Si基Ge1-xSnx异质材料MBE生长及其特性研究的开题报告.docx

Si基Ge1-xSnx异质材料MBE生长及其特性研究的开题报告

一、研究背景

三元化合物SiGeSn具有与SiGe相似的晶体结构、较高的热导率、与Ge相近的晶格常数、与Ge、Si相比较优异的光电特性等诸多优点，被广泛研究作为半导体光电器件的潜在材料。其中，Si基Ge1-xSnx异质材料能够通过调节Sn的比例，实现在同一衬底上的直接生长，解决了传统催化剂生长技术的缺陷，使得异质结构的制备更为简单，且对于光电器件的性能稳定性、工艺性等方面具有优势。

二、研究内容

本研究计划采用分子束外延（MBE）技术生长Si基Ge1-xSnx异质材料，并研究其结构和光电特性。具体研究内容如下：

1.优化Si基Ge1-xSnx异质材料生长工艺，探究生长条件对材料结构和光电特性的影响。

2.通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法分析Si基Ge1-xSnx异质材料的结构特点。

3.测量Si基Ge1-xSnx异质材料的光学性质，包括吸收光谱、光致发光和光电导等。

4.研究Si基Ge1-xSnx异质材料的载流子输运性质，并探究其在器件制备方面的应用。

三、预期成果

本研究拟通过MBE技术生长Si基Ge1-xSnx异质材料，探究其结构和光电特性，预期达到以下科研成果：

1.建立Si基Ge1-xSnx异质材料的Mg和Si掺杂工艺，实现p型和n型掺杂。

2.研究Si基Ge1-xSnx异质材料的载流子输运行为，探究其在太阳能电池、红外探测器等光电器件中的应用。

3.对Si基Ge1-xSnx异质材料的微结构和光电特性进行全面的分析和研究，为其在光电器件制备方面的应用提供理论支撑。

四、研究意义

Si基Ge1-xSnx异质材料在半导体光电器件领域有着广阔的应用前景，如太阳能电池、光电耦合器件、红外探测器等，然而其对应的研究工作相对较少。本研究将对其微结构和光电特性进行研究，为其在光电器件制备方面的应用提供理论支撑，具有重要的理论和应用价值。