สมบัติเชิงแสงของชั้นควอนตัมดอตอินเดียมอาร์เซไนด์ที่ปลูกซ้อน ทับกันบนพื้นผิวลายตาราง

Abstract

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้นำเสนอการเปลี่ยนแปลงสัณฐานวิทยาพื้นผิวที่ส่งผลต่อสมบัติเชิงแสงของควอนตัมดอต InAs และชั้นคั่น GaAs จำนวน 1, 3 และ 5 ชั้น บนพื้นผิวลายตาราง In0.2Ga0.8As ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของทุกชิ้นงาน สัณฐานวิทยาพื้นผิวถูกศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม เมื่อชั้นคั่น GaAs หนา 10 nm การเพิ่มจำนวนชั้นของ InAs จาก 1 ไป 3 ส่งผลให้ aspect ratio เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความสูงของควอนตัมดอตเพิ่มขึ้น 2 nm และค่าโพลาไรซ์ (DOP) เพิ่มขึ้น 38% จากการวัดโดยเทคนิคโพลาไรเซชันโฟโตลูมิเนสเซนซ์ (PPL) อย่างไรก็ตามเมื่อจำนวนชั้นของ InAs เพิ่มจาก 3 ไป 5 aspect ratio จะอิ่มตัวโดยความสูงของควอนตัมดอตลดลง 2 nm และ DOP ลดลงเหลือเพียง 3% ความสัมพันธ์ดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าสมบัติโพลาไรซ์ของแสงที่เปล่งออกมาจะถูกกระทบโดย aspect ratio และความสูงของควอนตัมดอตเป็นอย่างมาก เมื่อปรับความหนาของชั้นคั่น GaAs เปลี่ยนเป็น 6 และ 3 nm aspect ratio ของควอนตัมดอตจากชิ้นงานที่มี InAs 1, 3 และ 5 ชั้น มีค่าใกล้เคียงกันเมื่อความหนาชั้นคั่น 6 nm แต่จะแตกต่างกันอย่างชัดเจนที่ความหนาของชั้นคั่น 3 nm ความสูงเฉลี่ยควอนตัมดอตของชิ้นงานที่ความหนาชั้นคั่น 6 และ 3 nm มีการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันคือ มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อจำนวนชั้นเพิ่มขึ้นจาก 1 เป็น 3 ชั้น แต่จะลดลงเมื่อจำนวนชั้นเพิ่มขึ้นเป็น 5 ชั้น ความสูงเฉลี่ยควอนตัมดอตของชิ้นงานที่ความหนาชั้นคั่น 6 nm สูงกว่าชิ้นที่ความหนาชั้นคั่น 3 nm จากความเครียดที่เพิ่มขึ้นของการลดความหนาชั้นคั่นทำให้ควอนตัมดอตก่อตัวได้เร็วขึ้น การเปลี่ยนแปลงสัณฐานวิทยาพื้นผิวดังกล่าวจะทำให้เราสามารถปรับปรุงสมบัติโพลาไรซ์ของแสงที่เปล่งออกมาได้เพิ่มเติม