Глубокая рентгеновская рефлектометрия сверхмногопериодных A3B5-структур с квантовыми ямами, выращиваемых методом молекулярно-пучковой эпитаксии
Ministry of Education and Science of the Russian Federation (Minobrnauka), State Assignments, FSRM-2020-0008
Russian Foundation for Basic Research (RFBR) , Grants, 19-29-12053
Russian Science Foundation (RSF) , Grants, 19-12-00270
Горай Л.И.
1,2,3, Пирогов Е.В.
1,4, Соболев М.С.
1, Поляков Н.К.
1, Дашков А.С.
1, Свечников М.В.
5, Буравлев А.Д.
1,61Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алфёрова Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
2Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
3Институт аналитического приборостроения Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
4ООО ”Коннектор Оптикс“, Санкт-Петербург, Россия
5Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
6Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: lig@pcgrate, zzzavr@gmail.com, Sobolevsms@gmail.com, pnk56@mail.ru, Dashkov.Alexander.OM@gmail.com, svechnikovmv@gmail.com, bour@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 апреля 2020 г.
В окончательной редакции: 2 апреля 2020 г.
Принята к печати: 2 апреля 2020 г.
Выставление онлайн: 15 июля 2020 г.
Нами исследовались упруго-напряженные AlGaAs/GaAs сверхмногопериодные (СМП - 100-1000 периодов) сверхрешетки с различной степенью легирования и небольшой разницей в толщине периода. Предложенная методика характеризации, состоящая из согласованного применения метода глубокой рентгеновской рефлектометрии, основанного на строгом методе расчета, а также известного метода высокоразрешающей рентгеновской рефлектометрии, позволили исследовать 100-периодные структуры с 2-nm ширинами Al0.3Ga0.7As барьеров и 10-nm ширинами GaAs ям и с высокой точностью определить толщины слоев и размытость интерфейсов, что можно рассматривать как первый шаг на пути дальнейшего анализа толстых структур на ярких источниках синхротронного излучения. Разница ожидаемых и получившихся в результате восстановления предложенным методом значений толщин слоев составила несколько процентов, в том числе для образцов с высокой степенью легирования (до 1018 cm-3). Все СМП структуры характеризуются резкими интерфейсами со среднеквадратичным отклонением порядка 0.1 nm. На основе полученных данных толщин можно точно определять состав слоев с помощью высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии. Ключевые слова: сверхрешетка, AlGaAs-гетероструктура, рентгеновская рефлектометрия, строгая электромагнитная теория рассеяния.
- Gmachl C., Sivco D.L., Colombelli R., Capasso F., Cho A.Y. // Nature. 2002. Vol. 415. P. 883-887. DOI: 10.1038/415883a
- Андронов А.А., Додин Е.П., Зинченко Д.И., Ноздрин Ю.Н., Ладугин М.А., Мармалюк А.А., Падалица А.А., Беляков В.А., Ладенков И.В., Фефелов А.Г. // Письма в ЖЭТФ. 2015. Т. 102. Вып. 4. C. 235-239. [ Andronov A.A., Dodin E.P., Zinchenko D.I., Nozdrin, Yu.N., Ladugin M.A., Marmalyuk A.A., Padalitsa A.A., Belyakov V.A., Ladenkov I.V., Fefelov A.G. // JETP Lett. 2015. Vol. 102. P. 207-211.] DOI: 10.7868/S0370274X15160031
- Goray L.I., Pirogov E.V., Sobolev M.S., Ilkiv I.V., Dashkov A.S., Vainer Yu.A., Svechnikov M.V., Yunin P.A., Chkhalo N.I., Bouravlev A.D. // Semiconductors. 2019. Vol. 53. N 14. P. 1910-1913. DOI: 10.1134/S1063782619140082
- Goray L.I., Pirogov E.V., Nikitina E.V., Ubyivovk E.V., Gerchikov L.G., Ipatov A.N., Dashkov A.S., Sobolev M.S., Ilkiv I.V., Bouravlev A.D. // Semiconductors. 2019. Vol. 53. N 14. P. 1914-1917. DOI: 10.1134/S1063782619140094
- Goray L.I. // Proc. SPIE. 2007. Vol. 6617. P. 661719. DOI: 10.1117/12.726038
- Горай Л.И., Чхало Н.И., Цырлин Г.Э. // ЖТФ. 2009. Т. 79. Вып. 4. С. 117-124. [ Goray L.I., Chkhalo N.I., Tsyrlin G.E. // Tech. Phys. 2009. Vol. 54. N 4. P. 561-568. DOI: 10.1134/S1063784209040185]
- Горай Л.И., Чхало Н.И., Вайнер Ю.А. // Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36. Вып. 3. С. 31-38. [ Goray L.I., Chkhalo N.I., Vainer Yu.A. // Tech. Phys. Let. 2010. Vol. 36. N 2. P. 108-111. DOI: 10.1134/S1063785010020057]
- Goray L., Lubov M. // Opt. Express. 2015. Vol. 23. N 8. P. 10703-10713. DOI: 10.1364/OE.23.010703
- Goray L.I., Schmidt G. Boundary Integral Equation Methods for Conical Diffraction and Short Waves, in Gratings: Theory and Numerical Applications / ed. E. Popov. 2nd rev. ed., Institut Fresnel, AMU, 2014. P. 447-536. URL: https://www.fresnel.fr/files/gratings/Second-Edition/index.htm
- Goray L., Lubov M. // J. Appl. Cryst. 2013. Vol. 46. P. 926-932. DOI: 10.1107/S0021889813012387
- de Boer D.K.G. // Phys. Rev. B. 1996. Vol. 53. P. 6048. DOI: 10.1103/PhysRevB.53.6048
- Ogilvy J.A. // Rep. Prog. Phys. 1987. Vol. 50. N 12. P. 1553-1608
- Kozhevnikov I.V., Pyatakhin M.V. // J. X-Ray Sci. Technol. 2000. Vol. 8. N 4. P. 253-275
- Goray L.I. // J. Appl. Phys. 2010. Vol. 108. P. 033516. DOI:10.1063/1.3467937
- Svechnikov M. // J. Appl. Cryst. 2019. Vol. 53. N 1. P. 244-252
- Goray L., Lubov M. // Opt. Express. 2015. Vol. 23. N 8. P. 10703-10713. DOI: 10.1364/OE.23.010703
- Lubov M., Goray L.J. // Synchrotron Rad. 2019. Vol. 26. P. 1539-1545. DOI: 10.1107/S1600577519006337
- Website of I. I. G., Inc.: [Интернет-ресурс] / URL: http://pcgrate.com (дата обращения 05.03.2020)
- Stearns D.G. // J. Appl. Phys. 1992. Vol. 71. N 9. P. 4286. DOI: 10.1063/1.350810
- Stearns D.G., Gaines D.P., Sweeney D.W., Gullikson E.M. // J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. N 2. P. 1003-1028. DOI: 10.1063/1.368098
- Sinha S.K., Sirota E.B., Garoff S., Stanley H.B. // Phys. Rev. B. 1988. Vol. 38. P. 2297. DOI: 10.1103/PhysRevB.38.2297
- Center of X-ray Optics: [Интернет-ресурс] / URL: http://henke.lbl.gov/optical\_constants/ (дата обращения 05.03.2020)
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.
