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埋嵌型纳米颗粒在生长过程中总是不可避免的受到基体材料的应变作用,这种应变作用对纳米颗粒的微观晶格结构,形貌及其物理化学性能都有很大的影响。本文应用改进传统的脉冲激光沉积技术和快速退火技术制备出镶嵌在非晶SiO2和Al2O3薄膜基体材料中的GaAs纳米颗粒,系统的研究了应变作用下GaAs纳米颗粒尺寸、形貌和微观结构的变化机理,及其对GaAs纳米颗粒电荷存储性能的影响。其具体研究结果如下:1.GaAs纳米颗粒生长在Al2O3基体材料中心和SiO2基体材料中心受到非均匀压缩应变作用。在Al2O3基体材料中纳米颗粒内部受到应变大于纳米颗粒表面受到的应变;在SiO2基体材料中纳米颗粒内部受到的应变小于纳米颗粒表面受到的应变。纳米颗粒在不同基体材料中生长,受到的应变场分布规律截然不同。2.我们探索了纳米颗粒的杨氏模量以及周围基体材料的杨氏模量对于GaAs纳米颗粒生长过程中形变的影响。研究工作发现GaAs纳米颗粒生长在Al2O3薄膜中比生长在SiO2薄膜中更容易产生形变。这种压应变作用下的形变会极大的影响GaAs纳米颗粒的形状、尺寸和微观结构。尤其值得注意的是,有限元算法模拟的理论结果与高分辨电镜观测到的实验结果完全一致。3.利用脉冲激光沉积技术结合快速退火技术制备了嵌有GaAs纳米颗粒的金属-氧化物-半导体(MOS)结构电容器。研究工作发现GaAs纳米颗粒生长过程中受到Al2O3基体材料施加的非均匀的压缩应变的作用。在这种非均匀压缩应变的作用下GaAs纳米颗粒的界面很容易由应变形成一些界面缺陷态。这些界面缺陷态可以俘获和释放电荷,从而提高了纳米颗粒的电荷存储性能。