Формирование высококачественных релаксированных SiGe-слоев с большой долей Ge методом молекулярно-пучковой эпитаксии
Госзадание ИФМ РАН , FFUF-2024-0019
Юрасов Д.В.
1, Белоконь И.С.
1,2, Шалеев М.В.
1, Юнин П.А.
1, Новиков А.В.
1,21Институт физики микроструктур Российской академии наук, Нижний Новгород, Россия
2Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия

Email: Inquisitor@ipmras.ru, yunin@ipmras.ru, anov@ipmras.ru
Поступила в редакцию: 27 апреля 2026 г.
В окончательной редакции: 29 мая 2026 г.
Принята к печати: 31 мая 2026 г.
Выставление онлайн: 11 июля 2026 г.
Проведено сравнительное исследование кристаллического качества релаксированных буферных слоев SiGe с высокой (~ 80 %) долей Ge, сформированных методом молекулярно-пучковой эпитаксии с использованием различных подходов. Показано, что минимальной шероховатостью поверхности, а также наименьшей плотностью прорастающих дефектов (~ 106 cm-2 при росте на подложках Ge(001) и ~ 7· 106 cm-2 при росте на подложках Si(001) ) обладают слои SiGe, полученные методом обратного градиента. Такие слои могут быть использованы как виртуальные подложки для роста структур с напряженными квантовыми ямами Ge для реализации кубитов на основе манипуляции спином дырок. Ключевые слова: SiGe-гетероструктуры, молекулярно-пучковая эпитаксия, шероховатость поверхности, прорастающие дислокации, кубит.
- T. Koch, C. Godfrin, V. Adam, J. Ferrero, D. Schroller, N. Glaeser, S. Kubicek, R. Li, R. Loo, S. Massar, G. Simion, D. Wan, K. De Greve, W. Wernsdorfer, npj Quantum Inf., 11, 59 (2025). DOI: 10.1038/s41534-025-01016-x
- N.W. Hendrickx, D.P. Franke, A. Sammak, G. Scappucci, M. Veldhorst, Nature, 577, 487 (2025). DOI: 10.1038/s41586-019-1919-3
- G. Scappucci, C. Kloeffel, F.A. Zwanenburg, D. Loss, M. Myronov, J.-J. Zhang, S. De Franceschi, G. Katsaros, M. Veldhorst, Nat. Rev. Mater., 6, 926 (2021). DOI: 10.1038/s41578-020-00262-z
- W.I.L. Lawrie, H.G.J. Eenink, N.W. Hendrickx, J.M. Boter, L. Petit, S.V. Amitonov, M. Lodari, B. Paquelet Wuetz, C. Volk, S.G.J. Philips, G. Droulers, N. Kalhor, F. van Riggelen, D. Brousse, A. Sammak, L.M.K. Vandersypen, G. Scappucci, M. Veldhorst, Appl. Phys. Lett., 116, 080501 (2020). DOI: 10.1063/5.0002013
- S.B. Samavedam, E.A. Fitzgerald, J. Appl. Phys., 81, 3108 (1997). DOI: 10.1063/1.364345
- H.-C. Luan, D.R. Lim, K.K. Lee, K.M. Chen, J.G. Sandland, K. Wada, L.C. Kimerling, Appl. Phys. Lett., 75, 2909 (1999). DOI: 10.1063/1.125187
- V.A. Shah, A. Dobbie, M. Myronov, D.J.F. Fulgoni, L.J. Nash, D.R. Leadley, Appl. Phys. Lett., 93, 192103 (2008). DOI: 10.1063/1.3023068
- V.A. Shah, A. Dobbie, M. Myronov, D.R. Leadley, J. Appl. Phys., 107, 064304 (2010). DOI: 10.1063/1.3311556
- E.P. Kvam, R. Hull, J. Appl. Phys., 73, 7407 (1993). DOI: 10.1063/1.354033
- J.E. Van Nostrand, D.G. Cahill, I. Petrov, J.E. Greene, J. Appl. Phys., 83, 1096 (1998). DOI: 10.1063/1.366799
- J.M. Hartmann, A. Abbadie, J.P. Barnes, J.M. Fedeli, T. Billon, L. Vivien, J. Cryst. Growth, 312, 532 (2010). DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2009.11.056
- Д.В. Юрасов, А.И. Бобров, В.М. Данильцев, А.В. Новиков,Д.А. Павлов, Е.В. Скороходов, М.В. Шалеев, П.А. Юнин, ФТП, 49 (11), 1463 (2015). https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/42444 [D.V. Yurasov, A.I. Bobrov, V.M. Daniltsev, A.V. Novikov, D.A. Pavlov, E.V. Skorokhodov, M.V. Shaleev, P.A. Yunin, Semiconductors, 49 (11), 1415 (2015). DOI: 10.1134/S1063782615110263]
- L.E.A. Stehouwer, A. Tosato, D.D. Esposti, D. Costa, M. Veldhorst, A. Sammak, G. Scappucci, Appl. Phys. Lett., 123, 092101 (2023). DOI: 10.1063/5.0158262
- L.E.A. Stehouwer, C.X. Yu, B. van Straaten, A. Tosato, V. John, D.D. Esposti, A. Elsayed, D. Costa, S.D. Oosterhout, N.W. Hendrickx, M. Veldhorst, F. Borsoi, G. Scappucci, Nat. Mater., 24, 1906 (2025). DOI: 10.1038/s41563-025-02276-w
- J.-Y. Zhang, M. Ming, J.-H. Wang, D.-M. Huang, H. Gao, Y.-X. Chu, B.-X. Fu, H.Q. Xu, J.-J. Zhang, Appl. Phys. Lett., 125, 122106 (2024). DOI: 10.1063/5.0210639
- Д.В. Юрасов, А.В. Новиков, М.В. Шалеев, М.Н. Дроздов,Е.В. Демидов, А.В. Антонов, Л.В. Красильникова, Д.А. Шмырин, П.А. Юнин, З.Ф. Красильник, С.В. Ситников,Д.В. Щеглов, Письма в ЖТФ, 50 (10), 22 (2024). DOI: 10.61011/PJTF.2024.10.57767.19813 [D.V. Yurasov, A.V. Novikov, M.V. Shaleev, M.N. Drozdov, E.V. Demidov, A.V. Antonov, L.V. Krasilnikova, D.A. Shmyrin, P.A. Yunin, Z.F. Krasilnik, S.V. Sitnikov, D.V. Sheglov, Tech. Phys. Lett., 50 (5), 56 (2024). DOI: 10.61011/TPL.2024.05.58424.19813].