半导体纳米材料界面的电荷分布定量研究

摘要

对电荷分布进行调控的研究在纳米材料领域一直具有非常重要的地位,根据纳米材料及器件的发展历程、材料的化学成分与晶体结构的不同,大致可将具有电荷分布调控能力的界面分为3种类型:同质结、异质结、同质异构结.同质结主要通过对材料不同区域进行不同类型掺杂,在能隙中引入杂质能级,并在PN结耗尽区形成内势.异质结是由两种不同能隙的材料所具有的能带带阶引导电荷重新分布.同质异构结由同种材料构成,但界面两侧的晶体结构沿界面法向的堆垛次序略有差异,它能有效避免异质结因晶格错配而产生的应力场,利用界面上能带带阶或极化作用引导电荷重新分布.作者在包含ZB/WZ的ZnSe纳米带中发现了自发极化引导电荷重新分布的直接实验证据.利用离轴电子全息对InAs纳米柱中同质异构结的纳米尺度电荷裁剪效应进行了表征.提出相位波动行为可能来源于空穴集聚于WZ结构的孪晶界面上，而电子则局限于周围的ZB结构中。由旋转孪晶所带来的弱衍射衬度可能给相位波动带来贡献，但从作者获得的电子全息图得知该区域的衍射衬度并不明显。