반도체 Nanostructures 의 종합 에 있 는 유포 그리고 Interdiffusion 
 교수 에 의하 여 Federico Rosei Fulvio Ratto , Istituto di Fisica Applicata " Nello Carrara " 및 Federico Rosei , Institut National de la Recherche Scientifique 교수 대응 저자 : rosei @ emt . inrs . ca 반도체 nanostructures 는 마지막 이 십 년 내내 광대 하 게 공부 되 었 습니다 . 적당 한 가공 조건 하 에서 , 다른 반도체 물자 사이 의 이질 적 인 접속 점 의 제작 은 1 - 100 길 이 nm 가늠자 에 있 는 옆 차원 을 가진 3 차원 nanostructures 로 유래 합니다 . 주목 할 만 한 보 기 는 실리콘 과 게르마늄 과 같 은 단 IV 반도체 의 ( Si ) 상자 입니다 ( Ge ) . Si 기질 에 Ge 의 공술서 는 두꺼운 다만 약간 원자 층 그 들 의 이웃 환경 에 다른 물리 및 화학 속성 을 가진 고밀도 nanostructure 의 자기 조직 화 를 유도 합니다 . 예 를 들 면 , 그 들 의 전기 행동 의 1 개 의 특유 한 특색 은 반대 책임 분리 된 양 을 덫 을 놓 는 기능 ( 전자 와 전자 구멍 ) , 자연 적 인 원자 의 상자 와 유사 하 게 입니다 . 그 결과 로 , 이 nanostructures 는 수시로 " 양 " 가 ( QDs ) 와 " 인공 적 인 원자 " 점 을 찍 다 것 과 같이 참조 됩니다 . 마찬가지 로 , QDs 의 기능 적 건축 내 의 상호 적 인 상호 작용 은 새로운 기회 의 전반 으로 이끌 어 내 는 분자 와 결정 의 인공 적 인 아날로그 를 초래 할 수 있 습니다 . QDs 의 잠재 적 인 응용 은 거대 합니다 . QDs 의 사용 이 고 영향 도 를 발휘 할 수 있 는 과학 기술 필드 에 의하 여 발광 다이오드 ( LED ) 및 레이저 기술 , 단 하나 광양자 근원 , 새로운 트랜지스터 , 셀 방식 자동 장치 및 양 컴퓨터 , 향상 된 촉매 , 광전지 장치 , 환경 과 생물 의학 진단 , 화상 진찰 및 치료 학 , biosensing , 특히 등등 을 , 실리콘 기술 과 호환 이 되 는 프로세스 의 발달 보전 됩니다 최신식 반도체 제작 프로세스 에 있 는 QDs 의 즉시 통합 을 위한 잠재력 이 포함 합니다 . 상 향식 접근 을 사용 하 여 게르마늄 / 실리콘 nanostructures 의 제작 은 코피 로 증가 한 QDs 의 소집 을 실현 하 는 실행 가능 선택 권 이 될 수 있 었 습니다 . 원형 실험 은 관련 시킵니다 반도체 가공 에서 다양 한 화학제품 그리고 물리 적 인 방법 으로 이미 사용 중 인 실현 될 수 있 는 실리콘 기판 에 게르마늄 원자 의 느린 공술서 를 ( 예 를 들 면 초당 monatomic 층 의 세부 합니다 ) 이루어져 있 습니다 . 고열 에 , Ge 원자 는 이 성분 사이 상사 성 때문 에 Si 기질 의 결정 격자 기하학 을 복제 합니다 . Ge 의 격자 매개변수 가 이질 적 인 공용 영역 에 과도 한 긴장 축적 을 일으키 는 원인 이 되 는 Si 의 그것 보다 는 더 큰 대략 4 % 이 다 그러나 . 어느 정도 간격 저쪽 에 , 자연 스러운 기계 장치 는 이 긴장 의 부분 적 인 이완 을 달성 하 기 위하 여 개입 합니다 . 이 기계 장치 의 한 개 는 3 차원 nanostructures 의 출현 으로 궁극 적 으로 이끌 어 내 는 소밀 의 작성 입니다 . 그 밖 기계 장치 는 부적격자 탈구 의 핵형 성 및 공용 영역 에 효과 적 인 격자 미스 매치 를 감소 시키 는 Si 원자 의 섞 을 포함 합니다 , 와 Ge . 3 차원 nanostructures 내의 그리고 의 주위 에 기하학 , 긴장 및 원소 단면도 는 이 의 기본 적 인 특성 을 QDs 제어 합니다 . 반도체 nanostructures 의 자기 조직 화 의 기점 에 주요 한 개념 이 열역학 불 안정 성 의 동안 , 최근 몇 년 동안 원자 유포 에 대하 여 활동 적 인 매개변수 및 에너지 장벽 의 주연 을 나타나 는 비발 한 패러다임 은 제시 되 었 습니다 . 물리학 에 있 는 편재 하 는 개념 의 한 개인 , 열역학 안정 성 은 전형 적 인 실험 상태 하 에서 관찰 된 다수 물리 및 화학 속성 을 설명 해 , 예 를 들 면 긴장 과 원소 단면도 를 포함 하 . 2 열역학 안정 성 을 달성 하 기 위하 여 는 3 차원 nanostructures 내의 그리고 의 주위 에 모든 물자 는 경쟁 적 인 윤곽 의 다량 재배열 그리고 훌륭 한 군중 을 지탱 해야 합니다 . 그러나 이것 은 원자 유포 및 교환 에 대하 여 에너지 장벽 에 의해 저지 됩니다 . 전형 적 인 실험 상태 하 에서 , 지상 유포 및 부피 유포 의 확 율 사이 큰 불 균형 이 있 습니다 . 2 실제로 , 지상 유포 는 극단 적 으로 급속 한 증명 하 고 브라운 운동 ( 무작위 운동 ) 에 의해 필수 적 으로 제어 되 고 표면 의 열역학 조경 에 의해서 만 부분 적 으로 지시 됩니다 . 대조 적 으로 대량 유포 는 사소 합니다 , 최상 원자 층 의 밑 에 i . e 새로 우 원자 에 의해 입혀 원자 는 업 니다 . 더욱 온도 가 공술서 , 예 를 들 면 규모 와 모양 통계 구성 하 고 있 을 견본 의 전반 적 인 윤곽 후 에 빨리 냉각 될 때 , QDs 의 긴장 그리고 원소 단면도 와 상호 별거 성장 도중 실현 된 동적 과정 에 가장 높 은 중요 성 을 주 는 중요 한 기동 전개 를 겪 을 수 없 습니다 . 공술서 프로세스 에서 일찌기 정의 되 는 중요 한 특징 은 유래 3 차원 nanostructures 의 상호 적 인 위치 입니다 . 개별 적 인 nanostructure 의 핵형 성 의 확 율 은 그 의 유포 및 클러스터 가 안정 되 어 있 는 핵 을 생성 할 수 있 는 유효 한 원자 의 현지 사격 량 으로 증가 합니다 . 이 확 율 은 갑자기 1 개 핵 이 필수 적 으로 브라운 운동 에 의해 몰 자마자 가까운 원자 의 붙잡 음 에 의하 여 확대 하 자마자 것 처럼 보이 고 시작 되 자마자 투하 합니다 . 3 이것 은 왜 핵 이 원자 지상 퍼짐 길이 와 상관 하 는 특정 거리 를 격세 하 유지 해 경향 이 있 는지 설명 합니다 . 4 지상 유포 는 또한 이동 할 수 있 는 원자 의 붙잡 음 에 의하 여 nanostructure 성장 , 규모 및 모양 을 중재 합니다 . 3 브라운 운동 의 가장 간단 한 가정 의 밑 에 , 이것 은 병존 nanostructures 사이 직관 적 인 경쟁 적 인 프로세스 , 그것 에 의하 여 더 가까운 것 그 들 의 상호 적 인 근접 더 작 은 것 그 들 의 상대 적 인 규모 입니다 . 4 규모 와 모양 사이 상호 관계 는 단단 한 개념 입니다 . 1 마지막 으로 , 지상 유포 는 그 의 주요 한 특징 이 내 의 원소 단면도 를 브라운 운동 식 으로 다시 한 번 설명 될 수 있 는 nanostructures , 게르마늄 과 실리콘 의 다른 기동성 과 온도 에 대한 그것 의 미결 결정 합니다 . 2 온건 한 온도 에 게르마늄 의 예 를 들 면 ( 대략 500 섭씨 를 말 하 십시오 ) 기동성 은 열역학 안정 성 이 반대 , i . e Si 부유 한 코어 및 Ge 부자 를 주변 요구 했 더라도 반면 , Si 원자 가 5 , 6 nanostructure 가장자리 와 돌출부 에 누적 되 는 원인 이 되 는 실리콘 의 그것 보다 는 매우 더 높 습니다 . 지나치 게 간소 화 하 고 있 는 동안 위 에 기술 된 그림 은 실험 적 인 데이터 에서 관찰 되 는 것 과 같이 반도체 nanostructures 의 개별 및 공동 속성 을 이해 하 는 적당 한 시작 입니다 . nanostructures 와 기질 , 병존 nanostructures 및 개별 적 인 nanostructures 내 의 예 를 들 면 긴장 상호 작용 을 포함 하 는 다양 한 추가 열역학 분대 는 , 우선 적 인 핵 형성 사이트 의 정의 , 규모 와 모양 의 질량 그리고 변조 의 이동 ( 작 은 nanostructures 에 큰 의 성장 을 승진 시키 는 예 를 들 면 Ostwald 를 익 는 보 십시오 ) , 그리고 게르마늄 과 실리콘 원자 의 교환 에 있 는 효과 적 인 섭동 을 유도 할 수 있 습니다 . 잘 퍼지 는 역동 성 및 추가 열역학 분대 는 둘 다 위 에 기술 된 억압 될 수 없 는 , 자연 스러운 행동 과 일치 되 어 디자인 되 고 실행 될 수 있 는 적당 한 포괄 적 인 내정 간섭 의 통합 에 의해 조절 해 될 수 있 습니다 . 이것 은 그 들 의 위치 , 규모 , 모양 및 원소 구성 에 강화 한 통제 를 가진 반도체 nanostructures 를 달성 하 는 잡종 접근 입니다 . 이 문맥 에서 는 " 지상 큐 " 의 관념 은 기질 의 예비 적 인 7 수정 이 원자 와 분자 의 표면 , 따라서 인도 흡착 및 유포 에 활동 및 열역학 조경 을 바꾸 다 그것 에 의하 여 , 강력 한 개념 입니다 . " 지상 큐 " 의 보 기 는 단계 , 탈구 및 게르마늄 공술서 8 이전 에 실리콘 기판 에 소개 된 화학제품 이질 성 의 소집 일지 도 모릅니다 . 끝 으로 , 최근 몇 년 동안 기본 적 인 이해 에 있 는 중요 한 진도 가 있 고 QDs 의 제작 은 반도체 nanostructures 에 기지 를 두 었 습니다 . 지금 도 전방 많 은 중요 한 문제점 이 동안 , 이 개념 의 뒤 에 과격 한 혁신 을 위한 잠재력 은 반도체 nanostructures 의 미래 수사 를 강한 동기 부여 를 제공 합니다 . 참고 1 . F . Rosei , J . Phys . : Cond . 매트 . 16 , S 1373 ( 2004 년 ) . 2 . F . Ratto , G . Costantini , A . Rastelli , O . G . Schmidt , K . Kern , F . Rosei , J . Exp . Nanosci . 1 , 279 ( 2006 년 ) . 3 . M . Fanfoni , M . Tomellini , J . Phys . : Cond . 매트 . 17 , 571 ( 2005 년 ) . 4 . F . Ratto , A . Locatelli , S . Fontana , S . Kharrazi , S . Ashtaputre , S . K . Kulkarni , S . Heun , F . Rosei , Phys . Lett 목사 . 96 , 096103 ( 2006 년 ) . 5 . G . Katsaros , G . Costantini , M . Stoffel , R . Esteban , A . M . Bittner , A . Rastelli , U . Denker , O . G . Schmidt , K . Kern , Phys . 목사 B 72 , 195320 ( 2005 년 ) . 6 . F . Ratto , A . Locatelli , S . Fontana , S . Kharrazi , S . Ashtaputre , S . K . 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