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[半导体与半金属] 半导体纳米线I - 生长与理论 第93卷 || 混合III-V/硅纳米线

DOI：10.1016/bs.semsem.2015.07.006 出版年份：2015 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 半导体行业的成功源于精确调控半导体材料电子特性的能力。通过杂质掺杂、合金化、异质结构构建和应变工程等不同方法可增强半导体功能，这些技术均基于向纯半导体中引入化学元素。以砷化镓/铝镓砷异质结构的发明为例，该突破促成了激光二极管和高电子迁移率晶体管（HEMT）的诞生。本章将探讨第四族（如硅和锗）与第三-第五族（如砷化镓和磷化铟）两类半导体的复合体系，重点研究纳米线这一新兴材料系统——其微小尺寸特性使表面能有效释放应变，从而降低晶格匹配要求，相比传统层状结构展现出更强的材料组合灵活性。这种新型复合材料组合既能提升晶体管和太阳能电池等成熟器件概念的性能，也可能开拓量子信息技术等新应用领域。在分析硅与第三-第五族半导体复合面临的不同挑战后，我们将讨论第三-第五族纳米线在第四族衬底上的生长工艺，进而聚焦纳米线径向与轴向异质结构的构建方法。
作者： Mo?ra Hocevar，Sonia Conesa-Boj，Erik Bakkers
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

讨论两类不同半导体（IV族，如硅和锗；以及III-V族，如砷化镓和磷化铟）的结合问题，重点关注纳米线（NWs）这一相对较新的材料体系，该体系在组合不同半导体材料方面具有更强的灵活性。

研究成果

纳米线结构使得III-V族和IV族半导体能够紧密集成，为制造前所未有的异质结构以及获取具有未探索特性的新晶体结构提供了可能。这为能带结构工程创造了更多自由度，这对电子工业至关重要。

研究不足

本章讨论了硅与III-V族半导体结合相关的挑战，包括异质界面处失配位错和反相畴（APBs）的形成问题，同时提及当前生长技术在实现无缺陷异质结构方面的局限性。

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