Субструктура и оптические свойства гетероструктур на основе А3В5

• Автор: Середин, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 308 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние исследований гетероэпитаксиальных структур. Обоснование актуальности темы.

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ А3В

1.1 Фундаментальные свойства полупроводниковых твердых растворов на основе А3В

1.2 Упорядочение в твердых растворах на основе А3В

1.3 Распады в твердых растворах на основе полупроводников А3В5 Спинодальный распад - фазовый переход с участием неустойчивых состояний.

1.4 Выводы. Цели и задачи, решаемые в работе.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Характеристики исследуемых гетероструктур.

2.2 Методики исследования полупроводниковых гетероструктур.

2.3 Определение состава твердого раствора и внутренних напряжений полупроводниковых гетероструктур на основе А3В5 методами рентгеноструктурного анализа.
2.3.1 Особенности рентгенографического метода обратной съемки.
2.3.2 Методика определения параметра решетки и состава твердого раствора с учетом внутренних напряжений в соответствии с законом Вегарда.
2.3.3 Основы стандартных геометрий рассеяния.
2.3.4 Определение напряжений в псевдоморфных гетероструктурах.
2.3.5 Метаморфные структуры: метод асимметричного отражения.
2.3.6 Методика разложения дифракционных профилей.
2.4 Оптические методы исследования
2.4.1 ИК - спектроскопия на отражение. Моделирование ИК -

спектров отражения от эпитаксиальных гетероструктур
2.4.2 Приближение однофононного резонанса для расчета спектра бинарного кристалла ОаЛэ.
2.4.3 Моделирование ИК - спектров в модели пленка - подложка. Усовершенствование модели применительно к
многокомпонентным системам.
2.4.4 Рамановская спектроскопия (комбинационное рассеяние света - КРС).
2.4.5 Фотолюминесцентная спектроскопия (ФЛ).
2.5 Микроскопические методы исследования поверхности гетероструктур.
2.5.1 Атомно - силовая микроскопия (АСМ) наноструктур.
2.5.2 Растровая электронная микроскопия (РЭМ).
2.6 Выводы.
ГЛАВА 3. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ АКСа^Ая/СаАкДОО)
3.1 Характер закона Вегарда в эпитаксиальных твердых растворах Аива^Ая.
3.1.1 Твердые растворы А^Са^Ав в гетероструктурах, выращенные МОС-гидридной эпитаксией.
3.1.2 Результаты АСМ - исследований поверхности.
3.1.3 ИК - спектры отражения от эпитаксиальных гетероструктур. Плазмон — фононные спектры в гомоэпитаксиальных гетероструктурах. Моделирование ИК-спектров в адиабатическом приближении и модели пленка - подложка.
3.2 Сверхструктурная фаза АЮаАь: в МОС - гидридных гетероструктурах А10.5оСа0 эоАв/СаАзО 00).
3.2.1 Дифрактометрические исследования упорядочения в А1хОа|. хАв при х—0.50, выращенных на подложках СаАз(100).
3.2.2 Рентгенографические исследования. Прецизионное

определение параметров.
3.2.3 Результаты АСМ - исследований поверхности гетероструктур со сверхструктурной фазой.
3.2.4 ИК - спектры отражения от эпитаксиальных гетероструктур, содержащих сверхструктурную фазу АЮаАзг-
3.2.5 Фотолюминесцентная спектроскопия МОС-гидридных твердых растворов А1хОа].хА8 со сверхструктурированием.
3.3 Высоколегированные гетероструктуры на основе АфОа^Аз^г Влияние кремния на релаксацию кристаллической решетки.
3.3.1 Рентгеноструктурные исследования
3.3.2 Образование твердых растворов в гомоэпитаксиальных структурах СаАз:81/ОаА5(100)
3.3.3 Образование четверных твердых растворов в
гетероструктурах АЮаАэ: БРваАз( 100)
3.3.4 ИК-спектры гетероструктур А1хСа]_хА8:8т'СаА8( 100)
3.3.5 Фотолюминесцентные спектры гетероструктур А1хСа|. .Аз.ДУОаАзООО)
3.3.6 Обсуждение результатов исследований
3.4 Автолегированние углеродом гетероструктур АфСД].
хА8:С/СаА8(100), полученных при пониженных температурах.
3.4.1 Рентгеноструктурные исследования
3.4.2 ИК-спектры отражения гетероструктур А1хСа|.
хА8:С/ОаАз(ЮО).
3.4.3 Рамановские спектры
3.4.4 Спектры фотолюминесценции гетероструктур А1хОа1_ хА8:С/СаА8(100)
3.4.5 Определение концентраций углерода в твердых растворах.
3.5 Выводы
ГЛАВА 4. ГЕТЕРОСТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ ТРОЙНЫХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СаДп,.хР и 1пхСа,.хА

Обзор современной литературы дает достаточное количество сообщений о четком наблюдении спонтанного упорядочения в твердых растворах III-V. В работе [41] (при молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) - ГпСаАяЛпР (ПО)), в работе [42] при осаждение металлоорганических соединений из газовой фазы (МОСГФЭ) - СаАьБЬ, в работе [43] при эпитаксии из взвешенного пара -ЫЗаАя; и Са!пР в работе [44], а также при получение твердых растворов АПпАь методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ).
Так в работе [45] выполнялись исследования методом просвечивающей электронной микроскопии ТЕМ с целью исследования спонтанно упорядоченной структуры в эпитаксиальных слоях
Авторы отмечают, что спонтанно упорядоченные атомные структуры на подложках группы ТП-У наблюдались в широком диапазоне трехкомпонентных составов полупроводников. Исследования различных видов упорядоченных структур типа СиАи, халькопирита и СиРц описываются в составе тройных твердых растворов полупроводниковых эпитаксиальных слоев.
Дублеты упорядоченной структуры СиАи-1-типа наблюдаются в направлениях (001) и (110). Так как существование упорядоченных структур в трехкомпонентных полупроводниках значительно воздействует на их электрические и оптические свойства: изменяется ширина запрещенной зоны, то исследования закономерностей образования упорядоченных структур являются актуальными.
На рисунках 10,а -10,с изображены решетки с упорядочением СиАи-1 типа в цинковой обманке. Как видно из рисунков, упорядоченная структура СиАи-1-типа является тетрагональной и существует 3 типа упорядочения СиАи-1 вдоль оси четвертого порядка с в структуре решетки.
Глава