系統識別號 | U0002-1607201217352000 |
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DOI | 10.6846/TKU.2012.00653 |
論文名稱(中文) | 在Si基板上設計ZnSe薄膜與CdSSe量子點之結構 |
論文名稱(英文) | Fabrication of ZnSe thin film and CdSSe quantum dots on Si substrate |
第三語言論文名稱 | |
校院名稱 | 淡江大學 |
系所名稱(中文) | 物理學系碩士班 |
系所名稱(英文) | Department of Physics |
外國學位學校名稱 | |
外國學位學院名稱 | |
外國學位研究所名稱 | |
學年度 | 100 |
學期 | 2 |
出版年 | 101 |
研究生(中文) | 項韵茬 |
研究生(英文) | Yun-Chih Hsiang |
學號 | 699210216 |
學位類別 | 碩士 |
語言別 | 繁體中文 |
第二語言別 | |
口試日期 | 2012-06-25 |
論文頁數 | 110頁 |
口試委員 |
指導教授
-
鄭振益(jyjen@mail.tku.edu.tw)
委員 - 葉炳宏(phyeh331@mail.tku.edu.tw) 委員 - 陸健榮(lupond@phy.ntnu.edu.tw) |
關鍵字(中) |
CdSSe量子點 ZnSe薄膜 白光 色度 |
關鍵字(英) |
CdSSe quantum dot white light ZnSe thin film |
第三語言關鍵字 | |
學科別分類 | |
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. |
第三語言摘要 | |
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 |
參考文獻 |
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