研究目的
研究通过快速热退火处理的Ge/Sn/Ge多层膜形成纳米晶Ge1?xSnx合金及其形貌、结构和光学特性。
研究成果
通过Ge/Sn/Ge多层磁控溅射结合快速热退火工艺，成功在硅衬底上生长出纳米晶Ge1?xSnx合金。研究表明，在400°C的低温下即可发生Ge-Sn固相混合，从而形成Ge1?xSnx合金。所制备的Ge1?xSnx MSM光电探测器在820 nm波长下表现出光敏性，证明采用溅射与快速热退火工艺制备晶体Ge1?xSnx材料用于光子学及光传感器件具有可行性。
研究不足
该研究的局限性在于锡在锗中的低溶解度、锡的表面偏析以及α-锡与锗之间的晶格失配，这些因素使得外延生长Ge1?xSnx薄膜具有挑战性。
1：实验设计与方法选择：
该研究采用磁控溅射法在硅衬底上沉积Ge/Sn/Ge多层膜，随后进行不同温度的快速热退火处理。
2：样品选择与数据来源：
沉积前使用RCA工艺清洗n型Si(100)晶圆。
3：实验设备与材料清单：
采用射频(RF)磁控溅射系统(Edwards A500)进行沉积，使用高纯度氩气作为溅射气体。
4：实验步骤与操作流程：
多层膜在氮气环境中分别以300°C、350°C、400°C和450°C退火10秒。
5：数据分析方法：
通过场发射扫描电镜(FESEM)、能谱仪(EDX)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱、高分辨X射线衍射(HR-XRD)及电学测量对样品进行表征。
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