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系統識別號 U0002-1607201217352000
中文論文名稱 在Si基板上設計ZnSe薄膜與CdSSe量子點之結構
英文論文名稱 Fabrication of ZnSe thin film and CdSSe quantum dots on Si substrate
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 物理學系碩士班
系所名稱(英) Department of Physics
學年度 100
學期 2
出版年 101
研究生中文姓名 項韵茬
研究生英文姓名 Yun-Chih Hsiang
學號 699210216
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2012-06-25
論文頁數 110頁
口試委員 指導教授-鄭振益
委員-葉炳宏
委員-陸健榮
中文關鍵字 CdSSe量子點  ZnSe薄膜  白光  色度 
英文關鍵字 CdSSe quantum dot  white light  ZnSe thin film 
學科別分類 學科別自然科學物理
中文摘要 本論文主要內容是在Si基板上生長一層ZnSe薄膜後,在ZnSe薄膜上生長CdS及CdSSe量子點。利用量子點與薄膜的發光去合成白光。實驗內容包含觀察熱退火對於ZnSe薄膜平坦度的影響,並討論此過程。並分別生長CdS與CdSSe量子點在ZnSe薄膜上,再蓋上一層覆蓋層,觀測此系統的發光波長。最後我們可以在單一樣品中製作出產生藍光(452nm)的ZnSe薄膜及黃光(568nm)的CdSSe量子點,經過適當強度的調配,即可形成白光。
英文摘要 The main content of this paper is a layer of ZnSe thin films grown on Si substrate, then growth CdS and CdSSe quantum dots on the ZnSe film. Use light of quantum dots and thin film to synthesis of white light. The experiment includes the observation of thermal annealing of the ZnSe film flatness, and discuss this process. Respectively, the growth of CdS and CdSSe quantum dots on ZnSe thin film, and then growth ZnSe capping layer, and observation of the emission wavelength of this system. Finally, we can produce in a single sample of ZnSe films and CdSSe quantum dots produce blue light (452nm) and yellow (568nm), Respectively. After the mixture of the appropriate light intensity, we can produce white light.
論文目次 目錄
一、序論 1
二、原理 4
2.1自然發光與誘導發光 4
2.2色度 16
2.3量子點的理論簡述 27
三、實驗裝置 38
3.1熱壁式磊晶系統 38
3.2光激發光實驗系統 46
3.3掃描式電子顯微鏡 51
3.4原子力顯微鏡 53
四、實驗步驟 56
五、實驗結果與討論 59
5.1樣品的生長條件與速率 59
5.2 ZnSe薄膜的製作與熱退火 63
5.3白光的合成 74
5.4在ZnSe薄膜上生長CdS量子點 79
5.5在ZnSe薄膜上生長CdSSe量子點 91
5.6 CdSSe量子點的最佳覆蓋率 99
5.7多層膜量子點的製作 107
六、結論 111
七、參考文獻 107

圖目錄
圖2.1與固體之交互作用示意圖 5
圖2.2自然發光之發光過程 7
圖2.3激子-激子散射過程 11
圖2.4介面不均之侷域化效應 12
圖2.5多層量子井中之激子-激子非彈性散射 13
圖2.6激子-電子散射過程 14
圖2.7量子井中電子-電洞電漿之復合 15
圖2.8 RGB色度系統 18
圖2.9 XYZ表色系統系統 20
圖2.10色度座標圖 20
圖2.11激子在不同侷限效應結構中的自由度 28
圖2.12為一般半導體塊材之能帶 31
圖2.13量子點半導體內單電子或電洞之能階 31
圖2.14量子點內單電子-電洞之基態能量與粒徑R之關係 33
圖2.15不同維度下之狀態密度與能量關係圖 37
圖3.1熱壁式磊晶生長系統 39
圖3.2擴散幫浦照片 41
圖3.3 B-A式離子真空計結構 43
圖3.4(a) 步進馬達 45
圖3.4(b) 磊晶控制系統 45
圖3.5 PL實驗裝置圖 50
圖3.6 SEM系統示意圖 52
圖3.7原子力顯微鏡 52
圖4.1以AFM觀測清洗基板後之圖 58
圖5.1(a)HW1基板(Si)溫度160℃,磊晶ZnSe 2000秒的SEM觀測圖。 60
圖5.1(b)HW1基板(Si)溫度160℃,磊晶ZnSe 2000秒的SEM觀測圖。 60
圖5.1(c)HW2基板(Si)溫度160℃,先磊晶ZnSe 2000秒,再磊晶CdS 2000秒SEM圖。 61
圖5.1(d)HW2基板(Si)溫度160℃,先磊晶ZnSe 2000秒,再磊晶CdS 2000秒SEM圖。
61
圖5.1(e)HW2基板(Si)溫度160℃,先磊晶ZnSe 2000秒,再磊晶CdSSe 2000秒SEM圖
62
圖5.1(f)HW2基板(Si)溫度160℃,先磊晶ZnSe 2000秒,再磊晶CdSSe 2000秒SEM圖。
62
圖5.2(a) ZnSe薄膜熱退火的AFM 2D圖(350℃) 65
圖5.2(b) ZnSe薄膜熱退火的AFM 3D圖(350℃) 67
圖5.2(c) ZnSe薄膜熱退火的AFM 2D圖(400℃) 69
圖5.2(d) ZnSe薄膜熱退火的AFM 3D圖(400℃) 71
圖5.2(f) ZnSe薄膜熱退火350℃統計表 73
圖5.2(g) ZnSe薄膜熱退火400℃統計表 73
圖5.3(a)ZnSe薄膜當成capping layer 50nm的PL圖 74
圖5.3(b) CIE 1931色度座標圖 76
圖5.3(c) CIE 1931色度座標圖(含目標發光區域) 77
圖5.4(a)樣品製作示意圖 79
圖5.4(b)CdS量子點AFM(10μmX10μm) 2D圖 81
圖5.4(c)CdS量子點AFM(1μmX1μm)2D圖 83
圖5.4(d) CdS量子點AFM(1μmX1μm)3D圖 85
圖5.4(e)CdS量子點高度與生長厚度統計表 86
圖5.4(f)CdS量子點PL觀測圖 88
圖5.4(g) CIE 1931色度座標圖(含樣品發光區域) 89
圖5.5(a)樣品製作示意圖 91
圖5.5(b)CdSSe量子點10μmX10μm AFM圖(2D) 93
圖5.5(c)CdSSe量子點10μmX10μm AFM圖(3D) 95
圖5.5(d)CdSSe量子點高度與生長厚度統計表 96
圖5.5(e)CdSSe量子點PL觀測圖 98
圖5.6(a)實驗示意圖 99
圖5.6(b) CdSSe量子點覆蓋各種厚度ZnSe的AFM-2D圖 101
圖5.6(c) CdSSe量子點覆蓋各種厚度ZnSe的AFM-3D圖 102
圖5.6(d) CdSSe量子點覆蓋各種厚度ZnSe的AFM高度剖面圖 105
圖5.7(a)樣品製作示意圖 107
圖5.7(b)樣品PL觀測圖 108
圖5.7(c) CIE 1931色度座標圖(含樣品發光區域) 109

表目錄
表2.1 XYZ色度座標對照表 26
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