[发明专利]非晶半导体量子点的金属诱导纳米晶化

说明书

技术领域

本发明涉及非晶半导体的金属诱导晶化，特别是涉及非晶半导体小点和量子点的金属诱导晶化。

背景技术

从锻造古代日本武士刀或剑(非专利文献1)到现在纳米工程化晶体管栅电极(非专利文献2和3)，几个世纪以来对于结晶度和晶粒结构的控制都是高级材料工程和冶金学的核心部分。机械、光学、磁电性能(仅举几例)均可通过控制如晶粒尺寸、晶界析出相以及晶体缺陷密度和杂质(非专利文献4-6)等参数来定制。金属诱导晶化(MIC)是一种在相对较低的温度和适当的金属催化剂的存在下使非晶半导体材料结晶的现象(非专利文献7-8)。据报道，大范围的具有完全不同的材料相互作用的块体材料(例如，Ni，Al和Ag)具有MIC(非专利文献9-13)。由于非晶半导体材料在太阳能电池和场效应晶体管中的应用，其金属诱导晶化(MIC)已经得到深入研究。

Si-Ag系统在过去三十年已被深入地研究(非专利文献14-17)。尤其是，Si含量为11％时，这个二元系统具有约830摄氏度至845摄氏度的共晶温度(作为参照，块体Si和Ag的熔点分别为1414摄氏度和962摄氏度)(非专利文献15)。不同于很多过渡金属/Si系统，在固态的Ag和Si的互溶度是可以忽略不计的(非专利文献16)，这是一个重要的属性。Bokhanov和Korchagin最近对于非晶Si膜/Ag颗粒体系的研究简要概括了控制MIC的机制；共晶体(eutectic)的形成是通过金属扩散到非晶Si内并形成亚稳态硅化银而进行的。对体系的后续冷却导致亚稳态硅化物分解，随后演化出多晶Si和金属Ag(非专利文献17)。

然而，至今这些研究和改进一直限于三维块体和二维薄膜。

引文列表

非专利文献

非专利文献1:M.Durand-Charre,"Microstructure of steels and cast iron"Springer，第28页(2003).

非专利文献2:X.Duan,R.Gao,P.Xie,T.Cohen-Karni,Q.Qing,H.S.Choe,B.Tian,X.Jiang,C.M.Lieber,Nature Nanotechnol.7,174(2012).

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非专利文献7:J.D.Hwang,L.C.Luo,T.J.Hsueh,S.B.Hwang,Appl.Phys.Lett.101,152108(2012).

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非专利文献10:S.Kumagai等，Jpn.J.Appl.Phys.51,11PA03(2012).

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非专利文献13:O.Nast,Andreas J.Hartmann,J.Appl.Phys.88,716(2000).

非专利文献14:R.W.Oleslnski,A.B.Gokhale,G.J.Abbaschlan,Bulletin of Alloy Phase Diagrams 635,10(1989).

非专利文献15:A.V.Nomoev和S.P.Bardakhanov,Tech.Phys.Lett.38,375(2012).

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