Элементарные процессы на террасах и ступенях в кинетике роста нитевидных нанокристаллов

Объекты исследования: вертикально ориентированные нитевидные нанокристаллы (ННК). Цель: решение проблемы контролируемого синтеза ННК. Разработаны новые согласованные модели вертикального и латерального роста ННК, учитывающие особенности диффузионного транспорта адатомов и послойный механизм роста кристаллических слоев на гранях нанокристалла. Показано, что уменьшение скорости роста тонких ННК с уменьшением радиуса может быть связано с реализацией режима роста, при котором удлинение ННК лимитировано скоростью нуклеации 2D-островка под каплей. Построена согласованная модель зарождения ступеней у основания ННК и их движения в сторону вершины ННК, позволяющая описать формирование эшелона ступеней у вершины ННК и, как следствие, изменение формы ННК. Показано, что эшелонирование ступеней происходит при наличии пересыщения на ступени относительно вершины ННК, обусловленного более низкой энергией края островка под каплей-катализатором по сравнению с энергией ступени на боковой грани ННК. На основе разработанной аналитической модели проведено численное моделирование образования и движения ступеней на боковых гранях ННК InAs и InP. Моделирование позволило воспроизвести характерные формы ННК, наблюдаемые при росте ННК InAs, GaAs и InP в системах молекулярно-пучковой эпитаксии.