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World File Search System外延生长
关于 Ge-Sb-Te 合金范德华外延规则的一般理解提示
能够生长出二维 (2D) 材料等尖端晶体材料的高质量异质外延膜，是开发前沿技术应用的先决条件。二维材料（及其异质结构）是一种堆叠结构，相邻块之间具有弱范德华 (vdW) 相互作用，而每个块内具有强共价键。这一特性使得我们有可能分离二维晶片，将其用作构建块，以创建堆叠的二维晶体序列（称为 vdW 异质结构），这种结构具有新奇的特性和奇特的物理现象。[1,2] vdW 异质结构为电子学、光电子学、柔性器件、传感器和光伏等领域的广泛应用铺平了道路。[3–5] 然而，要实现工业化应用，就必须发展大规模沉积，这就意味着必须掌握 vdW 外延生长技术。 [6] 尽管过去几年人们对范德华外延的兴趣重新燃起，研究工作也愈发深入，[7] 但对范德华外延的一般描述和完整理解将有助于快速解决许多问题。例如，当使用石墨烯或其他二维晶体作为缓冲层时，对于范德华外延，下面的衬底仍可能与正在生长的薄膜相互作用。[8–15] 人们还观察到了二维和三维材料生长之间的中间行为，实际上允许在这些材料中进行应变工程。[16–21] 因此，二维材料的外延规则非常有必要，以便预测衬底表面相互作用、范德华异质结构可比性和界面生长过程中的应变弛豫。范德华能隙的形成是决定二维材料行为的基本特征。[22] 在这方面，衬底表面的电子特性和形貌在薄膜生长的早期阶段起着关键作用。生长中的薄膜和基底之间的键可以形成在悬空键和缺陷上[13,23]，也可以形成在扭结和台阶边缘，从而阻止范德华能隙的形成并决定应变的积累。[16]基底和外延层之间的不同对称性也会引起一定量的应变。[24]因此，如果沉积的2D材料没有完全弛豫，则不会发生范德华外延。为了对范德华外延进行一般性描述，我们在这里研究了一个基于硫族化物 (GeTe) m (Sb 2 Te 3 ) n 合金 (Ge-Sb-Te 或 GST) 的示例案例，该合金位于 InAs(111) 表面上。GST 是一种关键的相变材料 (PCM)，因其尖端技术应用而得到广泛研究。它是一种突出的
关于 Ge-Sb-Te 合金范德华外延规则的一般理解提示
能够生长出二维 (2D) 材料等尖端晶体材料的高质量异质外延膜，是开发前沿技术应用的先决条件。二维材料（及其异质结构）是一种堆叠结构，相邻块之间具有弱范德华 (vdW) 相互作用，而每个块内具有强共价键。这一特性使得我们有可能分离二维晶片，将其用作构建块，以创建堆叠的二维晶体序列（称为 vdW 异质结构），这种结构具有新奇的特性和奇特的物理现象。[1,2] vdW 异质结构为电子学、光电子学、柔性器件、传感器和光伏等领域的广泛应用铺平了道路。[3–5] 然而，要实现工业化应用，就必须发展大规模沉积，这就意味着必须掌握 vdW 外延生长技术。 [6] 尽管过去几年人们对范德华外延的兴趣重新燃起，研究工作也愈发深入，[7] 但对范德华外延的一般描述和完整理解将有助于快速解决许多问题。例如，当使用石墨烯或其他二维晶体作为缓冲层时，对于范德华外延，下面的衬底仍可能与正在生长的薄膜相互作用。[8–15] 人们还观察到了二维和三维材料生长之间的中间行为，实际上允许在这些材料中进行应变工程。[16–21] 因此，二维材料的外延规则非常有必要，以便预测衬底表面相互作用、范德华异质结构可比性和界面生长过程中的应变弛豫。范德华能隙的形成是决定二维材料行为的基本特征。[22] 在这方面，衬底表面的电子特性和形貌在薄膜生长的早期阶段起着关键作用。生长中的薄膜和基底之间的键可以形成在悬空键和缺陷上[13,23]，也可以形成在扭结和台阶边缘，从而阻止范德华能隙的形成并决定应变的积累。[16]基底和外延层之间的不同对称性也会引起一定量的应变。[24]因此，如果沉积的2D材料没有完全弛豫，则不会发生范德华外延。为了对范德华外延进行一般性描述，我们在这里研究了一个基于硫族化物 (GeTe) m (Sb 2 Te 3 ) n 合金 (Ge-Sb-Te 或 GST) 的示例案例，该合金位于 InAs(111) 表面上。GST 是一种关键的相变材料 (PCM)，因其尖端技术应用而得到广泛研究。它是一种突出的
InP 纳米线中 InAsP 双量子点间隧道耦合的磁调谐
嵌入纳米线波导的外延量子点 (QDs) 是单个光子和纠缠光子的理想来源，因为这些设备可以实现高收集效率和发射线纯度 1 – 4 。此外，这种架构有可能通过在纳米线内串联耦合量子点来形成量子信息处理器的构建块。具有清晰分子键合和反键合状态特征的量子点分子已被证明，其中可利用量子限制斯塔克效应 5、6 调整载流子群。这些光学活性量子点也是量子网络单元非常有希望的候选者，因为它们可以将光子量子比特中编码的量子信息传输到固态量子比特并在耦合的量子点电路中处理该信息 7 – 9 。控制点之间的隧道耦合是适当调整和执行量子比特之间量子门所需的关键特性。例如，在静电定义的量子点中，可通过为此目的设计的电门实现点间隧道耦合，并且已实现多达 9 个量子比特的线性阵列 10 。在外延量子点中，隧道耦合由量子点之间的距离决定，该距离在生长过程之后无法改变 7 、 11 – 13 。由于原子级外延生长的不确定性，这会产生可重复性问题。克服这些问题的尝试包括旨在引入受控结构变化的措施，例如激光诱导混合 14 、将发射器放置在光子腔中 13 或调整点附近的应变场 15 。这些过程可提高量子点发射器的均匀性，但是它们无法实现时间相关的调整和可寻址性。为了实现这一点，通过金属栅极将外部电场施加到量子点上，从而控制电荷状态 16 、通过斯塔克位移 5 进行光谱调谐以及通过四极场 17 控制激子精细结构。此外，最近在外延量子点中进行的电子传输实验已经证明了隧道耦合的电调谐 18 – 20 。然而，这些方法需要复杂的设备设计和工程。在本信中，我们通过施加垂直于点堆叠方向的磁场来演示点间耦合的可调谐性。我们首先对 InP 纳米线中的 InAsP 双量子点 (DQD) 进行光学磁谱分析，并确定了逆幂律，该定律控制每个点的 s 壳层发射之间的能量差，该能量差是点间距离的函数。发射能量受点成分和应变差异的影响，而点之间的耦合则在生长阶段由分隔它们的屏障厚度决定。但是，我们将证明我们可以调整对于特定状态，通过施加平行于量子点平面的磁场（即 Voigt 几何），发射能量差可在约 1 meV 的范围内按需变化。正如我们将要展示的，如果没有点之间的量子力学耦合，这种能量转移就不可能实现，我们将此结果解释为点间隧道耦合的磁场调谐是由于经典洛伦兹力的量子类似物而发生的。
INP和III-V化合物
III-V半导体材料组的生长特性与硅具有相似的生长特性，该特性在微电子学中已良好。III-V半导体材料是在单晶半导体底物上的外延生长的。主要区别在于光电特性中，大多数III-V半导体具有直接的带隙，这是制造有效激光器和光学放大器的先决条件，缺少属性硅。此外，几个III-V半导体（例如GAAS和INP）具有比硅具有更好的电子性能，这使它们适合于高端RF插图。各种III-V半导体之间的关键差异是波长范围，它们支持光学功能，例如发光，放大，传输和检测光。对于GAA，这是在半导体激光器中应用的第一种III-V材料，操作窗口的范围为800-1100 nm，使其适用于短期通信。GAAS垂直腔表面发射激光器（VCSELS）是短距离（<几百米）通信的主要光源。用于INP及其第四纪化合物Ingaasp和Ingaalas，可以在INP底物上生长，操作窗口范围为1200-1700 nm，范围涵盖了在更长距离（O波段，C-Band，C-Band和l频段）高速通信的最重要波长。因此，这是长时间和中距离高速通信的首选材料。这使其成为在复杂图片中使用的首选材料，在复杂图片中，必须将广泛的功能集成到单个芯片中。光过滤器）。INP及其化合物Ingaasp和Ingaalas的另一个优点是，它们的光学特性（增益，透明度，吸收和检测以及电光调制效率）可以在晶圆中进行本地设计，同时保留在宽波长范围内优化性能的可能性。示例是连贯的发射器和接收器，更一般而言，需要将激光器和光学放大器与有效调节器和检测器集成在一起的任何电路，以及低损坏的被动光元素（例如，用于钝化和隔离的介电材料与用于硅微电子的介电材料非常相似。电气间连接的金属不同。黄金由于其良好的电气和机械性能而经常用于III-V半导体，而由于它具有扩散到硅非常有害的风险，因此它没有应用于硅上。另一方面，铝和铜很少用于III-V材料。特别是铜杂质在III-V材料中降解电和光学特性。晶片小于硅。对于GAAS 4“，6”和8英寸的直径可在市售。INP晶圆具有2英寸，3英寸和4英寸的直径，质量良好。 较大的6英寸晶片可用于研发目的，其蚀刻坑密度（EPD）稍大，在需求增加时将改善。INP晶圆具有2英寸，3英寸和4英寸的直径，质量良好。较大的6英寸晶片可用于研发目的，其蚀刻坑密度（EPD）稍大，在需求增加时将改善。
姓氏和名字 CALARCO RAFFAELLA 语言
专业经历 - 意大利国家研究委员会 (CNR) 研究主任，罗马微电子与微系统研究所 (IMM)，2018 年 11 月至今 - 休假时间：2018 年 12 月 1 日至 2019 年 8 月 31 日 - 德国柏林 Paul-Drude 固体电子研究所高级科学家，2010 年 8 月至 2019 年 8 月 31 日 - 德国 Jülich GmbH 研究中心研究员，2001 年 11 月至 2010 年 8 月 - 德国亚琛工业大学博士后小组，2000 年 2 月至 2001 年 10 月 - 美国马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学暑期学生小组，1998 年 7 月至 1998 年 8 月 教育经历 - 获得国立科学技术学院正教授资格，Fis03 - 02/B1 MIUR 教授资格，2016 年 - 2023 年2012 – 2019 年 - 任教资格（获得独立大学教学资格） 1. 柏林洪堡大学 德国 2012 年 5 月 30 日 2. 亚琛工业大学 德国 2010 年 2 月 4 日 - 罗马第一大学材料科学博士学位 2001 年 1 月 28 日 - 罗马第二大学物理学学士学位 1996 年 5 月 24 日 研究活动 她的研究集中在自旋电子学、纳米电子学、光电子学和存储器方面。 1996-2000 年：在攻读博士学位期间，她研究了外延 Ge/Si(100) 异质结构，以获得集成在 Si 上的 1.55 µ m 电信波长的光电探测器，为此她将光电探测器效率与结构缺陷相关联。 2000-2001：制备了具有可重复特性和室温磁阻相关变化的磁隧道结。生长了具有高自旋极化和光滑表面/平面界面的铁磁层（Co/AlOx/Co）。 2001-2005：制备了稀磁半导体（注入Mn、Cr或V离子的n型和p型GaN层）并实现了混合铁磁体/半导体结构，即在纤锌矿GaN（0001）上外延生长的bcc Fe（110）薄膜。 2004-2010：专注于III族氮化物NW的生长与表征，深入研究了生长机制和电子特性。由于NW的表面积与体积比很大，表面对NW的物理行为和器件性能有很大的影响。特别针对存在积累层和耗尽层的窄带隙（InN）和宽带隙（GaN）材料中的表面空间电荷层效应。对 GaN NW 电学性质的研究表明，带间光电效应随 NW 直径的变化而变化几个数量级。R. Calarco 通过模拟纳米线侧壁表面电子耗尽区的影响来解释这种不寻常的行为。这些研究结果的发表得到了 NW 界的高度认可，本文被广泛引用。2008-2013：参与两个关于实现单光子发射器的德国国家项目。致力于制造 pin 结、布拉格反射器和三元合金（In、Ga)N 纳米线结构，旨在实现可见光范围内的发光二极管 (LED)。纳米线可以生长为单个纳米晶体，结构缺陷比平面薄膜少；因此，它们能够提高器件质量。对于实际的器件应用，纳米线需要定位，为此，R. Calarco 开发了一种非常具有挑战性的生长程序，可以在没有任何金属帮助的情况下在预定位置选择性地生长纳米线（完整的半导体布局，与生产要求兼容）。2012 年，她介绍了一项关于并联运行的单纳米线 LED 的研究。2010-2018：平面氮化物研究。她研究了 In 2 O 3 上 InN 的生长。In 2 O 3 和 InN 之间可以实现重合晶格，并将失配降低到 < 1%。这使得 bcc-In 2 O 3 成为 InN 的有趣替代衬底。她进一步研究了 (In,Ga)N/GaN 短周期中的 In 含量
（12）美国专利
US 11,016,119 B1 1 2 MONOLITHIC ATOMIC FORCE In view of the above problems , we proposed a novel class MICROSCOPY ACTIVE OPTICAL PROBE of probes for atomic force microscopy ( AFM active optical probe - AAOP ) by integrating a laser source and a photo CROSS REFERENCE TO RELATED detector monolithically into the AFM probe [ Actoprobe APPLICATIONS 5 2015 ] .AAOPS被设计为在召开AFM中使用，以通过包括本申请的索赔优先级和优先级来增强其功能，以上提到的仪器（NSOM，TERS，TERS，混合访问应用程序编号62 / 415,097于2016年10月31日提交，AFM）。 这些独特的光学探针的设计是根据整个披露，通过形式的传统AFM探针和参考。 10添加，同时提供有关纳米级样品的Opti cal特性的信息。 本发明概念的AAOP领域是基于单次结合二极管激光器和AFM探针的基础。 AAOP被设计为本发明与AFM显微镜和空腔探针有关的，即，AFM探针尖端是激光接近 - 场光学显微镜探针的一部分，尤其是15个腔。 AAOP由基于GAA的悬臂组成，其单片AFM活动光学探针能够执行安装在常规SI芯片上的AFM探针。 传统的AFM测量和光学成像，尽管在技术上可行，但纳米级的GAAS / SI杂交和光谱法。 硅，im和GAAS。 （DBR）镜子。62 / 415,097于2016年10月31日提交，AFM）。这些独特的光学探针的设计是根据整个披露，通过形式的传统AFM探针和参考。10添加，同时提供有关纳米级样品的Opti cal特性的信息。本发明概念的AAOP领域是基于单次结合二极管激光器和AFM探针的基础。AAOP被设计为本发明与AFM显微镜和空腔探针有关的，即，AFM探针尖端是激光接近 - 场光学显微镜探针的一部分，尤其是15个腔。AAOP由基于GAA的悬臂组成，其单片AFM活动光学探针能够执行安装在常规SI芯片上的AFM探针。传统的AFM测量和光学成像，尽管在技术上可行，但纳米级的GAAS / SI杂交和光谱法。硅，im和GAAS。（DBR）镜子。提出了严重的问题，可能会影响由于具有不同热膨胀常数的材料的粘结背景而产生的应变，即纳米级的光学表征当前需要NSOM（发明光学显微镜的接近 - 现场扫描摘要），TERS（TIP-增强的Raman Spectros副本）或Hybrid AFM（其中包括专门的FAR -FAR -FAR -FAR -FIEL -FIELD -FIELD 25本发明的对象都提供新型的光学显微镜）。class of probes for atomic force microscopy ( monolithic Attempts at integrating atomic force microscopy and AFM active optical probeML AAOP ) by integrating a optical techniques have already been made and several laser source and a photodetector monolithically into the products based on these schemes have found their way into AFM probe , based entirely on GaAs or similar lasing the market .可商购的，具有Inte-30材料的AFM尖端，从而避免使用有害的GAAS / SI杂化片状波导（空心尖端）。带有外部激光源[Celebrano 2009]。本发明构成了一种制造成本方法的方法，其固有的局限性就整体，集成的光学AFM探针而言。可以传递的最广泛的光学分辨率和光功率。用于原子力显微镜的使用的探针被制造得可实现高侧分辨率使用硅技术的接近磁场35的大小。此方法有限作为光学设备制造的基础。相比之下，ML AAOPS是孔需要减少的，因此导致完全由GAAS制造的指数，半导体材料的光电输出减少。具有最终分辨率和检测器功能的近距离显微镜的激光应用可以通过大约50 nm的外延生长来实现，但不适用于光学结构。边缘 - 发射激光二极管，轻度指南和EFFI光谱，由于功率输出较小。40个满足的光电探测器是通过对旨在更好地整合光区域（Epi-层）的活跃的其他方法来制造的，而AFM尖端是用源和AFM尖端制造的，通常涉及将特殊成长的GAAS外部外在过度层层附加到一个预先制动的光源（Edge Expriced semitter，vcse）的顶部（vcse vcse sepge a veriide a cert a py a veriide a cert a c。 AFM Cantilever探针（混合方法）[Bargiel Epi-激光结构的层。GAAS的选择是2006年，Kingsley 2008]或光源45的制造，直接在AFM尖端上直接在AFM尖端上建立的制造技术的基础[Heisig 2000a，Heisig，Heisig 2000b，nology，nology，允许时间和成本 - 有效的制造 - 有效的制造Hoshino Hoshino Hoshino 2008，Hoshino 2009，Hoshino 2009]。在这些情况下，探针的光学。本发明的实践很容易被探测到探针中。成本 - 有效地使它们负担得起，以实现本发明的说明性体现，即Tific社区。是在AFM尖端制造的激光波长[AN 2008]。杂种扩展到替代III -V半导体，例如INP，方法仅显示在研究实验室和GAP，GAP，GAS和GAN中起作用，以扩大可用的波长，很难想象如何将光学探针从UV到可见的和Mid -Midrared制造50个覆盖率。此外，在激光腔中常用的VCSEL由两种分布式bragg反射器定义，这种方法的光输出功率受到限制。第一个激光镜是标准的第一阶 - 另外，单个集成的光电视也具有dbr光栅（周期 / 2ng，其中h。< / div>光电探测器-55和NEF是仅GAAS波的有效折射率[AN 2008]不能解决指导的困难），该指标可确保将光源对齐在AFM尖端上的激光单个纵向模式，并进行要求。第二激光镜是降低检测器尺寸的第二个订单DBR，以实现位于悬臂末端的空间光栅（周期为n / neft）。IT分辨率直接与将用作用作折叠镜的要求矛盾，该镜子将光线（以获得高60 AVITY激光模式获得的最大可能的检测区域）垂直地进入Nansoscale上光学上的灵敏度水平的AFM尖端中。具有集成的LED光源和Pho-Ridge波导的AFM尖端顶部的特殊生长的GAA外延层层。尖端探头，光源（GAAS LED）被简单地粘在65本身上，是扮演悬臂芯片作用的总内反射棱镜。因此，激光产生的光已证明是todeTector [Sasaki 2000]，但是虽然将耦合到GAAS探针的表面模式（锥形光电探测器（锥形光电探测器）中）并转移到尖端顶点。这不足以满足需求 - 输出镜，第三镜，在激光腔中。高功率，单波长操作的精神。GAAS微型 - 棱镜将激光光引导到尖端顶点和