Создание и исследование наногетероструктур в узкозонных системах на основе арсенида индия

• Автор: Романов, Вячеслав Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 202 с. : ил.

Оглавление
Введение
ГЛАВА 1. Наногетероструктуры II типа в узкозонных системах на основе ІпАв. Получение, исследование свойств и создание оптоэлектронных приборов
1.1 Формирование матричных слоев в узкозонных системах на основе ІпАв
1.1.1 Матричные слои в системе Са-Іп-Ав-БЬ
1.1.2 Матричные слои в системе Іп-Аз-БЬ-Р
1.2 Формирование трехмерных островков
1.3 Наноструктуры в гетероэпитаксиальной полупроводниковой системе Іпвй-ІпАв
1.4 Гетер о структуры I и II типа
Выводы
Глава II. Синтез многокомпонентных (тройных и четверных) твердых растворов методом газофазной эпитаксией из металлоорганических соединений
2.1 Технологическая установка для выращивания гетероструктур методом МОГФЭ
2.2 Особенности роста из газовой фазы с металлоорганическими соединениями в горизонтальном реакторе при условии атмосферного давления
2.2.1 Влияние динамики газового потока в реакторе на процесс кристаллизации полупроводникового соединения
2.2.2 Влияние температуры в реакторе на процесс эпитаксиального роста
2.3 Материалы для эпитаксиального выращивания методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений
2.3.1 Монокристаллические подложки
2.3.2 Металлоорганические соединения

2.3.3 Источники III группы
2.4 Получение бинарных соединении методом МОГФЭ
2.4.1 Эпитаксиальные слои вавЬ
2.4.2 Эпитаксиальные слои 1пА$
2.5.1 Термодинамические расчеты для тройных твердых растворов СаБЬАв и 1пА58Ь
2.5.1.1 Общие положения
2.5.1.2 Расчет твердой фазы для систем Са-БЬ-Ая и ПьАэ-БЬ
2.5.2 Эпитаксиальное наращивание тройных твердых растворов СавЬАв
2.5.3 Эпитаксиальное наращивание тройных твердых растворов 1пА§8Ь
2.6 Получение четверных твердых растворов 1пАз8ЬР методом МОГФЭ
2.6.1 Осаждение четверного твердого раствора 1пА81_у.х8ЬуРх из ТМ1п, ТМвЬ, РН3 и АвНз
2.6.2 Осаждения четверного твердого раствора InAsi.y-jSbj.Px из ТМ1п, ТМвЬ, РН3 и 1ВА
2.7 Выводы
Глава III. Одиночная гетероструктура II типа СаЗЬАвЯпАв
3.1 Структурные свойства тройного твердого раствора ваАзвЬ, осажденного на подложку 1пАв методом МОГФЭ
3.2 Фотолюминесцентные свойства тройных твердых растворов СаБЬАв, осажденных на подложку 1пА§ методом МОГФЭ
3.3 Изменение энергии ширины запрещенной зоны в зависимости от состава твердого раствора СаЗЬ^Авх
3.4 Особенности магнитотранспорта в одиночной разъединенной гетероструктуре II типа р-СаБЬ^Авх/рЯпАБ
3.6 Зонная энергетическая диаграмма твердого раствора СавЬ^Авх
3.7 Выводы

Глава IV. Наногетероструктуры II типа в узкозонной системе 1пА8(8Ь,Р)/1п5Ь
4.1 Формирование квантовых точек и квантовых штрихов 1п8Ь на поверхности арсенида индия
4.1.1 Бинарный матричный слой 1пАв
4.1.2 Формирование квантовых штрихов 1п8Ь на бинарной поверхности 1пАв
4.1.3 Трансформация квантовых штрихов в квантовые точки 1п8Ь на бинарной поверхности 1пАв
4.2 Формирование квантовых точек и квантовых штрихов 1п8Ь на поверхности многокомпонентного твердого раствора 1пА88ЬР
4.2.1 Матричный слой на основе многокомпонентного твердого раствора 1пА88ЬР
4.2.2 Квантовые штрихи 1п8Ь на поверхности эпитаксиального слоя 1пАв8ЬР
4.2.3 Квантовые точки 1п8Ь на поверхности эпитаксиального слоя 1пА88ЬР
4.3 Форма квантовых точек на поверхности узкозонного материала
1пА8(8Ь,Р)
4.4. Влияния квантовых штрихов 1п8Ь, помещенных в матрицу п-1пА8, на электрические и электролюминесцентные свойства наногетероструктур II типа
4.4.1 Электрические свойства наногетероструктур с квантовыми
штрихами 1п8Ь, помещенными в матрицу п-1пА
4.4.2. Электролюминесценция в гетероструктурах II типа с
квантовыми штрихами 1п8Ь, помещенными в матрицу и-1нА8
4.5 Выводы
Заключение
Литература

В случае если при образовании одного островка изменение поверхностной энергии системы либо положительное и малое, либо вообще отрицательное, объединение всех островков в один не является энергетически выгодным, и в системе отсутствует тенденция к коалесценции. Особый интерес представляет случай, когда изменение поверхностной энергии системы отрицательное. При этом минимум энергии Е(Ь), полученный для разреженного массива островков, сохраняется и для плотного массива островков, когда учитывается упругое взаимодействие между островками.
Таким образом, если рост протекает по механизму Странски-Крастанова, то роль упругих деформаций и их релаксация в островках становится доминирующей над тенденцией их коалесценции, вплоть до установления квазиравновесного состояния, в котором нанобъекты достигают определенных размеров и формы.
1.3 Наноструктуры в гетероэпитаксиалыюй полупроводниковой системе ХпвЬПпАв.
Использование эффекта упорядочения в массивах островков нанометровых размеров в гетеросистеме 1п8Ь-1пАз позволило получить квантовые точки с латеральными размерами по среднему диаметру от 20 до 200 нм и высотой от 4 до 50 нм [26, 68-74]. В основном квантовые точки 1п8Ь, при использовании данного способа формирования нанообъектов, были получены методами ЖФЭ [26, 70] и МПЭ [68, 71-74], намного реже применялся метод МОГФЭ [69, 74]. Все основные работы были направлены на исследования влияния условий роста (температура эпитаксии, скорость роста, количество осаждаемого материала) на морфологию квантовых точек 1п8Ь с целыо улучшения однородности по латеральным размерам и увеличению поверхностной плотности квантовых объектов. Как правило, при осаждении квантовых точек для этих целей использовали подложку 1пАз с ориентацией рабочей поверхности (001), так как на примере гетеросистемы