氮化鋁鎵六角錐與自聚性量子點之顯微光學量測

Abstract

本研究計畫之目的在於延續去年之國科會計畫提案之相關研究成果。前述 之計畫中提及利用有機金屬氣相磊晶(MOCVD)成長量子點結構，並以微量測系統 來研究其相關之光電特性。於成長之過程中，我們發現可於氮化鋁鎵材料上成 長出一系列不同大小之六角錐(Hillock)結構，且並針對六角錐結構之光學特性 及幾何形貌做深入之探討，結果發現不同之六角錐結構形貌將呈現出不同的光 學特性。因此，本年度之計畫目的在於根據先前之研究成果，利用原子力顯微 鏡(AFM)、微螢光光譜(micro-PL)、近場光學顯微術(NSOM)及微拉曼光譜 (micro-Raman)重新對各種不同形態與大小之六角錐結構，探討其結構形態所相 對應之空間應力(Strain)分佈、光譜分佈及位移量，並利用NSOM 所提供之高解 析度解析其細微區域之光譜特性。 此外，綜觀國內外之研究成果中，針對單一量子點結構量測其特性光譜與 結構尺寸、應力等關係之報告並不多，然而此關係對於以量子點為主之元件光 電特性極為重要，極待探討與瞭解。因此針對氮化鋁鎵六角錐結構，我們利用 MOCVD 系統於其上成長了量子點結構，或利用MBE 系統成長II-VI 族自聚性量子 點結構，並利用我們實驗群已具備之微觀量測工具，做進一步的特性量測與分 析。 計畫的分項主題可分為四項： 1. 以micro-PL 系統量測與分析三種不同形貌之Hillock 結構之光譜特性 並配合micro-Raman 系統之應力分析，得到其譜峰及尺寸、形貌及應力 分佈關係。 2. 以近場光學系統量測結構邊緣及中心點部分之細微光譜，並綜合上述之 結果，以建立六角錐結構之空間相關之能態分佈模型。 3. 利用Micro-PL、NSOM 及Micro-Raman 量測上述方法成長之量子點結構， 以瞭解其量子點躍遷機制及結構應力與尺寸之間的關係。 4. 嚐試開發非光學孔徑式之近場光學系統。