研究目的
回顾体GeSi合金的生长过程，讨论相关问题、残余缺陷、杂质和掺杂剂，并涵盖该合金的结构特性。
研究成果
虽然具有中间组分的GeSi合金尚未常规地以单晶形式生长，但从基础研究和实际应用的角度来看，建立合适的生长方法并了解其本征材料特性都至关重要。这种合金在微电子和光电子器件应用方面具有巨大潜力，尤其适用于在更环保的条件下发电。
研究不足
生长大尺寸锗硅晶体的主要困难源于较大的液相线/固相线间隙以及硅和锗物理性质的差异。向多晶态的转变是由于该合金体系典型的强烈偏析导致成分过冷的结果。
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材料科学与工程参考?？?|| 六锗一硅（SixGe1-x）块体晶体
DOI：10.1016/b978-0-12-803581-8.03687-0
出版年份：2016
更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要：
锗硅（Ge???Si?）或硅锗（Si?Ge???）合金（其中x表示硅的摩尔分数）是一种具有金刚石立方结构的完全固溶半导体。两种元素的晶格参数相差4%，而该固溶体的晶格参数从纯锗的0.564纳米到纯硅的0.534纳米严格遵循维加德定律，其带隙则根据组分从锗的0.72电子伏特变化到硅的1.2电子伏特。锗硅合金因其在带隙和晶格参数调控方面的潜力，对微电子、光电子器件及各类功能材料都具有重要意义。图1展示了锗硅合金的相图，其固相线与液相线曲线间距较大。平衡分配系数k?=xs/xl（xs和xl分别为硅在固相线和液相线中的浓度）在富锗溶液中高达6，在各元素平均熔点温度时约为2.2。如此大的液固相线间距以及组成元素（如密度、晶格参数和熔点）物理性质的差异，使得锗硅合金的晶体生长极具挑战性。本文概述了其应用并综述了块体锗硅的生长，讨论了相关问题、残余缺陷、杂质与掺杂剂，同时涵盖了合金的结构特性。从凝固基础理论视角看，此类合金的研究也颇具价值。
作者：
I. Yonenaga
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