陰極發(fā)光設(shè)備(SEM-CL)在量子異質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用
瀏覽次數(shù):874 發(fā)布日期:2023-11-20
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20世紀(jì)下半葉見(jiàn)證了半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),這是由于半導(dǎo)體量子結(jié)構(gòu)在發(fā)光方面的卓越性能。將維數(shù)降為點(diǎn)狀量子點(diǎn)(QDs),量子點(diǎn)與原子表現(xiàn)出有趣的相似之處,人們付出了巨大的努力來(lái)評(píng)估它們的性質(zhì)。
考慮到光和納米線之間的強(qiáng)相互作用,嵌入在被稱為納米線(NWs)的絲狀晶體中的量子點(diǎn)的生長(zhǎng)變得相關(guān)。NWs中的量子點(diǎn)尤其有望成為量子技術(shù)的關(guān)鍵要素,如量子通信和密碼學(xué)。然而,量子點(diǎn)(約5-10 nm)和量子點(diǎn)的維數(shù)都降低了(直徑約100 - 200nm)會(huì)使量子點(diǎn)性質(zhì)的測(cè)量變得非常復(fù)雜。特別是,由于衍射的限制,很難用全光學(xué)測(cè)量來(lái)評(píng)估緊密放置點(diǎn)之間的絕對(duì)量子點(diǎn)位置和分辨率。
這一限制可以通過(guò)陰極熒光測(cè)量來(lái)克服,這使得研究量子點(diǎn)的位置和它們的外觀取決于宿主NW的性質(zhì)成為可能。對(duì)于我們的結(jié)構(gòu),由砷化鎵和砷化鎵構(gòu)成,Attolight CL-SEM允許我們?cè)诘蜏叵鹿ぷ,這是觀測(cè)量子點(diǎn)發(fā)光的必要條件。
此外,與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,Attolight陰極熒光掃描電鏡的優(yōu)點(diǎn)如下:1、大的數(shù)值孔徑確保了非常高的信噪比,從而縮短了量子點(diǎn)對(duì)電子束的暴露時(shí)間,從而降低了漂白的風(fēng)險(xiǎn),并加快了實(shí)驗(yàn)速度。2、原子力顯微鏡(AFM)可以掃描大面積,分辨率很高。不幸的是,AFM測(cè)量通常是耗時(shí)的,只能探測(cè)隱藏的缺陷。3、更高的信號(hào)允許直接使用光譜- ccd檢測(cè)通道,而不需要光電倍增管,直接產(chǎn)生快速的高光譜映射。然后捕獲寬發(fā)射光譜范圍(在我們的情況下從650 nm到900 nm)。4、空間分辨率允許解析靠近的點(diǎn)以及局部特征,如基質(zhì)晶體相的變化。
綜上所述,Attolight系統(tǒng)可以提供關(guān)于量子點(diǎn)和矩陣的信息,這些信息不能通過(guò)其他方式獲得,除非付出極大的努力和妥協(xié)。
兩個(gè)NWs的特寫(xiě)提示。紅色表示從金屬線的gaas核心(820 nm)發(fā)射,而藍(lán)色區(qū)域表示量子點(diǎn)發(fā)射(670 nm)
量子點(diǎn)位置相對(duì)于發(fā)射波長(zhǎng)的映射。藍(lán)色、綠色和紅色對(duì)應(yīng)650到700納米之間的3個(gè)波長(zhǎng)。