量子点器件的三端电测量方法

摘要

本发明涉及一种量子点器件的三端电测量方法，其测量方法是利用在量子点表面形成一薄肖特基接触，在量子点层上设三电极，其中一电极接地，一电极施加恒定偏压，另一电极施加扫描电压，由测量仪器测出在恒定偏压条件下的另一电极上扫描电压对应的电流Log曲线，由其计算出量子点隧穿电阻和量子点二维电子气电阻；本发明可全部测出量子点器件的各具体量，从而可用来判断量子点的密集程度、分布的均匀性和量子点大小的涨落，也可判断二维电子气的浓度和迁移率的高低，还可指导进一步完善器件结构，提升器件性能。

主权项

1、一种量子点器件三端测量方法，其特征在于包括下述步骤：(a)在量子点器件表面采用肖特基接触；(b)在量子点器件上设三个电极，量子点隧穿电阻和二维电子气电阻可通过其等效电路由如下公式给出：R₁＝R_M+R_Q+R₁₂，R₂＝R_M+R_Q，R₃＝R_M+R_Q+R₂₃，式中R₁、R₂、R₃分别为三个电极1、2、3处对应的等效电阻，R_M为电极与量子点器件半导体层的接触电阻，R_Q为量子点的隧穿等效电阻；(c)让电极1接地，在电极2上施加恒定的偏压，电极3加扫描偏压，然后对量子点器件上的电极进行测量；当电极2加恒定偏压V₂时，由于电极3施加扫描电压V₃，故由测量仪器可绘出在某一恒定偏压V₂下，与扫描电压V₃对应的电阻R₃上的电流I₃的Log曲线和对应的电阻R₂上的电流I₂的Log曲线；(d)在上述的Log(I)-V曲线中，当偏压V₂不为0，扫描电压V₃为0时，I₂、I₃均不为0，此时Log(I₂)和Log(I₃)曲线均不出现峰值；当I₂＝0，此时Log(I₂)出现峰值，该峰值对应的扫描电压V₃的值与V₃为0V间有一移动，其移动值即为对应I₂为0时的扫描电压V₃的电压值也即V₃″，根据量子点器件各电极处形成的等效回路模型，则：又当I₃＝0时，在上述的Log(I)-V曲线中，Log(I₃)也出现峰值，该峰值对应的扫描电压V₃相对于V₃为0时出现移动，其移动值即为对应I₃为0时的扫描电压V₃的值也即V₃′，根据量子点器件各电极处形成的等效回路模型，则：由于V₃′、V₃″均可由Log(I)-V曲线查得，而V₂又为固定值，则由上述(1)、(2)式可分别得出R₂/R₁和R₃/R₁的比值；(e)在上述(d)步的电极2上所加固定偏压不变，电极3的扫描电压不变的条件下，断开电极3的测量端，测量电极1、2端的电压V_A和电流I_A，根据电流回路模型，可得出式(3)：R₁+R₂＝V_A/I_A，(f)在上述(d)步的电极2上所加固定偏压不变，电极3的扫描电压不变的条件下，断开电极2的测量端，测量电极1、3端的电压V_B和电流I_B，根据电流回路模型，可得出式(4)：R₁+R₃＝V_B/I_B，(e)根据上述式(1)、(2)、(3)、(4)可以计算出电极1、2、3处对应的等效电阻R₁、R₂、R₃，并由上述(b)步及已知的电阻R₁、R₂、R₃值计算出量子点二维电子电阻R₁₂、R₂₃。