Отчёт по гранту РФФИ 16-31-00120 мол-а
Исследование механизмов формирования квантовых колец GaAs/AlGaAs методом Монте-Карло моделирования процесса капельной эпитаксии
Целью проекта является исследование роста гетероструктур GaAs/AlGaAs в процессе капельной эпитаксии с помощью решеточного моделирования методом Монте-Карло.
Процесс капельной эпитаксии состоит из двух этапов: 1) осаждение элемента III группы (Ga/In) с образованием жидких капель на ростовой поверхности; 2) осаждение мышьяка при выключенном потоке элемента группы III, приводящее к кристаллизации капель в виде различных наноструктур A3B5.
|
Модельная система 
|
Сравнение результатов Монте-Карло моделирования для 2D- и 3D-системы
Двойное кольцо более ярко выражено для 2D-системы, чем для 3D-системы при заданных ростовых условиях (T=620 K, FAs2=0.1 MС/с). В 3D случае внешнее кольцо располагается ближе к положению исходной капли галлия, по сравнению с 2D.
Профиль поверхностной концентрации галлия |
Исходное состояние системы – подложка AlGaAs(001) с каплей Ga- в центре. Вокруг капли формируется и Ga-стабилизированная область, размер которой определяется длиной диффузии атомов галлия из капли λdif_Ga. Возникают две области усиленного сбора мышьяка: с поверхности капли к тройной линии и с As-стабилизированной поверхности к границе с Ga-стабилизированной областью. В этих областях начинается рост колец GaAs. Внутреннее кольцо формируется вдоль тройной линии, а внешнее кольцо вдоль границы между Ga- и As-стабилизированными поверхностями. Радиусы внутреннего и внешнего колец определяются размером капли и λdif_Ga, соответственно. Если λdif_Ga достаточно мала (при низких температурaх), внешнее и внутренние кольца сливаются и получается одинарное кольцо.
| Влияние температуры на морфологию наноструктур | Кинетика формирования кольца GaAs на подложке AlGaAs(001) |
Сечения модельной поверхности после кристаллизации капли галлия в потоке As2 |
|
|
FAs2 = 0.1 МL/s, диаметр исходной капли Ga d0 = 30 nm, расстояние между каплями L=180 nm В зависимости от T наблюдалось разнообразие форм растущих наноструктур: кристаллический кластер, одинарное и двойное кольца и тонкий слой GaAs с неглубоким наноотверстием. |
Размер в направлении Z увеличен в 5 раз T = 560 К, FAs2 = 0.02 МС/с, d0 = 30 нм, L = 140 нм. |
![[Центр коллективного пользования]](/img/logo-ckp.gif){kind=logo}
![[Контакты]](/img/contacts.gif)
![[Служба webmail]](/img/webmail_new.gif)
![[Библиотека]](/img/lib_new.jpg)
![[Закупки]](/img/gos.gif)