基于分叉纳米线的多端量子调控器件的制备方法

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AlGaAs势垒层；步骤8：在AlGaAs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。

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，使用的掺杂源分别为Si和Be，掺杂类型为梯度掺杂或者delta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纳米线的侧壁上淀积InAs量子点，该淀积InAs量子点的生长速率为0.005ML/s；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AlGaAs势垒层；步骤8：在AlGaAs势垒层的表面生长GaAs保护层，进行纳米线的转移、光刻掩膜、N型P型接触电极制备和封装引线的工艺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InAs量子点的生长温度为500℃，生长时间为5-10min。
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，其中分叉结构基片中分叉的长度为1-3μm，分叉的数目由InAs量子点的沉积量决定。
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。