КИНЕТИКА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ НИТЕВИДНЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ: ОБРАЗОВАНИЕ ПЬЕДЕСТАЛОВ И ПЕРЕХОД К АКСИАЛЬНОМУ РОСТУ (заключительный)

Объектом исследования являются процессы формирования нитевидных нанокристаллов (ННК) полупроводниковых соединений III-V при молекулярно-пучковой эпитаксии на положках, активированных золотом. Цель работы – разработка кинетической модели начальной стадии роста ННК на вершинах пьедесталов из полупроводникового материала, сформировавшихся под каплями Au на стадии предростового отжига. Актуальность проблемы обусловлена влиянием начальной стадии роста на форму ННК и на распределение ННК по высотам, что существенно для потенциального использования ННК полупроводниковых соединений III-V в качестве рабочих элементов приборов и устройств опто- и наноэлектроники нового поколения. Представлена аналитическая модель послойного роста пьедесталов за счет движения атомных ступеней по боковым граням пьедесталов. Предложен механизм перехода от роста пьедесталов, образованных под каплями катализатора на стадии предростового отжига, к росту ННК постоянного диаметра. На основе разработанной модели проведено численное моделирование перехода от роста пьедесталов к росту ННК в системе Au-Ga-As. Результаты моделирования демонстрируют быстрый переход при низких температурах и отсутствие перехода при высоких температурах, что согласуется с имеющимися экспериментальными данными. Путем численного моделирования получены зависимости характерного времени перехода к росту ННК GaAs от начального состава капли, температуры и потоков Ga и As на поверхность подложки. Проведено обобщение модели, учитывающее протекание квази-двумерного роста паразитных слоев на неактивированных участках поверхности подложки. Исследовано влияние паразитного роста на переход к росту ННК и на формирование больших пьедесталов, растущих в отсутствие перехода. Результаты, полученные при выполнении проекта, могут быть использованы для оптимизации процессов синтеза ННК полупроводниковых соединений III-V.