸的变化规律有效地解释了一维稳定管状团簇的生长原因, 同时也说明了实验上之所以能合成InAs纳米管的微观机理. 此外, 研究结果表明通过管状团簇的有效组装可得到宽带隙的InAs半导体单壁纳米管.

InAs纳米颗粒的制备及性能表征

以InCl3.4H2O、KBH4、As2O3和三乙醇胺为原料,采用溶剂热-退火法制备出了InAs纳米颗粒。用XRD、TEM和拉曼光谱仪对产物的微观结构进行表征。研究了反应物的配比和退火温度对产物的物相和形貌的影响,得到制备InAs纳米颗粒的最佳工艺参数为:反应物As2O3、InCl3.4H2O的物质的量配比为1:1,反应与退火温度分别为160℃和500℃。并对产物的形成过程进行了初步探讨。

As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构光学特性的影响

利用固源分子束外延(MBE)设备生长出InAs/InAlAs/InP(001)纳米结构材料,探讨了As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构光学特性的影响.结果表明,As压调制的InAlAs超晶格能有效地调整InAs纳米结构的形貌特性、发光峰位,改善发光线宽,提高辐射效率,从而有利于其在长波长光电器件方面的应用.

基于单根InAs纳米线场效应晶体管的制备及其电学性能研究

利用化学气相沉积法在Si衬底上生长合成了InAs纳米线,制备了基于InAs纳米线场效应晶体管并研究了电输运特性。对器件的阈值电压、亚阈值斜率、跨导、场效应迁移率以及载流子浓度等参数进行了计算和讨论。结果表明,InAs纳米线器件阈值电压约为-6.0 V,亚阈值斜率为180.86 mV/decade,跨导值达0.85μS,最大开关比达108,场效应迁移率高达436.3 cm2/(V·s),载流子浓度达6.6×1017cm-3。

基于InAs纳米线电子器件装配方法研究

采用了一种新颖的电子器件装配制造方法.InAs 纳米线场效应晶体管通过介电泳方法装配,在装配之前,InAs 纳米线放入到（NH）2Sx溶液进行湿法刻蚀来去除表面的氧化层.装配后的器件用原子力显微镜表征.实验结果表明,当施加频率2MHz 和电压10V 时,InAs 纳米线装配的成功率很高.同时,该方法和实现技术也可发展应用于其它一维纳米材料的规模化装配制造研究上.

低温下InAs纳米结构在GaAs(001)表面形成机制的研究

改变生长工艺、控制并调整液滴中原子扩散机制是对复杂纳米结构制备的关键途径,并且对基于液滴外延方法研究半导体纳米结构十分重要.本文在不同衬底温度,不同As压下在GaAs(001)上沉积相同沉积量(5 monolayer)的In液滴并观察其表面形貌的变化.原子力显微镜图像显示,液滴晶化后所形成的扩散"盘"且呈现一定的对称性.随着衬底温度的增高,圆盘半径逐渐扩大,扩散圆盘中心出现了坑.而随着As压的增高,所形成的液滴密度增加,以液滴为中心所形成的扩散圆盘宽度逐渐减小.基于经典的成核扩散理论对实验数据拟合得到:GaAs(001))表面In原子在[110]和[110]晶向上的扩散激活能分别为(0.62±0.01)eV和(1.37±0.01)eV,且扩散系数D_0为1.2×10^(-2)cm^(2)/s.对比其他研究小组的结果证实了理论的正确性.实验中得到的In原子的扩散激活能以及In液滴在GaAs(001)上扩散机理,可以为InAs纳米结构特性的调制提供实验指导.

空气对InAs纳米线场效应晶体管性能的影响

制备基于单根In As纳米线的平面场效应晶体管纳米器件,测量并研究器件在真空、空气、氮气、氧气、水汽和大气污染成分二氧化氮中的电学特性。与真空中的结果相比,空气中器件的阈值电压向正栅压方向偏移,关态电流上升,开关比下降。空气的主要成分氮气对器件性能没有可分辨的影响;氧气的影响很弱;水汽使关态电流上升,开关比下降,但使阈值电压向负栅压方向偏移。研究表明,大气污染成分二氧化氮使器件的阈值电压向正栅压方向偏移,开关比不变。研究结果表明,空气对器件性能的影响是水汽和二氧化氮共同作用的结果。

As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构形貌的影响

利用固源分子束外延设备生长出InAs/InAlAs/In P(001)纳米结构材料,探讨了As压调制的InAlAs超晶格对InAs纳米结构形貌的影响.结果表明,As压调制的InAlAs超晶格能控制InAs量子线的形成,导致高密度均匀分布的量子点的生长.结果有利于进一步理解量子点形貌控制机理.分析认为,InAs纳米结构的形貌主要由InAlAs层的各向异性应变分布和In吸附原子的各向异性扩散所决定.

基于微芯片的透射电子显微镜的低温纳米精度电子束刻蚀与原位电学输运性质测量

利用微芯片制备技术制备了带有电极的原位电学薄膜芯片,并结合自制的原位透射电镜样品台,实现了低温下透射电子显微镜聚焦电子束对InAs纳米线的精细刻蚀以及不同温度下的原位电学性能测量.研究发现,随着刻蚀区域截面积的减小,纳米线的电导率也随之减小.当纳米线的截面积从大于10000 nm2刻蚀至约800 nm2时,纳米线电导的减小速率与截面积的减小具有线性关系.同时利用低温聚焦电子束刻蚀,在InAs纳米线上原位制备了一个10 nm的纳米点,并在77与300 K下对该纳米点进行了电学性能测量.通过测量发现在77 K时出现库仑阻塞效应,发生了电子隧穿现象;而300 K时,热扰动提供的能量使这种现象消失.