Нитевидные нанокристаллы полупроводниковых соединений III-V: саморегулировка процессов нуклеации и функции распределения по размерам

Данный проект выполняется в сотрудничестве двух признанных мировых лидеров в области полупроводниковых нитевидных нанокристаллов (ННК), имеющих 10-летнюю историю сотрудничества, подтвержденную многочисленными совместными статьями, среди которых 7 статей в Nano Letters. Проект направлен на исследование эффектов саморегулировки нуклеации в нанокатализаторах и их влияния на однородность по размерам (длине, диаметру, резкости гетерограниц) в III-V ННК, выращивамых по механизму "пар-жидкость-кристалл" (ПЖК). Ожидаются следующие научные результаты, находящиеся на передовом рубеже исследований в данной области: 1) Новая модель функции распределения ансамблей ННК по длине, описывающая суб-Пуассоновское сужение функции распределения за счет саморегулировки нуклеации в индивидуальных ННК. 2) Экспериментальная демонстрация сверх-однородных ансамблей автокаталитических III-V ННК по длине с дисперсией, меньшей Пуассоновской. 3) Результаты экспериментального и теоретического исследования промежуточных режимов ПЖК-роста III-V ННК с Au катализатором при высоких концентрациях галлия в капле. 4) Новая модель стационарного состава тройных III-V ННК (InxGa1-xAs, AlxGa1-xAs, InAsxP1-x), позволяющая производить расчеты x как функции концентрации атомов данного элемента, растворенных в капле. 5) Новая теория формирования осевых гетероструктур в автокаталитических III-V ННК (в системах InGaAs, AlGaAs, InAsP, GaAsP и т.д.), результаты исследования "запрещенных областей" по составу ННК и резкости гетероинтерфейсов в зависимости от параметров ростового процесса и радиуса ННК.6) Результаты экспериментальных исследований методами РЭМ, ПЭМ, ПЭМ высокого разрешения, EDX, ФЛ состава, кристаллической структуры, резкости гетероинтерфейсов в тройных III-V ННК. 7) Результаты экспериментальных и теоретических исследований кинетики роста III-V ННК и непланарных ростовых интерфейсов в режимах с саморегулировкой нуклеации, в частности, полученных на основе in situ диагностики в ростовой камере ПЭМ.8) Методика синтеза упорядоченных ансамблей III-V ННК и гетероструктур на их основе на основе эффектов саморегулировки для приложений в оптоэлектронике. 9) Общая теория подавления флуктуационного (пуассоновского) размывания функции распределения по размерам в наносистемах.