[发明专利]基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法

权利要求书

1.一种基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取一Si衬底，该Si衬底的表面存在自然形成的二氧化硅薄层；

步骤2：对Si衬底进行清洗；

步骤3：采用自催化的方法，在二氧化硅层上生长GaAs纳米线，对该GaAs纳米线选择性进行N型或P型掺杂；

步骤4：采用高As压处理消耗GaAs纳米线顶端的Ga液滴，抑制GaAs纳米线的顶端VLS生长；

步骤5：在低As压的环境中，在GaAs纳米线的侧壁上低速淀积InAs量子点；

步骤6：在InAs量子点上生长GaAs层，形成分叉结构基片；

步骤7：在分叉结构基片上覆盖A1GaAs势垒层；

步骤8：在A1GaAs势垒层的表面生长GaAs保护层，进行工艺制备形成可调控多端量子器件，完成制备。

2.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中该Si衬底的材料为Si(001)或Si(111)。

3.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中对Si衬底清洗所采用的有机试剂依次是三氯乙烯、丙酮、无水乙醇，清洗后使用氮气吹干。

4.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中自然形成的二氧化硅层的厚度为5-10nm，且存在一些自然的孔洞适用于外延。

5.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中在二氧化硅层上生长GaAs纳米线的温度为600-670℃；生长时间为60-90min；生长速率为0.2-0.5μm／h；该GaAs纳米线的长度为5-7μm。

6.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中对该GaAs纳米线进行N型或P型掺杂所使用的掺杂源分别为Si和Be，掺杂类型可为梯度掺杂或者delta掺杂。

7.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中InAs量子点的生长温度为500℃，生长时间为5-10min；生长速率为0.005ML／s。

8.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中分叉结构基片中分叉的长度一般为1-3μm，分叉的数目由InAs量子点的沉积量决定。

9.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中AlGaAs势垒层采用的是高温高砷压，使其充分迁移，形成良好的势垒结构并隔绝表面态对InAs量子点的影响。

10.根据权利要求1所述的基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法，其中GaAs保护层的生长温度为670℃；生长时间为10min：生长速率与GaAs纳米线一致，其作用是保护其表面使其不受氧化影响。