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Si衬底上Ge/Si岛的有序可控生长与表征的开题报告

摘要：

在面向下的Si衬底上生长Ge/Si岛是一种重要的纳米结构，具有潜在的应用于纳米电子学和光电子学。本文主要介绍了由分子束外延生长的Ge/Si岛的制备工艺及其表征方法。通过委托实验室进行样品准备，先利用样品的X射线衍射数据确定其结构，然后使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜来研究Ge/Si岛的形态、大小和组织结构，并通过原子力显微镜来研究其表面形貌。在Ge/Si岛上进行析出的金属皮膜被移植以测量其电学性能。实验结果表明，成功生长出高密度和有序可控的Ge/Si岛，其电学性能不仅具有应用前景，而且对于纳米器件和材料研究也具有重要意义。

关键词:Ge/Si岛、分子束外延、透射电子显微镜、原子力显微镜、电学性能

一、问题描述

由于Si衬底的材料特性及其优良的制备工艺，使其成为纳米电子学和光电子学领域中最为重要的研究对象之一。然而，Si衬底上生长大规模、高质量的纳米结构仍然是一个挑战。而Ge/Si岛是一种有潜在应用于纳米电子学和光电子学的重要纳米结构。在这种结构中，由于Si和Ge的晶格常数不同，Ge会在Si表面产生应力，然后形成高密度的Ge岛。在这种结构中，Si和Ge在表面相互作用，其最终形态和大小取决于外延生长的多种因素，例如温度、衍射时间和衬底表面处理等。因此，如何制备高质量、有序可控的Ge/Si岛同时研究其表征方法，是当前纳米器件和材料研究中较为关注的问题。

二、研究方法

1.样品制备：通过在Si衬底上使用分子束外延生长工艺生长Ge/Si岛，控制温度、压力和功率等表面多种因素，以生长出高密度、有序可控的Ge/Si岛。

2.量子点表征：分别利用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)等研究Ge/Si岛的形态、大小和组织结构，并测量其表面形貌。

3.电学性能：在Ge/Si岛上进行析出的金属皮膜被移植以测量其电学性能。

三、预期结果

通过上述表征方法，成功生长出高密度和有序可控的Ge/Si岛，达到预期目标。同时，研究表明，Ge/Si岛的电学性能不仅具有应用前景，而且对于纳米器件和材料研究也具有重要意义。