Вышедшие номера
Распределение дислокаций несоответствия и упругих механических напряжений в метаморфных буферных слоях InAlAs разной конструкции
Переводная версия: 10.1134/S1063783421010170
Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), Конкурс на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, №18-02-00950
Побат Д.В.1, Соловьев В.А.1, Чернов М.Ю.1, Иванов С.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: pobat.dima@gmail.com, vasol@beam.ioffe.ru, chernov.spbau@gmail.com, ivan@beam.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 18 сентября 2020 г.
В окончательной редакции: 18 сентября 2020 г.
Принята к печати: 19 сентября 2020 г.
Выставление онлайн: 12 октября 2020 г.

Проведен расчет равновесных распределений плотности дислокаций несоответствия rho(z) и упругих напряжений ε(z) вдоль направления эпитаксиального роста метаморфного буферного слоя InAlAs/GaAs(001) с высоким содержанием In (до 87 mol%) и разными профилями изменения состава: ступенчатым, линейным и корневым. Для расчетов был использован метод, основанный на итерационном поиске минимального значения полной энергии системы. Показано, что наиболее сильные отличия между разными конструкциями буферного слоя наблюдаются в характере распределений rho(z), а не ε(z). В отличие от традиционных конструкций со ступенчатым и линейным градиентом состава, которые характеризуются достаточно однородным распределением дислокаций несоответствия, в буферном слое с корневым градиентом состава основная часть таких дислокаций сконцентрирована в нижней части слоя вблизи гетерограницы с подложкой GaAs, а их плотность резко падает более чем на порядок величины по толщине слоя, достигая вблизи поверхности минимального из всех перечисленных конструкций значения. Несмотря на то, что в данной работе не учитывался важный эффект взаимодействия дислокаций между собой, проведенные расчеты позволили установить основные особенности распределений rho(z) и ε(z) в различных метаморфных буферных слоях InAlAs, которые ранее наблюдались нами экспериментально. Таким образом, данный подход может быть эффективно использован при создании оптимальных конструкций приборных метаморфных гетероструктур. Ключевые слова: дислокации несоответствия, упругие напряжения, метаморфные гетероструктуры, InAlAs/GaAs, большое рассогласование параметров решетки.
  1. G.B. Galiev, I.S. Vasil'evskii, S.S. Pushkarev, Е.А. Klimov, R.M. Imamov, P.A. Buffat, B. Dwir, Е.I. Suvorov. J. Cryst. Growth 366, 55 (2013)
  2. W. Hafez, J. Lai, M. Feng. Electron. Lett. 39, 1447 (2003)
  3. G. Belenky, D. Wang, Y. Lin, D. Donetsky, G. Kipshidze, L. Shterengas, D. Westerfeld, W.L. Sarney, S. Svensso. Appl. Phys. Lett. 102, 111108 (2013)
  4. S.V. Ivanov, M.Yu. Chernov, V.A. Solov'ev, P.N. Brunkov, D.D. Firsov, O.S. Komkov. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 65, 20 (2019)
  5. V.A. Kulbachinskii, L.N. Oveshnikov, R.A. Lunin, N.A. Yuzeeva, G.B. Galiev, E.A. Klimov, S.S. Pushkarev, P.P. Maltsev. Semicond. 49, 921 (2015)
  6. D.J. Dunstan, P. Kidd, L.K. Howard, R.H. Dixon. Appl. Phys. Lett. 59, 3390 (1991)
  7. D.J. Dunstan. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 8, 337 (1997)
  8. H. Choi, Y. Jeong, J. Cho, M.H. Jeon. J. Cryst. Growth 311, 1091 (2009)
  9. M.Yu. Chernov, V.A. Solov'ev, O.S. Komkov, D.D. Firsov, B.Ya. Meltser, M.A. Yagovkina, M.V. Baidakova, P.S. Kop'ev, S.V. Ivanov. Appl. Phys. Express 10, 121201 (2017)
  10. B. Bertoli, E.N. Suarez, J.E. Ayers, F.C. Jain. J. Appl. Phys. 106, 073519 (2009)
  11. S. Adachi. Properties of Semiconductor Alloys: Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors. Wiley--Blackwell (2009). 413 p
  12. E.A. Fitzgerald. Mater. Sci. Rep. 7, 87 (1991)
  13. J. Zou, D.J.H. Cockayne, B.F. Usher. J. Appl. Phys. 73, 619 (1993)
  14. I.N. Trunkin, M.Yu. Presniakov, A.L. Vasiliev. Crystallography Rep. 62, 265 (2017)
  15. F. Capotondi, G. Biasiol, D. Ercolani, V. Grillo, E. Carlino, F. Romanato, L. Sorba. Thin Solid Films 484, 400 (2005)
  16. В.А. Соловьев, М.Ю. Чернов, А.А. Ситникова, П.Н. Брунков, Б.Я. Мельцер, С.В. Иванов. ФТП 52, 127 (2018)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.