E-Book Overview
СПб.: 2006. - 350 с.
В книге подробно рассмотрены такие актуальные вопросы как технологии тонких пленок и наногетероструктур; основы теории формирования новой фазы на поверхности твердого тела; термодинамика и кинетика монослойной пленки; зарождение и рост островков на поверхности твердого тела; формирование сплошной пленки; одномерные и нульмерные квантовые наноструктуры (рост квантовых точек и нановискеров); кинетика роста тонких пленок; самосогласованная теория нуклеации тонких пленок; самосогласованная теория формирования сплошной пленки: двумерный и трехмерный рост; дополнительные замечания о росте тонких пленок; механизмы формирования квантовых точек в гетероэпитаксиальных системах: общие замечания; свободная энергия образования когерентного островка; кинетика формирования когерентных островков в рассогласованных гетероэпитаксиальных системах; зависимость морфологии квантовых точек от условий роста; квантовые точки в системах InAs/GaAs и Ge/Si; нитевидные нанокристаллы (нановискеры); рост нитевидных кристаллов по механизму «пар-жидкость-кристалл»; диффузионный и комбинированный рост нановискеров; зависимость длины вискеров от радиуса капли и условий роста; сравнение теории и эксперимента; рост III-V нановискеров и т. д.
E-Book Content
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
«ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОСТРУКТУР»
Д.ф.-м.н., профессор В.Г.Дубровский
Санкт - Петербург 2006
1
ЛЕКЦИЯ №1 (Вводная) Технологии тонких пленок и наногетероструктур
Классическим методом получения чистых поверхностей многих материалов является испарение и конденсация в сверхвысоком вакууме. Тонкие пленки металлов или элементарных
полупроводников,
поликристаллические
или
получаемые
аморфные,
т.е.
вакуумным в
них
испарением
невозможна
обычно
определенная
кристаллографическая ориентация поверхности. Технология многослойных структур должна обеспечивать высокое качество роста материалов слоистых структур и совершенство границ раздела между этими материалами. Только в этом случае могут быть реализованы те потенциальные возможности, заложенные
в
полупроводниковых
сверхрешетках
и
многослойных
магнитных
структурах. Для получения высококачественных тонких пленок и многослойных структур используют чаще всего механизмы эпитаксиального роста материала пленки на соответствующей монокристаллической подложке. Наибольшее распространение получил метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МПЭ), позволяющий формировать совершенные монокристаллические слои различных материалов в условиях сверхвысокого вакуума. Этот метод успешно применяется для выращивания тонких пленок полупроводников, металлов, диэлектриков, магнитных материалов, высокотемпературных сверхпроводников и многих других веществ. К настоящему времени накоплен достаточно большой объем как теоретических исследований, так и практических работ в этой области, поэтому технология
МПЭ
является
самым
распространенным
методом
получения
полупроводниковых сверхрешеток и многослойных магнитных структур.
2
В
последние
годы
все
большее
распространение
для
выращивания
полупроводниковых сверхрешеток приобретает технология роста из газовой фазы с использованием металлоорганических соединений (РГФ МОС) [1]. В этом методе также используется процесс эпитаксиального роста материалов на нагретой подложке при термическом разложении металлорганических соединений. Механизмы роста в методе РГФ МОС изучены не так глубоко, как в МПЭ, однако этим методом успешно выращивают большинство полупроводниковых соединений AIIIBV, AIIBIV и AIVBVI. Из<