通过确定性位点控制垂直堆叠SiGe量子点实现光致发光增强
介观与纳米尺度物理
2021-10-29 v1 应用物理
摘要
Si/SiGe异质体系本非常适合实现互补金属氧化物半导体（CMOS）兼容的集成光源，但其间接带隙因II型能带偏移而加剧，使得高效发光难以实现。我们通过有序阵列中垂直紧密堆叠的SiGe量子点（QD）对的应变工程来解决此问题。下方QD引起的应变在上方的QD处产生优先成核位点，并使上方QD及其上方的Si盖层发生应变。电子被限制在Si盖层中的应变口袋内，这导致其与上方QD顶点附近的重空穴波函数重叠增强。在堆叠QD之间Si间隔层厚度低于5 nm时，我们将两个QD的功能分离：下方QD充当纯应力源，而仅上方QD促进QD束缚激子的辐射复合。我们报告了通过应变依赖的Schrödinger-Poisson模拟进行的QD对设计与应变工程、通过分子束外延的实现，以及与单层SiGe QD阵列相比对其结构和光学性质的全面研究。我们发现双QD排列将光致发光信号的热猝灭移至更高温度。此外，在双QD构型中，QD相关润湿层的有害发光被抑制。
引用
@article{arxiv.2110.15119,
title = {Photoluminescence enhancement by deterministically site-controlled, vertically stacked SiGe quantum dots},
author = {Jeffrey Schuster and Johannes Aberl and Lada Vukušić and Lukas Spindlberger and Heiko Groiss and Thomas Fromherz and Moritz Brehm and Friedrich Schäffler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15119},
year = {2021}
}