Эффекты самоорганизации наноструктур на поверхности полупроводников при молекулярно-пучковой эпитаксии

• Автор: Цырлин, Георгий Эрнстович
• Шифр специальности: 01.04.01, 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введние

Глава 1. Экспериментальные методики и компьютерное моделирование

1.1. Метод молекулярнопучковой эпитаксии.

1.2 Установка молекулярнопучковой эпитаксии ЭП

1.3. Пред ростовая химическая подготовка пластин

1.4. Система регистрации и анализа картин дифракции быстрых электронов на отражение.

1.5. Ростовые моды

1.6. Структуры для измерений методами сканирующей туннельной микроскопии и фотолюминесценции.

1.7. Некоторые методические вопросы x i измерений.

1.8. Компьютерные модели роста полупроводниковых соединений А3В5 в методе

молекулярнопучковой эпитаксии и его разновидностях.
Глава 2. Фасетирование вицинальной поверхности 0 при молекулярнопучковой эпитаксии
2.1. Спонтанное формирование массивов микрофасеток на вицинальной поверхности при молекулярнопучковой эпитаксии
2.2. Влияние условий термической обработки на морфологию поверхности арсенида
Глава 3. Промежуточная стадия 1.0 1.5 монослоя гетероэпитаксиального роста в
системе I.
3.1. Промежуточная стадия роста I при субмонослойной молекулярно
пучковой эпитаксии
3.2. Промежуточная стадия роста 1пАОаАз при субмонослойной миграционно
стимулированной эпитаксии.
Глава 4. Образование и свойства нанообъектов в системе 1п,ОаАОаА.
4.1. Исследование перехода от двухмерного к трехмерному механизму роста в системе ЫАзОаАэ с помощью дифракции быстрых электронов на отражение
4.2. Влияние мольной доли индия в твердом растворе 1пСаА и вицинальности подложки на морфологию поверхности при субмонослойной молекулярнопучковой эпитаксии.
4.3. Влияние времени выдержки поверхности в потоке мышяька т на морфологию поверхности кгАэСаАз при субмонослойной молекулярнопучковой эпитаксии
4.4. Влияние ростовой моды при росте 1пАз на ЗаАЮО на морфологию
поверхности.
4.5 Оптические свойства квантовых точек 1пАзСаА8,
4.5.1. Субмонослойная молекулярнопучковая эпитаксия.
4.5.2. Субмонослойная миграционностимулированная эпитаксия.
4.6. Многослойные структуры ЫОаАБСаАв
Глава 5. Квантовые точки в системе 1пАз 0.
5.1. Гетероэпитаксиальный рост в системе 1пАз0
5.2. Фазовая диаграмма перехода от двух к трехмерному росту в системе 1пА80.
5.3. Оптические свойства квантовых точек 1пА 0.
Заключение.
Список цитируемой литературы


Однако методы ДБЭО и СТМ не позволяют судить об оптических свойствах выращиваемых нанообъектов. Оптимальным с точки зрения относительной простоты и оперативности получаемой информации о люминесцентных свойствах полупроводниковых структур является метод фотолюминесценции ФЛ и возбуждения ФЛ , который также использовался в данной работе. Таким образом, совокупность современных экспериментальных методов выращивания наноструктур на основе эффектов самоорганизации МПЭ и ее разновидности, а также методов исследования и анализа характеристик полученных нанообъектов позволило, на наш взгляд, провести комплекс экспериментальных работ по прямому получению и изучению нанообъектов на поверхности полупроводников различного состава. Цели и задачи работы. Цель работы состояла в разработке методов и проведении комплексного исследования эффектов самоорганизации на поверхности полупроводников различного состава при МПЭ, разработке новой приборнометодической базы и воспроизводимой технологии прямого получения наноструктур и создании научных основ и принципов для разработки и создания нового поколения приборов мнкро и оптоэлектроники. Исследование эффектов самоорганизации, происходящих на вицинальной поверхности 5аАз0 при МТТЭ росте и модификации поверхности. Исследование промежуточной стадии 1. АОаА. Разработка новых технологических методов выращивания полупроводниковых соединений из молекулярных пучков. Исследование структурных и оптических свойств нанообъектов в гетероэпитаксиальной системе 1пСгаА5СаА5, полученных различными модификациями метода МПЭ. Исследование эффектов самоорганизации в многослойных системах ГпСаАэОаАз. Созданы методические основы формирования нанообъектов на российской установке МПЭ ЭП. Впервые показано, что на вицинальной поверхности СаАз0 возможно образование упорядоченного массива микрофасеток в процессе МПЭ. Впервые экспериментально подтверждено теоретически предсказанное ранее существование паркетных структур при гетероэпитаксиальном росте в рассогласованных системах. Предложен и реализован новый эпитаксиальный метод субмонослойная миграционностимулированная эпитаксия. Впервые исследовано влияние вицинальности поверхности и кинетических параметров на пространственное упорядочение наноструктур при МПЭ и его разновидностях. Впервые продемонстрирована возможность реализации наноструктур из арсенида индия в матрице кремния. Таким образом, в работе проведено комплексное исследование эффектов самоорганизации на поверхности полупроводников в различных гетероэпитаксиальных системах, разработана воспроизводимая технология получения нанообъектов при МПЭ и ее разновидностях и заложены основы создания нового поколения микро и оптоэлектронных приборов. Основные результаты, выносимые на защиту. Результаты исследования эффектов самоорганизации на вицинальной поверхности арсенида галлия при термической обработке автоэпитаксиального слоя при МПЭ. Экспериментальное доказательство существования паркетных структур при гетероэпитаксиальном росте из молекулярных пучков. Новый эпитаксиальный метод субмонослойная миграционностимулированная эпитаксия. Результаты исследований процессов образования квантовых точек и квантовых проволок при гетероэпитаксиальном росте в рассогласованной системе 1пСаАСаАз при субмонослойной эпитаксии из молекулярных пучков, в том числе на вицинальных поверхностях. Метод прямого получения нанообъектов в рассогласованной гетероэпитаксиальной системе ТпАООО при МПЭ. Личный вклад автора заключается в обосновании, постановке и организации всех этапов исследования, разработке методик проведения исследований, участии в получении экспериментальных и теоретических данных, обобщении и анализе полученных результатов. Апробация работы. Ii i i . Ii i . Ii i I i , i,
i i i , , . Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в статьях . Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации 5 страниц основного текста, включая рисунков, 2 таблицы и список литературы из 1 наименований.