Эффекты самоорганизации наноструктур на поверхности полупроводников при молекулярно-пучковой эпитаксии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.01, доктор физико-математических наук Цырлин, Георгий Эрнстович

• Цырлин, Георгий Эрнстович
• доктор физико-математических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Цырлин, Георгий Эрнстович

Введние.

Глава 1. Экспериментальные методики и компьютерное моделирование.

1.1. Метод молекулярно-пучковой эпитаксии.

1.2 Установка молекулярно-пучковой эпитаксии ЭП 1203.

1.3. Предростовая химическая подготовка пластин.

1.4. Система регистрации и анализа картин дифракции быстрых электронов на отражение.

1.5. Ростовые моды.

1.6. Структуры для измерений методами сканирующей туннельной микроскопии и фотолюминесценции.

1.7. Некоторые методические вопросы ех situ измерений.

1.8. Компьютерные модели роста полупроводниковых соединений А3В5 в методе молекулярно-пучковой эпитаксии и его разновидностях.

Глава 2. Фасетирование вицинальной поверхности GaAs(lOO) при молекулярно-пучковой эпитаксии.

2.1. Спонтанное формирование массивов микрофасеток на вицинальной поверхности GaAs(lOO) при молекулярно-пучковой эпитаксии.

2.2. Влияние условий термической обработки на морфологию поверхности арсенида галлия.

Глава 3. Промежуточная стадия (1.0 -1.5 монослоя) гетероэпитаксиального роста в системе InAs/GaAs.

3.1. Промежуточная стадия роста InAs/GaAs при субмонослойной молекулярно-пучковой эпитаксии.

3.2. Промежуточная стадия роста 1пЛ8/ОаЛ8 при субмонослойной миграционностимулированной эпитаксии.

Глава 4. Образование и свойства нанообъектов в системе (1п,Оа)Л8/ОаЛ8.

4.1. Исследование перехода от двухмерного к трехмерному механизму роста в системе 1пЛ8/ОаЛ8 с помощью дифракции быстрых электронов на отражение.

4.2. Влияние мольной доли индия в твердом растворе ЬЮаЛ8 и вицинальности подложки на морфологию поверхности при субмонослойной молекулярно-пучковой эпитаксии.

4.3. Влияние времени вьщержки поверхности в потоке мьшшька т на морфологию поверхности 1пЛ8/ОаЛ8 при субмонослойной молекулярно-пучковой эпитаксии

4.4. Влияние ростовой моды при росте 1пЛ8 на ОаЛ8(1ОО) на морфологию поверхности.

4.5 Оптические свойства квантовых точек 1пЛ8/ОаЛ8,.

4.5.1. Субмонослойная моле10Алярно-пучковая эпитаксия.

4.5.2. Субмонослойная миграционно-стимулированная эпитаксия.

4.6. Многослойные структуры 1пОаЛ8/ОаЛ8.

Глава 5. Квантовые точки в системе 1пЛ8/81(100).

5.1. Гетероэпитаксиальный рост в системе 1пЛ8/81(100).

5.2. Фазовая диаграмма перехода от двух- к трехмерному росту в системе 1пЛ8/Б1(100).

5.3. Оптические свойства квантовых точек 1пЛ8/81(100).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эффекты самоорганизации наноструктур на поверхности полупроводников при молекулярно-пучковой эпитаксии»

Эффекты самоорганизации играют важнейшую роль в современной физике, информатике, биологии, социологии и т.д. При этом термин "самоорганизация" в рамках данной работы нами будет пониматься в классическом смьюле, а именно, как самопроизвольное возникновение макроскопического порядка в первоначально однородной системе [1]. Спонтанное возникновение периодически упорядоченных структур на поверхности и в эпитаксиальных пленках полупроводников охватывает широкий круг явлений в физике твердого тела и в полупроводниковой технологии [2]. Самопроизвольное образование наноструктур принадлежит к классу фундаментальных явлений самоорганизации в конденсированных средах. Значительно возросший интерес в последнее время к данной области связан с необходимостью получения полупроводниковых наностру1сгур 6 характерными размерами 1-100 нм, а спонтанное упорядочение наноструктур позволяет получать включения узкозонных полупроводников в широк(МЮЙ80й матрице и, тем самым, создавать локализующий потенциал для носителей заряда. Периодические структуры таких включений могут образовьюать сверхрешетки, состоящие из юААнтовых ям, проволок или точек. Исследование спонтанного возникновения таких наноструктур создают основу новой технологии получения упорядоченных массивов квантовых проволок и квантовых точек — базу для нового поколения опто- и микроэлектронных приборов.

При рассмотрении физических механизмов спонтанного возникновения упорядоченных наноструктур принято различать две принципиальные возможности. Во-первых, упорядоченные наноструктуры могут возникать в замкнутых системах, например, при отжиге образцов или же при длительном прерьшании процесса роста. Такие структуры являются равновесными, и для их описания используется термодинамичесвсий подход. Во-вторых, упорядоченные структуры могут возникать в открыгых системах в процессе роста кристалла. Эти структуры не являются равновесными, и для их описания применяется кинетическое рассмотрение [2].

Принципиальная возможность создания наноразмерных структур в полупроводниках появилась после получения совершенньк гетеропереходов [3], а техническая - с развитием современных технологий, в частности, метода молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), позволяющего управляемо контролировать толщину выращиваемых структур с точностью до десятых долей одного монослоя [4,5].

Ранее наноструктуры в течение долгого времени изготавливались традиционными способами, например, путем селективного травления структур с квантовыми ямами, роста на профилированных подложках или конденсации в стеклянных матрицах [6]. Однако приборно-ориентированные структуры так и не бьши созданы, а принципиальную возможность реализации атомоподобного спектра плотности состояний в макроскопической полупроводниковой структуре не удалось продемонстрировать в явном виде.

Задача получения структур с квантовыми проволоками и точками, совместимых с современной технологией полупроводниковых приборов, обусловила необходимость синтеза структур с двух- и трехмерным пространственным ограничением носителей заряда непосредственно в процессе эпитаксиального роста, оптимизации технологических режимов их выращивания, и исследования структурных и физических свойств ползАенных нанообъектов.

Для того чтобы продемонстрировать на практике принципиальные преимущества квантовых проволок и квантовых точек, должны быть синтезированы наноструктуры, отвечающие следующим основным требованиям [7]. Минимальный размер нанообъекта определяется наличием хотя бы одного электронного и/или дырочного состояния. максимальная величина такого объекта ограничена условием отс)пгствия теплового заполнения соседних энергетических уровней. Кроме того, для приборных применений нанообъектов, в них не должно быть дефектов и дислокаций, а также существенной скорости интерфейсной рекомбинации. Синтезированный массив наноструктур должен быть плотным, чтобы обеспечить необходимое усиление, и однородным, так как сильные флуктуации размеров приведут к уширению энергетического спектра электронных состояний. Важным условием является также возможность матрицы обеспечить протекание тока и сбор носителей в наноструктуры.

Не менее важным условием, позволяющим создать воспроизводимую технологию наноструктур, является наличие адекватных методов диагностики получаемых нанообъектов. В настоящее время уровень развития аналитических приборов и методик позволяет проводить комплекс подобньпс исследований как in situ, так и ех situ. Традиционным методом, обычно используемым для характеризации поверхности непосредственно во время МПЭ роста, является дифракция быстрых электронов на отражение (ДБЭО) [8]. Эха методика позволяет судить о степени планарности поверхности, оценивать скорости роста различных материалов, получать сведения о температуре подложки, соотнощениях потоков и т.д. В наших исследованиях одним из важнейших достоинств данного метода является возможность непосредственного определения момента образования объемных объектов на нанометровом уровне при МПЭ, т.е. появления наноструктурированной поверхности. Однако, необходимо отметить, что методрпса ДБЭО не позволяет получать информацию о геометрических параметрах нанообъектов в прямом пространстве, т.к. дифракционное изображение регистрируется ъ к - пространстве. Обработка ДБЭО изображения для получения количественных значений размеров нанообъектов и их плотности в настоящее время практически невозможна.

Для получения этих данных может быта с успехом быть использована методика сканирующей зондовой микроскопии и, в частности, сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) [9]. Преимущества СТМ (по сравнению, например, с атомно-силовой микроскопией), заключается в возможности изучения не только морфологии поверхности, но и локальных вольт-амперных характеристик нанообъектов.

Однако методы ДБЭО и СТМ не позволяют судить об оптических свойствах выращиваемых нанообъектов. Оптимальным с точки зрения относительной простоты и оперативности получаемой информации о люминесцентных свойствах полупроводниковых структур является метод фотолюминесценции (ФЛ) и возбуждения ФЛ [10], который также использовался в данной работе.

Таким образом, совокупность современных экспериментальных методов выращивания наноструктур на основе эффектов самоорганизации (МПЭ и ее разновидности), а также методов исследования и анализа характеристик полученных нанообъектов позволило, на наш взгляд, провести комплекс экспериментальных работ по прямому получению и изучению нанообъектов на поверхности полупроводников различного состава.

Цели и задачи работы. Цель работы состйШ®; в разработке методов и проведении комплексного исследования эффектов самоорганизации на поверхности полупроводников различного состава при МПЭ, разработке новой приборно-методической базы и воспроизводимой технологии прямого получения наноструктур и создании научных основ и принципов для разработки и создания нового поколения приборов микро- и оптоэлектроники.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи: 1. Адаптация установки МПЭ класса ЭП1203, серийно вьшускаемой Экспериментальным заводом научного приборостроения, для проведения комплекса работ по созданию технологии эпитаксиального роста и исследованию процессов самоорганизации на поверхности полупроводников.

2. Исследование эффектов самоорганизации, происходящих на вицинальной поверхности ОаА8(100) при МПЭ росте и модификации поверхности.

3. Исследование "промежуточной" стадии (1.0 - 1.5 монослоя) гетероэпитаксиального роста в системе 1пА8/ОаА8.

4. Разработка новых технологических методов выращивания полупроводниковых соединений из молекулярных пучков.

5. Исследование структурных и оптических свойств нанообъектов в гетероэпитаксиальной системе ХпОаАз/ОаАз, полученных различными модификациями метода МПЭ.

6. Исследование эффектов самоорганизации в многослойных системах ШОаАз/ОаАз.

7. Исследование процессов гетероэпитаксиального роста в системе ХпАз/З!.

Научная новизна и практическая значимость работы заключается в том, что:

1. Созданы методические основы формирования нанообъектов на российской установке МПЭЭП1203.

2. Впервые показано, что на вицинальной поверхности 0аА8(100) возможно образование упорядоченного массива микрофасеток в процессе МПЭ.

3. Впервые экспериментально подтверждено теоретически предсказанное ранее существование "паркетных" структур при гетероэпитаксиальном росте в рассогласованных системах.

4. Предложен и реализован новый эпитаксиальный метод - субмонослойная миграционно-стимулированная эпитаксия.

5. Впервые исследовано влияние вицинальности поверхности и квиетических параметров на пространственное упорядочение наноструктур при МПЭ и его разновидностях.

6. Впервые продемонстрирована возможность реализации наноструктур из арсенида индия в матрице кремния.

Таким образом, в работе проведено комплексное исследование эффектов самоорганизации на поверхности полупроводников в различных гетероэпитаксиальных системах, разработана воспроизводимая технология получения нанообъектов при МПЭ и ее разновидностях и заложены основы создания нового поколения микро- и оптоэлектронных приборов.

Основные результаты, вьшосимые на защиту.

На защиту выносятся новые физические методы и подходы, позволившие получить следующие новые научные результаты:

1. Результаты исследования эффектов самоорганизации на вицинальной поверхности арсенида галлия при термической обработке автоэпитаксиального слоя при МПЭ.

2. Экспериментальное доказательство существования "паркетных" структур при гетероэпитаксиальном росте из молекулярных пучков.

3. Новый эпитаксиальный метод - субмонослойная миграционно-стимулированная эпитаксия.

4. Результаты исследований процессов образования квантовых точек и квантовых проволок при гетероэпитаксиальном росте в рассогласованной системе ТпОаАз/СаАз при субмонослойной эпитаксии из молекулярных пучков, в том числе на вицинальных поверхностях.

5. Метод прямого получения нанообъектов в рассогласованной гетероэпитаксиальной системе 1пА8/81(100) при МПЭ.

Личный вклад автора заключается в обосновании, постановке и организации всех этапов исследования, разработке методик проведения исследований, участии в получении экспериментальных и теоретических данных, обобщении и анализе полученных результатов.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных и международных конферетщях и симпозиумах:

- Всесоюзной конференции "Поверхность 89" (Черноголовка, 1989);

- 1 Всесоюзной конференции "Физические основы твердотельной электроники" (Ленинград, 1989);

- Координационном совещании социалистических стран "Оптоэлектроника 89" (Баку, 1989);

- 1 Республиканской конференции ЛатвССР "Численнью методы моделирования технологических процессов" (Рига, 1989);

- 3 Всесоюзной конференции "Моделирование роста кристаллов" (Рига, 1990);

- 5 Всесоюзной конференции по физическим процессам в полупроводниковых гетероструктурах (Калуга, 1990);

- 8 EPS General Conference "Trends in Physics" (Amsterdam, the Netherlands, 1990);

- International Conference "Scientific Instmmentation" (Leningrad, USSR, 1990);

- 2,4 International Conferences "Computational Physics" (Amsterdam, the Netherlands, 1990, Prague, Czech Republic, 1992);

-13 EPS General Conference of Condenced Matter Division (Regensburg, Germany, 1993);

- 14, 15, 16 Ешореап Conferences on Surface Science (Leipzig, Germany, 1994, Lille, France, 1995, Genova, Italy, 1996);

- 7 Intemational Symposium on Surface Physics (Trest Castle, Czech Republic, 1996);

- 23 International Symposium on Compound Semiconductors (StPetersburg, Russia, 1996);

- 3, 4, 5, 6, 7, 8 International Symposiums "Nanostructures: Physics and Technology (StPetersburg, Russia, 1995, 1996, 1997, 1998,1999,2000);

- 7 European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis (Göteborg, Sweden, 1997);

- 6 International Workshop on Electronic Properties of Metal/Non-Metal Microsystems (Prague, Czech Republic, 1997);

- 3 Всероссийской конференции по физике полупроводников (Москва, 1997); -10 hitemational Conference on Molecular Beam Epitaxy (Cannes, France, 1998);

- 24 International Conference on Physics of Semiconductors (Jerusalem, Israel, 1998);

- hitemational Conference "Physics at the Turn of the 21'* Century" (StPetersburg, Russia,

1998);

- Advanced Topics Research School "Semiconductor Science and Technology" (La Jolla, USA, 1998);

- Координационных совещаниях "Нанофотоника-99», "Нанофотоника-2000» и "Нанофотоника-2001» (Нижний Новгород, 1999,2000,2001);

- Intemational Workshop on Applied Aspects of Interface Science (StPetersburg, Russia,

1999);

- Materials Research Society Fall Meeting (Boston, USA, 1999).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 48 статьях [11-58]. Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем диссертации - 135 страниц основного текста, включая 40 рисунков, 2 таблицы и список литературы из 111 наименований.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы экспериментальной физики», Цырлин, Георгий Эрнстович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулируем основные результаты, полученные в диссертационной работе, предложения по их дальнейшему развитию и практическому использованию.

1. Разработана система автоматизации ростовых процессов установки МПЭ ЭП1203, разработанной в ИАнП РАН совместно с СКВ АН и ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН, для решения задач создания новых нанообъектов в гетероэпитаксиальных системах 1пА8/ОаА8 и 1пА8/81.

2. Разработана недорогая и быстродействзтощая система регистрации оптических изображений, позволяющая анализировать с помощью ЭВМ дифракционные изображения, а также измерять в реальном масштабе времени изменения интенсивностей фрагментов дифракционш.1х картин (до 2000 точек для ЮМ РС АТ 286) с дискретностью 40 мс. В состав системы входит пакет программного обеспечения, ориентированный на задачи технологии молекулярно-пучковой эпитаксии.

3. Разработана Монте-Карло модель роста из молекулярных пучков, основанная на взаимодействии атомарных катионов и/или двухатомных анионов с кристаллической подложкой.

Предложенные и реализованные методы и методики позволили впервые ползАить новые физические результаты:

4. Обнаружен эффект спонтанного формирования массивов микрофасеток на вицинальной поверхности ОаАз (100) при молекулярно-пучковой эпитаксии.

5. Исследовано влияние режимов термической обработки в условиях сверхвысокого вакуума слоя ОаАз (температуры подложки и времени отжига), выращенного на вицинальной поверхности 0аА8(100) методом МПЭ, на морфологию поверхности.

6. Исследована промежуточная стадия гетероэпитаксиального роста в системе InAs/GaAs(100) в интервале толщин 1.0-1.5 монослоя арсенида индия на сингулярных и вицинальных поверхностях при субмонослойной молекулярно-пучковой и субмонослойной миграционно-стимулированной эпитаксии. Впервые экспериментально подтверждено предсказанное ранее теоретически существование "паркетных" структур на границе раздела гетероструктур.

7. Исследованы процессы образования квантовых точек в системе InGaAs/GaAs in situ с помощью метода дифракции быстрых электронов на отражение. Установлено, что появление объемных рефлексов, соответствующих переходу от 2-мерного к 3-мерному механизму роста, происходит при большем количестве осажденного InAs в методе СМПЭ по сравнению с СМСЭ при прочих равных условиях роста. При достижении толщины напьшяемого слоя biAs критической величины (порядка 1.6 -1.8 МС) картина дифракции быстро трансформируется в чисто объемные рефлексы и не изменяется вплоть до толщин, достигающих десятков МС InAs.

8. Исследовано влияние мольной доли индия в твердом растворе InGaAs на морфологию поверхности и кинетических параметров на морфологию поверхности при гетероэпитаксиальном росте в системе InGaAs/GaAs. Продемонстрирована возможность формирования не только квантовых точек, но и квантовых проволок непосредственно в процессе эпитаксиального роста в системе InAs/GaAs, изменяя лишь кинетические процессы на поверхности.

9. Предложен и реализован новый эпнтаксиальный метод, названный субмонослойной миграционно-стимулированной эпитаксией. Результаты СТМ измерений показали, что в случае использования метода СМСЭ повыщается равномерность квантовых точек по размерам.

10. Исследовано влияние умышленной разориентации поверхности подложки и ростовой моды на геометрические характеристики ансамбля квантовых точек в системе biGaAs/GaAs. Для сингулярной поверхности характерно наличие хорошо разделенных квантовых точек, расположенных изотропно. Для вицинальных поверхностей возможно как изотропное так и анизотропное распределение квантовых точек; по мере увеличения угла разориентации возрастает их плотность при сохранении или уменьшении латеральных размеров. Результаты указывают на существенное влияние кинетических параметров (ростовой моды) на структурные свойства квантово-размерньк образований, по крайней мере на начальных стадиях гетероэпитаксиального роста. Влияние вицинальности поверхности на морфологию образующихся наноструктур обусловлено дополнительным механизмом релаксации упругих напряжений за счет присутствия на поверхности набора мономолекулярных ступеней. 11. Исследованы оптические свойства ансамбля квантовых точек, полученных на сингулярных и вицинальных поверхностях GaAs(lOO) (направление разориентации поверхности [011]) с использованием методов субмонослойной молекулярно-пучковой и миграционно-стимулированной эпитаксии. Установлено, что наибольшая величина ширины линии ФЛ на полувысоте наблюдается на З" разориентированньк образцах, что свидетельствует о наибольшем разбросе квантовых точек по размерам в этом случае. Показано, квазиравновесные квантовые точки формируются либо при повьппенном времени вьщержки образцов в потоке мьппьяка, либо при большей величине осажденного индия. Наблюдался коротковолновй сдвиг линии фотолюминисценции по сравнению с методами МПЭ и СМПЭ, что указывает на меньшие размеры квантовах точек для метода СМСЭ. При этом величина ширины линии ФЛ на полувысоте для СМСЭ обычно меньше, чем при СМПЭ, что подтверждает данные СТМ исследований об увеличении однородности квантовых точек для СМСЭ метода. Для направления разориентации поверхности GaAs [001] наблюдается монотонная зависимость уменьшения разброса квантовых точек по размерам при увеличении угла вицинальности. Для угла 7" значение полной ширины на полувысоте 33 мэВ является рекордной в системе InAs/GaAs для однослойных структур.

12. Методами дифракции быстрых электронов на отражение in situ и сканирующей туннельной микроскопии ех situ исследованы морфологические характеристики ансамбля квантовых точек при их самоорганизации в многослойньк InAs/GaAs и InGaAs/GaAs структурах. Установлено, что критическая толщина образования квантовых точек уменьщается при увеличении количества слоев нанообъектов. Показано, что увеличение количества слоев, и/или вицинальности поверхности приводит к большей упорядоченности квантовых точек на верхних слоях, увеличению их размеров и уменьшению плотности, а изменение толщины спейсера между слоями квантовых точек приводит к изменению в пространственном распределении квантовых точек в верхних слоях.

13. Впервые в мировой практике продемонстрирована принципиальная возможность получения InAs квантовых точек в кремнии. Построена фазовая диаграмма перехода от двух- к трехмерному росту в системе InAs/Si(100). Установлено, что механизм образования островков нанометрового диапазона в этой системе существенно зависит от условий роста, критическая толщина перхода из 2-х к 3-х мерному росту находится в интервале 0.7 - 4.0 монослоя. Обнаружено появление новой линии ФЛ для образцов с квантовыми точками InAs/Si в диапазоне 1.3 - 1.6 мкм в зависимости от температуры наблюдения, что делает данную систему перспективной для оптоволоконных линий связи и совмещения кремниевой технологии для микро- и оптоэлектроники на едином чипе.

Совокупность полученных в работе результатов может быть сформулирована, как решение важной для нашей страны проблемы создания научных основ и разработки технологии получения самоорганизующихся наноструктур в полупроводниковых гетеросистемах и для приборов нового поколения на их основе.

Результаты исследований могут быть использованы при разработки приборов оптоэлектроники (лазеры, фотоприемники и др.), микроэлектроники (транзисторы, элементы памяти, логические элементы и др.), бионанотехнологии (микро- и наночипы, сенрсоры и др.), а также в фундаментальных исследованиях в области физики твердого тела. Результаты работы могут найти применение в институтах различного профиля, таких, как. Институт Аналитического Приборостроения РАН, Физико-Технический Институт им. А.Ф.Иоффе РАН, Институт Радиоматериалов и Электроники РАН, Физико-Технологический Институт РАН, Институт Проблем Технологий и Особо Чистых Материалов РАН, Институт Физики Твердого Тела РАН, Физический Институт РАН, АО «Светлана», АО «Элма» и других организациях.

В заключении считаю необходимым выразить глубокую благодарность своим учителям: Академику РАН, Вице-Президену РАН Ж.И.Алферову, Членам-Корреспондентам РАН, профессорам Н.Н.Леденцову и Н.И.Комяку, профессорам, д.ф.м.н. В.М.Устинову, П.С.Копьеву и Б.Г.Беленькому за постоянный интерес и полезные обсуждения результатов работы; постоянным соавторам, сотрудникам и аспирантам лабораторий эпитаксиальных нанотехнологий и сканирующей зондовой микроскопии Института Аналитического Приборостроения РАН В.Н.Петрову, Н.К.Полякову, Ю.Б.Самсоненко, к.ф.м.н. В.Г.Дубровскому, В.Н.Демидову, Н.П.Корнеевой, В.А.Егорову, С.А.Масалову и к.ф.м.н. О.М.Горбенко; сотрудникам Физико-Технического Института им. А.Ф.Иоффе РАН д.ф.м.н. В.А.Щукину, к.ф.м.н.

A.Ю.Егорову, к.ф.м.н. А.Ф.Цацульникову, к.ф.м.н. М.В.Максимову, к.ф.м.н. Л. Е.Жукову, к.ф,м.н. А.Р.Ковшу, к.ф.м.н. И.ПСошникову и Б.В.Воловику за плодотворную совместную работу а также заместителям Директора Института Аналитического Приборостроения РАН профессорам д.ф.м.н. А.О.Голубку и д.т.н.

B. Е.Курочкину за создание благоприятной обстановки для работы по теме диссертационной работы.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Цырлин, Георгий Эрнстович, 2001 год

1. Н.Накеп. "Information and Self-Organization. А Macroscopic Approach to Complex Systems", 2nd ed.,. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 1999, p.210.

2. Н.Н.Леденцов, В.М.Устинов, В.А.Щукин, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг. "Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. Обзор" ФТП, т.32,№4,1998, с.385-410.

3. Ж.И.Алферов. "История и будущее полупроводниковых гетероструктур", ФТП, т. 32, №.1,1998,0.3-18.

4. A.Y.Cho, J.R.Arthur. "Molecular beam epitaxy". Prog. Sol St. Chem., v. 10, 1975, p. 157190.5. «Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры», под ред. Л.Чанга и К.Плога, М., Мир, 1989.

5. E.Yablonovitch. "Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics", Phys.Rev.Lett., 1987, v.58, N 20, p.2059-2062.

6. D.Bimberg, M.Grundmann, N.N.Ledentsov. "Quantum Dot Heterostructwes", Wiley & Sons, 1999.8. "Reflection high-energy electron diffraction and reflection electron imaging of surfaces". P.K.Larsen, P.J.Dobson (Eds.), Plenum Press (New York, London), 1988.

7. G.Binning, H.Rohrer. "Scanning tuimeling microscopy from birth to adolescence", Nobel Lecture, Stockholm 8,1986.

8. А.А.Майоров, А.Г.Филаретов, Г.Э.Цырлин. "Об одной модели расчета неравномерности слоя в методе молекулярно-пучковой эпитаксии". Научное приборостроение. Автоматизация научных исследований, 1988, с.73-79.

9. А.Г.Филаретов, Г.Э.Цырлин. "Расчет взаимного расположения молекулярных источников и подложки в молекулярно-пучковой эпитаксии". Научное приборостроение. Физика аналитических приборов, 1989, с.98-103

10. В.Б.Губанов, Г.М.Гурьянов, В.Н.Демидов, В.Г.Дубровский, Н.П.Корнеева, В.Н.Петров, Н.КПОЛЯКОВ, Ю.Б.Самсоненко, Г.Э.Цырлин. "Некотроые методические вопросы экспериментальной работы на установке ЭП1203". Научное приборостроение, Т.6, № 1/2,1996, с.3-17.

11. Г.М.Гурьянов, В.Н.Демидов, Н.П.Корнеева, Г.Э.Цьфлин. "Система регистрации и анализа картин дифракции быстрых электронов на отражение". ПТЭ, 1996 №3, с. 167.

12. Г.М.Гурьянов, В.ПДемидов, НП.Корнеева, В.ППетров, Ю.Б.Самсоненко, Г.Э.Цьфлин. "Система регистрации и анализа картин дифракции быстрых электронов на отражение". ЖТФ, т.67 вып.8,1997, с. 111-116.

13. А.О.Голубок, С.А.Масалов, Н.Б.Пономарева, В.Н.Петров, С.Я.Типисев, Г.Э.Цьфлин. "Исследование квантовых точек на поверхности эпитаксиальных полупроводников ААВА методом сканирующей туннельной микроскопии".

14. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1998, вьш.2, с. 70-75.

15. А.А.Майоров, А.Г.Филаретов, Г.Э.Цырлин. "Статистическое моделирование роста GaAs в методе молекулярно-пучковой эпитаксии". Научное приборостроение. Автоматизация научных исследований, 1988, с.59-63.

16. А.А.Майоров, А.Г. Филаретов, Г.Э.Цырлин. "Динамика роста бинарных полупроводниковых соединений АЗВ5 в методе молекулярно-пучковой эпитаксии". Научное приборостроение, т.2, N4, 1992, с.68-73.

17. G.E.Cirlin. "The study of step density distribution during molecular beam epitaxy growth: Monte Carlo computer simulation". Proc. 4th Intern. Conf "Physics Computing '92", Prague, Czechoslovakia, World Publishing, 1992, p.303-304.

18. Г.Э.Цырлин. "Динамика роста полупроводниковых соединений А3В5 в методе миграционно стимулированной эпитаксии; компьютерное моделирование". Научное приборостроение, т.6, № 1/2,1996, с. 18-21.

19. Г.Э.Цырлин. "Динамика роста GaAs на вицинальной поверхности GaAs(lOO) в методе миграционно-стимулированной эпитаксии: компьютерное моделирование". Письма в ЖТФ, Т.23 (4), 1997 с.61-70.

20. А.О.Голубок, Г.М.Гурьянов, Н.Н. Леденцов, В.Н.Петров, Ю.Б.Самсоненко, С.Я.Тигшсев, Г.Э.Цырлин. "Формирование массивов фасеток на вицинальных поверхностях GaAs (100) при молекулярно-пучковой эпитаксии". ФТП, т.28, вьш.З, 1994, с. 515-518.

21. G.E.Cirlin, G.M.Guryanov, A.O.Golubok, S.Ya.Tipissev, N.N.Ledentsov, P.S.Kop'ev, M.Grundmann, D.Bimberg. "Ordering phenomena in InAs strained layer morphological transfomiation on GaAs(lOO) surface". Appl.Phys.Lett., v.67,1995, p.97-99.

22. V.G.Dubrovskii, G.E.Cirlin, V.V.Kozachek, V.V.Mareev. "Self-organization in two- and three- dimensional adsórbales with attractive lateral interactions". Czech.J.Phys., v.47(4), 1997, p.389-396.

23. V.G.Dubrovskii, G.E.Cirlin, D.A.Bauman, V.V.Kozachek, V.V.Mareev. "Kinetic models in self-organization effects in lattice systems", Physica A, v. 260, N 3-4,1998, p.349-373.

24. В.Г.Дубровский, Г.Э.Цырлин. "Динамика роста однокомпонентной кристаллической тонкой пленки". ЖТФ,, т.б7, вьш. 11,1997, с. 136-138.

25. G.E.Cirlin, N.P.Komeeva, V.N.Demidov, V.N.Petrov, N.K.Polyakov, V.G.Dubrovskii,

26. G. M.Gmyanov, N.N.Ledentsov, D.Bimberg. "Dynamics of 2D-3D transition during InAs on GaAs heteroepitaxial growth: RHEED study". In: «Compound Semiconductors 1996», Inst. Phys. Conf., Ser. No 155, lOP Published Ltd., 1997, p. 821-824.

27. В.Г.Дубровский, Г.Э.Цырлин, Д.А.Бауман, В.В.Козачек, В.В.Мареев. "Спонтанное формирование массивов трехмерных островков в эпитаксиальных слоях". Письма в ЖТФ, Т.24, вьш. 13,1998, с.20-26.

28. V.G.Dubrovskii, G.E.Cirlin, D.A.Bauman, V.V.Kozachek, V.V.Mareev. "Kinetic model for a spontaneous islanding during ultra-high vacuum deposition". Vacuum, v. 50, N1-2, 1998, p. 187-190.

29. Г.Э.Цырлин, Н.П.Корнеева, В.Н.Демидов, Н.К.Поляков, В.Н.Петров, Н.Н.Леденцов. "Исследование перехода от двухмерного к трехмерному росту в системе InAs/GaAs с помощью дифракции быстрых электронов на отражение", ФТП, т.31, вьга. 10, 1997, с. 1230-1233.

30. Г.М.Гурьянов, Г.Э.Цырлин, В.Н.Петров, Ю.Б.Самсоненко, В.Б.Губанов,

31. H. КПОЛЯКОВ, А.О.Голубок, С.Я.Типисев, Н.Н. Леденцов. "Самоорганизацияквантоворазмерньк напряженных biGaAs структур на разориентированных поверхностях GaAs(lOO) при субмонослойной молекулярно-пучковой эпитаксии". ФТП, Т. 29, N9,1995, с. 1642-1648.

32. Г.Э.Цырлин, А.О.Голубок, С.Я.Типисев, Н.Н.Леденцов, Г.М.Гурьянов. "Квантовые точки InAs/GaAs, полученные методом субмонослойной миграционно-стимулированной эпитаксии". ФТП, т.29, N9,1995, с. 1697-1701.

33. Г.Э.Цьфлин, В.Н.Петров, В.Г.Дубровский, Н.К.Поляков, СЯ.Типисев, А.О.Голубок, Н.Н.Леденцов. "Формирование наноструктур InGaAs/GaAs методами субмонослойного напыления из молекулярных пзАков". ФТП, т.31, выга.8,1997, с. 902-907.

34. G.E.Cirlin, V.N.Petrov, A.O.Golubok, S.Ya.Tipissev, V.G.Dubrovskii, G.M.Guryanov, N.N.Ledentsov, D.Bimberg. "Effect of growth kinetics on the InAs/GaAs quantum dot arrays formation on vicinal surfaces". Surf Sci., v.377-379, 1997, p.895-898.

35. Н.Н.Леденцов, М.В.Максимов, Г.Э.Цьфлин, В.Н.Петров, Г.М.Гурьянов. "Люминесцентные свойства квантовых точек biAs на вицинальной поверхности GaAs(lOO)". ФТП, т.29, в.7,1995, с. 1295-1300.

36. Г.Э.Цьфлин, В.ППетров, М.В.Максимов, Н.Н.Леденцов. "Люминисцентные свойства квантовых точек hiAs/GaAs, полученных методом субмонослойной миграционно-стимулированной эпитаксии". ФТП, т.31, вьш.8, 1997, с. 912-915.

37. Г.Э.Цьфлин, В.Н.Петров, С.А.Масалов, А.О.Голубок, Н.Н.Ледеш.;ов. "Самоорганизация квантовых точек в многослойных структурах InAs/GaAs и InGaAs/GaAs при субмонослойной миграционно-стимулированной эпитаксии". Письма в ЖТФ, Т.23, ВЫП.22,1997, с.80-84.

38. Г.Э.Цьфлин, В.Н.Петров, С.А.Масалов, А.О.Голубок. "Самоорганизация квантовых точек в многослойных структурах InAs/GaAs и biGaAs/GaAs при субмонослойной эпитаксии", ФТП, т.ЗЗ, в.6,1999, с.733-737.

39. Г.Э.Цырлин, В.Н.Петров, В.Г.Дубровский, С.А.Масалов, А.О.Голубок, Н.И.Комяк, Н.Н.Леденцов, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг. "Получение InAs квантовых точек на кремнии". Письма в ЖТФ, т.24, вып.8, 1998, с. 10-15.

40. A.Yu.Egorov, A.R.Kovsh, V.M.Ustinov, A.E.Zhukov, M.V.Maksimov, G.E.Cirlin, N.N.Ledentsov, D.Bimberg, P.Werner, Zh.I.Alferov "Self-organized InAs quantum dots in a silicon matrix". J.CrystGrowth, v.201/202,1999, p. 1202-1204.

41. M.A.Herman, H.Sitter. "Molecular Beam Epitaxy. Fundamentals and Current Status". Berlin: Springer Verlag, 1989. p. 376.

42. P.J.Dobson, B.A.Joyce, J.H.Neave, J. Zhang. "Current imderstanding and applications of the RHEED intensity oscillation technique". J.Cryst.Growth, v. 81, 1987, p. 1-8.

43. A.P.Senichkin, A.S.Bugaev, R.A.Molchnovsky. „Steps evolution during MBE measured by RHEED technique". Abstracts 1 st Intem. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology". StPetersburg, 1993. p. 102-103.

44. J.H.Neave, B.A.Joyce, P.J.Dobson, N.Norton. "The time-dependent RHEED intensity during molecular beam epitaxy of GaAs". Appl. Phys. A, v.31, N1, 1981, p. 1 -13.

45. C.J.Sa, H.H.Wieder. "Reflection high-energy electron diffraction intensity oscillation recorder for molecular-beam epitaxy systems". Rev.Sci.Instr., v. 61,1990, p. 917 918.

46. R.B6lger, P.K.Larson. "Video system for quantitative measurements of RHEED patterns". RevSci.lnstr., V. 57,1986, p. 1363 1367.

47. J.S.Resh, K.D.Jamison, J.Stroizer, A.Ignatiev. "Multiple reflection high-energy electron diffraction beam intensity measurement system". Rev.Sci.Instr. v.61,1990, p. 771 -774.

48. P.D. Wang, NN. Ledentsov, CM. Sotomayor Torres, P.S. Kop'ev, V.M. Ustinov. "Optical characterization of submonolayer and monolayer InAs structures grown in a GaAs matrix on (100) and high-index surfaces". Appl. Phys. Lett., v.64,1994, p. 1526-1528.

49. Y. Gonzalez, L. Gonzalez, F. Briones. "/h situ monitoring of antiphase domain evolution during atomic layer MBE (ALMBE) and MBE growth of GaAs/Si(001) by reflectance difference", J. Cryst. Growth, v. 111, 1991, p. 120-124.

50. R.N(itzel, N.N.Ledentsov, L.Daweiitz, M.Hohenstein, K.Ploog."Direct synthesis of corrugated superlattices on non-(100)-oriented surfaces". Phys.Rev.Lett. v.67. N 27, 1991, p.3812-3815.

51. M.Krishnamurthy, M.Wassermeier, D.R.Williams, P.M.Petroff "Periodic faceting on vicinal GaAs(llO) surfaces during epitaxial growth".Appl. Phys.Lett., v.62, N16, 1993, p. 1922-1924.

52. R.Mirin, M.Krishnamurthy, J.Ibbetson, J.English, A.Gossard. "Observation of quasi-periodic facet formation during high-temperature growth of AlAs and AlAs/GaAs superlattices". J.Cryst.Growth, v. 127,1993, p.908-912.

53. M.Kasu, NKobayashi. "Equilibrium multiatomic step structure on GaAs(OOl) vicinal surface grown by metalorganic chemical vapor deposition". Appl.Phys.Lett. v.62, N11, 1993, p. 1262-1264.

54. V. A.Shchukin, A.I.Borovkov. "On the possibilty to control parameters spontaneously formed nanostructures". Abs. 2-st Int. Symposiimi "Nanostructures: Physics and Technology'94", St.Petersburg, Russia, June 20-24,1993, p.227-230.

55. P.D.Wang, N.N.Ledentsov, C.M.Sotomayor Torres, P.S.Kop'ev, V.M.Ustinov, "Optical characterization of submonolayer and monolayer InAs structures grown in a GaAs matrix on (100) and high-index surfaces", Appl. Phys. Lett., v.64,1994, p. 1526-1528.

56. V.Bressler-Hill, A.Lorke, S.Varma, P.M.Petrofr, K.Pond, W.H.Weinberg. "Initial stages of InAs epitaxy on vicinal GaAs (001)-(2x4)", Phys.Rev.B, v.50,1994, p.8479-8487.

57. N.N.Ledentsov, P.D.Wang, C.M.Sotomayor Torres, A.Yu.Egorov, M.V.Maximov, V.M. Ustinov, A.E.Zhukov, P.S. Kop'ev. "Optical spectroscopic studies of InAs layer transformation on GaAs surfaces", Phys. Rev. B, v.50,1994, p. 12171-12174.

58. В.И. Марченко. "Возможные структуры и фазовые переходы на поверхности кристаллов". Письма ЖЭТФ, т. 33, вып.8,1981, с. 397-399.

59. L. Goldstein, F. Glas, J. Y. Marzin, M. N. Charasse, G. Le Roux, "Growth by molecular beam epitaxy and characterization of InAs/GaAs strained-layer superlattices", Appl.Phys.Lett., 1985, v.47, p.1099-1101.

60. D. Leonard, M. Krishnamurthy, C. M. Reaves, S. P. Denbaars, P. M. Petroff, " Direct formation of quantum-sized dots from uniform coherent islands of InGaAs on GaAs surfaces", Appl.Phys.Lett., 1993, v.63, p.3203-3205.

61. J. M. Moison, F. Houzay, F. Barthe, L. Leprince, E. Andre, O.Vatel, " Self-organized growth of regular nanometer-scale InAs dots on GaAs", Appl.Phys.Lett., 1994, v. 64, p.l96-198.

62. А.Ю.Егоров, А.Е.Жуков, П.С.Копьев, Н.Н.Леденцов, М.В.Максимов, В.М.Устинов, "Влияние условий осаждения на процесс формирования квантовых кластеров (In,Ga)As в матрице GaAs", ФТП, 1994, т.28, в.8, с. 1439-1444.

63. H.H. Леденцов, В.М.Установ, А.Ю.Егоров, А.Е.Жуков, М.В.Максимов, И.Г.Табатадзе, П.С.Копьев, "Оптические свойства гетероструктур с квантовыми кластерами InGaAs-GaAs", ФТП, 1994, т.28, в.8, с. 1483-1487.

64. M.Grundmann, N.N.Ledentsov, O.Stier, J.Bohrer, D.Bimberg, V.M.Ustinov, P.S.Kop'ev, ZkLAlferov, "Nature of optical transitions in self-organized InAs/GaAs quantum dots", Phys. Rev. B, 1996, V.53, No. 16, pp. R10509-R10511.

65. M.Gmndnmann, J. Christen, N.N.Ledentsov, J.Bohrer, D.Bimberg, S.S.Ruvimov, U.Richter, P.Wemer, U.Gosele, J.Heydenreich, V.M.Ustinov, A.Yu.Egorov, A.E.Zhukov,

66. P.S.Kop'ev, Zh.l.Alferov, "Ultranarrow luminescence lines from single quantum dots", Phys. Rev. Un., 1995, v.74, pp.4043-4046.

67. V.M.Ustinov, A.Yu.Egorov, A.R.Kovsh, A.E.Zhukov, M.V.Maksimov,

68. Ж.И.Алферов, Н.А.Берт, А.Ю.Егоров, А.Е.Жуков, П.С.Копьев, А.О.Косогов, ИЛ.Крестников, Н.Н. Леденцов, А.В.Лунев, М.В.Максимов, А.В.Сахаров,

69. B. М.Устинов, А.Ф.Цацульников, Ю.М.Шерняков, "Инжекционный лазер на основе массивов вертикально связанных квантовых точек InAs в матрице GaAs", ФТП, т.ЗО, в.2,с.351-356.

70. N.P. Kobayashi, T.R. Ramachandran, P. Chen, A. Madhukar."/A situ, atomic force microscope studies of the evolution of InAs three-dimensional islands on GaAs(OOl)", Appl. Phys. Lett., 1996, v.68, p.3299-3301.

71. T.R. Ramachandran, R. Heitz, P. Chen, A. Madhukar." Mass transfer in Stranski-Krastanow growth of InAs on GaAs", Appl.Phys. Lett., 1997, v.70, p.640-642.

72. V.A. Shchukin, N.N. Ledentsov, M. Grundmann, P.S. Kop'ev, D. Bimberg." Strain-induced formation and tuning of ordered nanostructures on crystal surfaces", Surf Sci., 1996, v.352-354, p. 117-122.

73. Hiroshi Yamaguchi, Yoshikazu Homma, "Imaging of layer by layer growth processes during molecular beam epitaxy of GaAs on (111) A substrates by scanning electron microscopy", Appl.Phys.Lett., 1998, v. 73, N 21, p. 3079-3081.

74. A. Salokatve, J. Varrio, J. Lammasniemi, H. Asonen, M. Pessa, "Reduction of surface defects in GaAs grown by molecular beam epitaxy", Appl.Phys.Lett., 1987, v.51, N 17, p. 1340-1342.

75. J.Tersoff, C.Teichert, M.G.Lagally."Self-Organization in growth of quantum dot superlattices", Phys. Rev. Lett.,. 1996, v.76, p. 1675-1678.

76. S.A.Komarov, G.S.Solomon, J.S.Harris., Jr. "Lateral ordering of stacked self-assembled islands of Inas on GaAs" Proceedings of 5th Int. Symp. "Nanostructures: physics and technology 97". St. Petersburg, Russia, 1997, p.314-315.

77. Ю.М.Шерняков, А.Ю.Егоров, Б.В.Воловик, А.Е.Жуков, А.Р.Ковщ, А.В.Лунев, Н.Н.Леденцов, М.В.Максимов, А.В.Сахаров, В.М.Устинов, Чжао Чжень, П.С.Копьев, Ж.И.Алферов, Д.Бимберг." Рабочие характеристики и их анизотропия в мопщом лазере135

78. W, 300 К) с активной областью на основе квантовых точек". Письма ЖТФ, 1998 т.24(9), с.50-55.

79. T.Ide, A.Yamashita, T.Mizutani. "Direct observation of the growth-interruption effect for molecular-beam-epitaxy growth on GaAs(OOl) by scanning tunneling microscopy", Phys.Rev.B., 1992, v.46, p. 1905-1908.

80. P.Smilauer. "Unstable epitaxy and pattern formation on singular and vicinal surfaces". Vacuum, 1998, v.50, N 1/2, p. 115-120.

81. N.N.Ledentsov, "Ordered arrays of quantum dots", Proc. of the 23Л"Л Int. Conf. on the Physics of Semiconductors, Berlin, Germany, 1996, M.Scheffler and R.Zimmerman, eds., v. l, pp. 19-26.

82. V.A.Shchukin, N.N.Ledentsov, M.Grundmann, P.S.Kop'ev, D.Bimberg. "Spontaneous ordering of arrays of coherent strained islands", Phys.Rev.Lett., v.75, 1995, p.2968-2971.

83. S.A.Kukushkin, A.V.Osipov. "New phase formation on solid surfaces and thin films condensation". Prog. Surf Sci, v.51, 1996, p. 1-107.