Формирование и свойства трехмерных GaAs/InGaAs наноструктур : Нанотрубок, спиралей и мембран с туннельными переходами

• Автор: Селезнев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЭЛЛ - электронно-лучевая литография;
ИЛ - ионная литография;
ФИП - сфокусированный ионный пучок;
СТМ - сканирующий туннельный микроскоп (микроскопия);
АСМ - атомный силовой микроскоп;
МЛЭ -молекулярно-лучевая эпитаксия;
ХСЛ - химически стойкий лак;
ВРЭМ - высокоразрешающая электронная микроскопия;
ВАХ - вольт амперные характеритики;
М1. - монослой;
Е - модуль Юнга материала;
0 - механическое напряжение в твердом теле; к - коэффициент концентрации напряжений;
г - радиус кривизны вершины неоднородности;
V -коэффициент Пуассона;
е - деформация твердого тела;
1 - время;
Утп - поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело - пар;
Утж - поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело - жидкость; г|- вязкость жидкости; г - глубина вытравливаемого канала;
И - толщина жертвенного слоя (ширина канала);
Л - радиус изгиба тонкой пленки;
V - скорость травления;
п молярная концентрации растворенного водорода;
N молярная концентрации А1Ая;
Д*у- коэффициент диффузии водорода; с! - толщина тонкой пленки;
Да/а - величина рассогласования постоянных решеток; Рь ¥4, - силы растяжения; р2, Рз - силы сжатия;
М], Мг - моменты сил растяжения и сжатия;
Б - площадь сечения образца;
Б- диаметр трубки;

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Методы создания двумерных и трехмерных наноструктур
1.1. Методы электронно-лучевой и ионной литографии
1.2. Создание нанообъектов с помощью сканирующих зондовых микроскопов
1.3. Методы самоорганизации
1.4. Заключение
Глава 2. Развитие методов формирования трехмерных наноструктур. Метод атомной "разборки" кристаллов
2.1. Введение
2.2. Трещинообразование в хрупких материалах
2.2.1. Краткий обзор литературы
2.2.2. Принципы управления траекторией распространения трещины
2.3. Формирование тонких СаАз, 1пАз пленок, свободных от подложки
(формирование мембран)
2.3.1. Введение
2.3.2. Развитие методов формирования сверхтонких СаАв, ГпСаАв мембран
2.3.3. Особенности изготовления мембран с помощью селективного удаления
жертвенного слоя
2.3.4. Метод, использующий поверхностное натяжение травителя в процессе
селективного удаления жертвенного слоя
2.3.5. Разработка метода литографии внутренних слоев (микродеформационная
литография)
2.3.6. Локальное удаление подложки методом стоп слоя

далее; Hail' удалось перейти от свободных пленок с толщиной ЮОнм к пленкам толщиной ~1нм.
Использование бокового травления жертвенного слоя AlxGai_xAs с х>0.5 для отделения эпитаксиальных пленок GaAs от подложки впервые было продемонстрировано в работе [81]. Более детальное исследование процессов бокового удаления слоя AlAs в гетероструктурах GaAs/AlxGai_xAs/GaAs приводится в работах [82-84]. Авторами показано, что травитель для AlAs на основе раствора плавиковой кислоты обладает огромной селективностью >10* по отношению к GaAs (GaAs практически не травится). Используя селективное удаление слоя AlAs, можно отделять тонкие эпитаксиальные пленки GaAs большой площади - до нескольких см2 (при толщине пленки GaAs 0.1мкм).
Для наших экспериментов необходимо было иметь пленки с толщинами меньше
0.1мкм и использовать жертвенные слои толщиной меньше ОЛмкм.
Известна проблема селективного удаления жертвенных слоев толщиной меньше Юнм. В получаемом при травлении плоском капилляре замедляются процессы обмена травителя и продуктов химической реакции. В недавней работе [85] показано, что глубина травления в узком капилляре может описываться следующей формулой:
z = ~ , (2 3)

где Ууп* поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело - пар;
Утж - поверхностное натяжение на границе раздела твердое тело - жидкость; г)- вязкость жидкости; z - глубина вытравливаемого канала; h - толщины вытравливаемого слоя; t - время травления.