Молекулярно-лучевая эпитаксия соединений AIIIBV и AIVBIV для перспективных применений в оптоэлектронике и кремниевой фотонике

НИР направлен на расширение системы знаний о процессах гетероэпитаксии плёнок соединений AIIIBV и AIVBIV с целью разработки научных основ эпитаксии наногетероструктур для нового поколения ИК-фотоприемных устройств. Проведено изучение методом Монте-Карло характеристик отжигов подложек AIIIBV и условий формирования вертикальных нанопроволок GaAs. Продемонстрировано, что импульсная эпитаксия позволяет перейти в более низкотемпературную область роста НП GaAs. Показано, что для массивов длинных плотно расположенных нанопроволок большой вклад в перенос вещества дает реадсорбция. С помощью расчетов на основе первых принципов показано, что вплоть до 4-процентного сжатия решетки в верхнем слое поверхности Ge(111) со структурами 7×7 и 5×5 наблюдается деформация растяжения связей. При этом деформация связей на поверхности со структурой 5×5 больше, чем на поверхности со структурой 7×7. Изучены морфологические, структурные и оптические свойства наноструктурированных пленок SnO(x), полученных методом МЛЭ. Установлено влияние температуры отжига на структурное и фазовое состояние пленок. Обнаружена широкая область фотолюминесценции в диапазоне 450 – 850 нм с максимумом при ~ 600 нм. Разработана экспресс диагностика эпитаксиальных пленок с резким снижением плотности пронизывающих дислокаций с использованием метода высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии, в частности картирование обратного пространства. Исследовано влияние дислокационных фильтров и отжигов на совершенство слоёв GaAs, выращенных методом МЛЭ. Обнаружено, что на вицинальных подложках (001) при увеличении угла отклонения возрастает доля фосфора в твёрдом растворе GaPxAs1-x. Разработана конструкция и технологии изготовления мощных СВЧ-мезафотодиодов с барьером Шоттки на основе гетероструктур InAlAs/InGaAs/InP. Рабочая частота фотодиодов достигает 40 ГГц, а максимальная выходная СВЧ-мощность - 58 мВт. Построены зависимости количества осажденных монослоев, при которых происходит сближение ступеней, от скорости роста и температуры подложки. Определена энергия активации сближения ступеней и равна 0,4±0,1 эВ.