Моделирование состава и кристаллической структуры нитевидных нанокристаллов тройных соединений III-V тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Лещенко Егор Дмитриевич

• Лещенко Егор Дмитриевич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Лещенко Егор Дмитриевич

Введение

1. Методы и моделирование роста нитевидных нанокристаллов

1.1 Методы и технологии роста ННК

1.2 Приборы на основе ННК

1.3 Кинетические модели роста ННК

1.3.1 Элементарные процессы при росте ННК

1.3.2 Морфология ННК

1.3.3 Кинетические модели расчета состава ННК тройных соединений

1.3.4 Легирование ННК

1.4 Термодинамика и моделирование роста ННК

1.4.1 Термодинамические функции и равновесие

1.4.2 Движущая сила роста

1.4.3 Энергия Гиббса

1.4.4 Нуклеация

1.4.5 Термодинамическая модель роста автокаталитических ННК тройных соединений

1.5 Тройные ННК: область несмешиваемости и кристаллическая структура

1.5.1 Понятие ННК тройных соединений и ширина запрещенной зоны

1.5.2 Бинодаль и спинодаль

1.5.3 Кристаллическая структура

1.5.4 Гетеропереход в ННК

1.6 Заключение к первой главе

2. Состав ННК тройных соединений

2.1 Моделирование состава ННК тройных соединений

2.2 Анализ состава ННК тройных соединений

2.2.1 Состав МхОа^Ав ННК

2.2.2 Состав АШа^Ав ННК

2.2.3 Состав Ма^Ь ННК

2.2.4 Состав МБЬхАбьх ННК

2.2.5 Состав ЛЬ^ПхАб ННК

2.2.6 Обобщение влияния концентрации Ли на состав ННК тройных соединений

2.3 Заключение ко второй главе

3. Кристаллическая структура ННК тройных соединений

3.1 Моделирование кристаллической структуры ННК тройных соединений

3.2 Анализ кристаллической структуры 1пхОа1-х As ННК

3.2.1 Зависимость кристаллической структуры ННК от температуры

3.2.2 Зависимость кристаллической структуры ННК от отношения концентраций Ли/111

3.2.3 Зависимость кристаллической структуры ННК от формы капли

3.2.4 Зависимость скорости нуклеации ННК от жидкого состава капли

3.3 Заключение к третьей главе

4. Профиль гетероперехода в ННК

4.1 Моделирование профиля осевого гетероперехода в ННК

4.2 Анализ профиля 1пЛв/ОаЛв гетероперехода в ННК

4.3 Заключение к четвертой главе

Заключение

Список сокращений и обозначений

Список литературы

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование состава и кристаллической структуры нитевидных нанокристаллов тройных соединений III-V»

Актуальность работы

Для обеспечения технологического прогресса и создания высокотехнологичных приборов и устройств требуются новые материалы с управляемыми функциональными свойствами. Одними из наиболее перспективных кандидатов являются нитевидные нанокристаллы тройных соединений [1]. Перспективность их использования в качестве функциональных элементов в различных приборах связана с возможностью контроля размера нитевидных нанокристаллов [2], положения [3], ширины запрещенной зоны [4]. Другими преимуществами нитевидных нанокристаллов являются одномерный транспорт носителей, развитая боковая поверхность и возможность роста на различных подложках, в том числе на кремниевых подложках [5]. Наконец, эффективная релаксация упругих напряжений за счет малого латерального размера нитевидного нанокристалла делает возможным синтез бездислокационных наноструктур III-V соединений [6]. Критическим параметром при создании большинства оптоэлектронных приборов на основе нитевидных нанокристаллов является контроль их состава [4] и кристаллической структуры [7]. Однако, несмотря на значительный технологический прогресс в методах синтеза и диагностики наноструктур, рост нитевидных нанокристаллов остается "черным ящиком". Наличие большого количества ростовых параметров и процессов делают невозможным изучение нитевидных наноструктур в отрыве от теоретического моделирования. Моделирование процесса роста и структурных свойств может помочь оптимизировать ростовые параметры для получения нитевидных нанокристаллов с заранее заданными свойствами.

Основной целью работы является изучение состава и кристаллической структуры нитевидных нанокристаллов тройных соединений и профиля осевых гетеропереходов в нитевидных нанокристаллах при Аи-каталитическом росте.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Построение модели лимитированного нуклеацией роста нитевидных нанокристаллов, описывающей состав нитевидных нанокристаллов тройных соединений, формирующихся из четырехкомпонентных растворов.

2. Изучение влияния температуры и состава капли на состав нитевидных нанокристаллов тройных соединений. Сравнение автокаталитического и Au-каталитического роста нитевидных нанокристаллов.

3. Построение модели лимитированного нуклеацией роста нитевидных нанокристаллов, описывающей кристаллическую структуру нитевидных нанокристаллов тройных соединений, формирующихся из четырехкомпонентных растворов.

4. Изучение влияния температуры, состава капли и формы капли на кристаллическую структуру нитевидных нанокристаллов тройных соединений на примере твердого раствора InxGai-xAs.

5. Построение модели лимитированного нуклеацией роста гетероструктурных нитевидных нанокристаллов, описывающей профиль состава осевого гетероперехода в Au-каталитических нитевидных нанокристаллах. Модель должна включать системы с большим значением параметра квазибинарного взаимодействия.

6. Изучение влияния концентрации элементов III группы и температуры на профиль состава осевого гетероперехода в нитевидных нанокристаллах на примере твердого раствора InxGa1-xAs.

Научная новизна

1. Разработана термодинамическая модель лимитированного нуклеацией роста нитевидных нанокристаллов из четырехкомпонентного раствора. Данная модель, в отличии от существующих моделей, описывает случай Au-каталитического роста. Кроме того, в модели учитываются тройные взаимодействия и композиционно -зависимый характер параметров бинарных и квазибинарного взаимодействий.

2. Разработана термодинамическая модель расчета кристаллической структуры Au-каталитических нитевидных нанокристаллов тройных соединений.

3. Разработана термодинамическая модель литмитированного нуклеацией роста гетероструктурных нитевидных нанокристаллов. Получено аналитическое решение, описывающее профиль осевого гетероперехода в Аи-каталитических нитевидных нанокристаллах в случае ненулевого значения параметра квазибинарного взаимодействиях.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

1. Предложенная в работе модель формирования зародышей твердого раствора из четырехкомпонентной жидкой капли позволяет контролировать состав автокаталитических и Аи-каталитических нитевидных нанокристаллов тройных соединений за счет оптимального выбора условий роста.

2. Разработанная модель расчета кристаллической структуры нитевидных нанокристаллов на примере твердого раствора МхОа^АБ позволяет контролировать кристаллическую структуру за счет оптимального выбора условий роста.

3. Разработанная модель формирования гетероперехода в нитевидных нанокристаллах может быть использована для получения более резкой границы гетероперехода.

4. Предложенные модели носят универсальный характер и могут быть легко адаптированы для других твердых растворов.

Положения, выносимые на защиту:

1. Состав нитевидных нанокристаллов тройных соединений АхБ1-хО при Аи-каталитическом росте может быть варьирован в широком диапазоне значений за исключением твердых растворов с высоким параметром квазибинарного взаимедействия. Для изменения состава ННК тройных соединений при Аи-каталитическом росте требуется преобладание одного из компонентов в капле: 1п в случаях 1пхОа1-хАв, МхОаьхБЬ и случае МхАЬ-хБЬ ННК, Оа в случае А^аьхАБ и БЬ в случае 1п8ЬхАв1-х.

2. Увеличение концентрации Аи в капле приводит к смещению кривой зависимости состава ННК от состава капли в сторону доминирующего компонента

в капле в случае рассмотренных ШхШ1-хУ ННК (твердые растворы 1пхОа1-хЛБ, 1пхОа1-хЗЬ, Л1хОа1-хЛБ и ТпхЛЬ-хБЬ) и в противоположную сторону в случае ТпБЬхЛвь х.

3. Увеличение температуры или увеличение контактного угла при постоянных остальных параметрах ведет к увеличению вероятности формирования кубической фазы 1пхОа1-хЛБ нитевидных нанокристаллов.

Основные результаты

1. Разработана термодинамическая модель лимитированного нуклеацией роста нитевидных нанокристаллов тройных соединений из четырехкомпонентного раствора. Получено аналитическое решение, описывающее состав зародыша твердого раствора в зависимости от состава капли катализатора. Модель основана на двухкомпонентной теории нуклеации и применима к описанию Аи-каталитического и автокаталитического лимитированного нуклеацией роста нитевидных нанокристаллов тройных соединений 111-У по механизму пар-жидкость-кристалл. На примере 1п-Оа-ЛБ-Ли, Л1-Оа-ЛБ-Ли, Тл-Оа-БЬ-Ли, тл-бь-лб-Ли и 1п-Л1-Лв-Ли систем изучено влияние температуры и состава капли на состав нитевидных нанокристаллов тройных соединений.

2. Разработана термодинамическая модель расчета кристаллической структуры Ли-каталитических нитевидных нанокристаллов при лимитированном нуклеацией росте. Получено аналитическое решение, описывающее кристаллическую структуру нитевидных нанокристаллов в зависимости от состава твердого раствора. Изучено влияние температуры, состава капли и формы капли на кристаллическую структуру нитевидных нанокристаллов тройных соединений на примере твердого раствора 1пхОа1-хЛБ.

3. Разработана термодинамическая модель расчета профиля состава осевого гетероперехода в нитевидных нанокристаллах при лимитированном нуклеацией Ли-каталитическом росте. Модель применима для описания систем с большим значением параметра квазибинарного взаимодействия (например, гетеропереход ТпЛБ-ОаЛБ в нитевидных нанокристаллах).

Структура работы

Работа изложена на 126 страницах, содержит 46 рисунков и 7 таблиц, список использованных источников включает 101 источник.

Работа состоит из обзора литературы по теме исследования, трех глав, в которых описаны состав и кристаллическая структура нитевидных нанокристаллов и профиль гетероструктурных нитевидных нанокристаллов, заключения и списка литературы. В главе "Методы и моделирование роста нитевидных нанокристаллов" рассмотрены основные методы и технологии роста нитевидных нанокристаллов, приборы на основе нитевидных нанокристаллов, элементарные процессы, происходящие при росте нитевидных нанокристаллов, кинетический подход при моделировании роста нитевидных нанокристаллов, а также основные понятия термодинамики, необходимые для понимания процессов роста нитевидных наноструктур. В главе "состав ННК тройных соединений" представлена разработанная модель расчета состава нитевидных нанокристаллов тройных соединений при Аи-каталитическом росте. Рассмотрен состав МхОаьхАБ, А1хОа1-хАб 1пхОа1-хБЬ 1п8ЬхАБ1-х и А11-х1пхАБ нитевидных нанокристаллов. В главе "кристаллическая структура ННК тройных соединений" предсталена модель расчета кристаллической структуры нитевидных нанокристаллов тройных соединений. Анализ представлен на примере рассмотрения кристаллической структуры 1пхОа1-хАБ нитевидных нанокристаллов. В главе "профиль гетероперехода в ННК" изложена модель расчета профиля осевого гетероперехода в нитевидных нанокристаллах при Аи-каталитическом росте. Рассмотрен профиль состава осевого гетероперехода в Аи-каталитических и автокаталитических нитевидных нанокристаллах на примере 1пАв-ОаАв гетероперехода.

Личный вклад автора работы заключается в сборе и анализе литературных данных, участии в постановке задач, построения моделей, аналитического решения, интерпретации полученных результатов, подготовке материалов к публикации, участии в написании статей, подготовке докладов к научным конференциям по теме работы.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в рамках Всероссийских и международных конференций:

1. XXI симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (13 - 16 марта 2017, Нижний Новгород, Россия),

2. 19th European Workshop on Molecular Beam Epitaxy (19 - 22 Марта 2017, Коробицыно, Санкт-Петербург, Россия),

3. 4rd International School and Conference Saint Petersburg OPEN 2017 (3 - 6 апреля 2017, Санкт-Петербург, Россия),

4. 10th Nanowire Growth Workshop Nanowire Week (28 мая - 3 июня 2017, Лунд, Швеция),

5. 11st International Nano-Optoelectronics Workshop (iNOW 2017) (4-12 августа 2017 Тяньцзинь, Цяньань, Чэндэ, Китай),

6. 5rd International School and Conference Saint Petersburg OPEN 2018 (2 - 5 апреля 2018, Санкт-Петербург, Россия),

7. International Workshop and School "Nanostructures for Photonics" NSP2018 (7 -12 мая 2018, Санкт-Петербург, Россия),

8. Nanowire Week 2018 (11 - 15 июня 2018, Гамильтон, Канада),

9. 1D2D NANOMAT (2 - 13 июля 2019, Ла Марана, Корсика, Франция),

10. Nanowire Week 2019 (23 - 17 сентября 2019, Пиза, Италия).

Публикации

По теме диссертации опубликованы 9 работ в журналах, из них 5 публикаций, индексируемых в наукометрических базах Web of Science и Scopus, и 2 публикации из перечня ВАК, 2 публикации - материалы конференций:

1. Leshchenko E. D. Nucleation-limited composition of Al1-xInxAs nanowires / E. D. Leshchenko, V. G. Dubrovskii, J. Johansson // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - T. 1199. - Art.012022

2. Hakkarainen T. Te incorporation and activation as n-type dopant in self-catalyzed GaAs nanowires / T. Hakkarainen, M. R. Piton, E. M. Fiordaliso, E. D. Leshchenko, S.

Koelling, J. Bettini, H. V. A. Galeti, E. Koivusalo, Y. G. Gobato, A. D. Rodrigues, D. Lupo, P. M. Koenraad, E. R. Leite, V. G. Dubrovskii, M. Guina // Physical Review Materials. - 2019. - T. 3, № 8. - Art.086001

3. Johansson J. Zinc blende and wurtzite crystal structure formation in gold catalyzed InGaAs nanowires / J. Johansson, E. D. Leshchenko // Journal of Crystal Growth. - 2019.

- T. 509. - C. 118-123.

4. Leshchenko E. D. Nucleation-limited composition of ternary III-V nanowires forming from quaternary gold based liquid alloys / E. D. Leshchenko, M. Ghasemi, V. G. Dubrovskii, J. Johansson // CrystEngComm. - 2018. - T. 20, № 12. - C. 1649-1655.

5. Leshchenko E. D. Tuning the morphology of self-assisted GaP nanowires / E. D. Leshchenko, P. Kuyanov, R. R. LaPierre, V. G. Dubrovskii // Nanotechnology. - 2018.

- T. 29, № 22. - C. 225603.

6. Leshchenko E. D. Doping profiles during nanowire growth via the vapor-liquid-solid mechanism / E. D. Leshchenko, V. G. Dubrovskii // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - T. 917. - Art.032025.

7. Лещенко Е. Д. Неоднородное распределение легирующей примеси в AIIIBV нитевидных нанокристаллах / Е. Д. Лещенко, В. Г. Дубровский // Журнал технической физики. - 2017. - T. 51, № 11. - C. 1480-1483.

8. Dastjerdi M. H. T. Three-fold Symmetric Doping Mechanism in GaAs Nanowires / M. H. T. Dastjerdi, E. M. Fiordaliso, E. D. Leshchenko, A. Akhtari-Zavareh, T. Kasama, M. Aagesen, V. G. Dubrovskii, R. R. LaPierre // Nano Lett. - 2017. - T. 17, № 10. - C. 5875-5882.

9. Лещенко Е. Д. Начальный этап автокаталитического роста нитевидных нанокристаллов GaAs / Е. Д. Лещенко, М. А. Турчина, В. Г. Дубровский // Письма в журнал технической физики. - 2016. - T. 42, № 15. - C. 95-102.

1. Методы и моделирование роста нитевидных нанокристаллов

В начале четвертой информационной революции, обусловленной изобретением микропроцессорной технологии и появлением персонального компьютера в 60-ых годах XX века, Гордон Мур, тогда еще не известный, а позже основатель международной корпорации Intel, заметил интересную особенность: количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждый год. Это эмпирическое правило, известное как Закон Мура, определило и продолжает определять темпы и перспективы развития электронной промышленности. Такой экспоненциальный рост числа транзисторов и, следовательно, производительности чипов, был бы невозможен без изменения габаритов самих транзисторов. Таким образом, основным направлением развития персональных компьютеров и полупроводниковой электроники вообще явилось уменьшение линейных размеров функциональных элементов. В результате технологического прогресса уже в 80-ых годах XX века в полупроводниковой технике стали использоваться наноструктуры, т.е. структуры, размеры которых не превышают 100 нанометров, что примерно в 400 раз тоньше человеческого волоса. Однако в ходе исследования и попыток практического использования, ученые заметили, что свойства таких структур коренным образом отличаются от свойств их макроаналогов, что привело к выводу о неприменимости законов классической физики для описания наноструктур.

В настоящее время под термином наноструктуры понимают такие структуры, линейный размер которых сравним с длиной волны де Бройля хотя бы в одном из направлений. Наличие таких нанометровых размеров приводит к ограничению движения носителей заряда и к квантованию энергии (так называемый квантово -размерный эффект). Уникальные свойства наноструктур явились причиной возникновения огромного интереса и привели к появлению новой наукоемкой отрасли, названной нанотехнологией.

Наряду с такими наноструктурами, как триподы, тетраподы, квантовые ямы, квантовые точки и нанофлаги, наибольшее распространение получили нитевидные нанокристаллы (ННК) - непланарные анизотропные структуры, длина которых значительно превосходит радиусы. Так, например, ННК может иметь радиус порядка нескольких десятков нанометров, тогда как его длина составляет несколько сотен нанометров. При этом можно вырастить структуры длиной до нескольких микрометров. Стоит отметить, что термин нитевидный нанокристалл появился только в 2000-ых, тогда как изначальным названием было вискер (в переводе - "ус"), что обусловлено морфологией данных наноструктур. Получение фундаментальных знаний и разработка методов роста совершенных полупроводниковых наноструктур позволит создавать приборы нового поколения. Так, теоретически на основе ННК возможно даже создание квантового компьютера, что является одной из главных задач XXI века.

В настоящее время исследование процессов роста и характеризация ННК занимают одну из лидирующих позиций по публикациям в области нанотехнологий. Возможность синтеза высокой степени чистоты, кристаллическое совершенство ННК, контроль их диаметра, длины и состава выращиваемых структур, а также возможность интеграции устройств на основе ННК с кремниевой электронной подложкой, делают нитевидные нанокристаллы весьма перспективными для различных приложений в области высоких технологий. Так, к настоящему моменту известны публикации, сообщающие о реализации на основе ННК однофотонных излучателей, резонансно-туннельных диодов, фотодетекторов, биосенсоров, фотоэлектрических преобразователей в солнечных батареях, полевых транзисторов и лазеров.

1.1 Методы и технологии роста ННК

Огромное количество теоретических и экспериментальных исследований, которые связаны с ростом полупроводниковых ННК, привело к появлению различных методов и технологий синтеза данного типа наноструктур. Ниже

представлено описание основных механизмов и методов роста ННК, которые используются в настоящее время.

Подавляющее большинство полупроводниковых ННК (главным исключением являются нитриды) выращиваются по механизму пар-жидкость-кристалл (ПЖК) [1]. При ПЖК механизме полупроводниковый 111-У материал осаждается на подложку и поступает в капли раствора за счет прямого попадания или путем диффузии с поверхности подложки. Капля представляет собой металлический катализатор и может содержать «внешний» элемент, который не практически встраивается в растущий ННК (в основном, Аи). В результате пересыщения раствора происходит кристаллизация вещества на границе жидкость-кристалл. Таким образом, при росте нитевидного нанокристалла имеют место два фазовых перехода: переход пар-жидкость и жидкость-кристалл, чем и обусловлено название механизма. На рисунке 1 представлены стадии роста наноструктур по механизму ПЖК на примере Ли-каталитических ОаЛБ ННК. На первой стадии, которая не является обязательной, на GaAs (111 )В подложку осаждается буферный слой GaAs. Подобный буферный слой служит для выравнивания поверхности или для снижения количества дислокаций. Далее осаждается тонкий слой Аи (вторая стадия) и нагревается, в результате чего формируются Аи^а капли катализатора (третья стадия). Наконец, осаждается полупроводниковый 111-У материал, который поступает в каплю катализатора за счет прямого попадания атомов в каплю, диффузии и реэмиссии. Капля становится пересыщенной и происходит кристаллизация пар ОаЛБ, в результате чего растет ННК с каплей на вершине (четвертая стадия). Стоит отметить, что радиус наноструктур при выращивании с помощью механизма ПЖК при оптимальных условиях определяется размером капли катализатора. Таким образом, регулируя температуру подложки, можно контровать поверхностную плотность и латеральный размер выращиваемых ННК

Рисунок 1 - Различные стадии роста Au-каталитических GaAs ННК [8].

Однако атомы внешнего катализатора могут встраиваться при росте ННК, создавая примесные центры и ухудшая электронные и оптические свойства приборов на основе ННК. Для того, чтобы избежать нежелательное загрязнение наноструктуры используется автокаталитический рост, когда катализатором роста является элемент III группы, входящий в состав выращиваемого ННК. Так, при росте автокаталитических GaAs ННК капля преимущественно состоит из атомов Ga. Кроме того автокаталитический рост обладает серьезным преимуществом, а именно возможностью синтеза однородного ансамбля ННК с контролируемым радиусом. Данное преимущество обусловлено эффектом самофокусировки радиуса [9], [10], [11]. Эффект заключается в том, что, при условии превышения плотности эффективного газового потока элемента группы V над плотностью эффективного потока элементов группы III и наличия положительной поверхностной диффузии в каплю, радиусы всех ННК становятся одинаковыми независимо от начального распределения по размерам капель катализатора. Таким образом, регулируя газовые потоки элементов и ростовую температуру, которая

влияет на диффузию и испарение из капли, можно контролировать латеральный размер (радиус) ННК.

Альтернативным механизмом является самоиндуцированный рост. Отличительным свойством данного механизма роста является отсутствие жидкой капли на вершине выращиваемого ННК. Большинство нитридов выращивается подобным методом. Так, например, в работах [12], [13] был продемонстрирован бескаталитический рост GaN ННК с использованием тонкого слоя SixNy на подложке Si (111) в результате формирования островков по механизму Вольмера-Вебера, изменения его формы вследствие релаксации упругих напряжений и последующего вертикального роста ННК. Основные стадии представлены на рисунке 2.

(0001)

(В)

Рисунок 2 - ПЭМ изображение GaN островка (а) и GaN ННК (б) и модель, иллюстрирующая различные стадии роста наноструктуры (в) [8].

Для создания регулярных массивов наноструктур используется технология селективной эпитаксии, которая заключается в предварительной подготовке

поверхности путем создания маски. Для этого с помощью электронной литографии и травления в выращенном дополнительном слое (например, SiNx) делаются отверстия. Скорость испарения полупроводникового материала выше, чем скорость испарения материала с поверхности подложки. Таким образом, при осаждении полупроводникового материала формирование капель катализатора и рост наноструктур происходит только в полученных отверстиях. Одним из главных достоинств селективной эпитаксии является возможность контроля положения канавок (отверстий) с точностью до нескольких нанометров. В то же время селективная эпитаксия является относительно дорогостоящей технологией.

Одним из двух наиболее распространенных методов роста ННК является молекулярно-пучковая эпитаксия (МПЭ). Данный метод был разработан Дж. Р. Артуром и А. Чо в конце 1960-х годов. Суть метода заключается в осаждении полупроводниковых III-V материалов на плоскую монокристаллическую подложку в условиях сверхвысокого вакуума и послойном выращивании наноструктур. Совершенство технологии МПЭ обусловлено (1) возможностью контроля процесса in situ методами дифракции быстрых электронов и (2) высокой степенью чистоты выращиваемых наноструктур за счет использования сверхчистых источников компонентов и сверхвысокого вакуума. Так, давление остаточных газов в ростовой камере не должно превышать 10-7 Па. Минусом МПЭ является относительно низкая скорость роста и высокая стоимость как ростовых машин, так и расходных материалов.

Другим распространенным механизмом является газофазная эпитаксия из металлорганических соединений (ГФЭМОС), когда структуры выращиваются в результате химической реакции в атмосфере несущего газа, а давление в ростовой камере достигает единицы Па. Минусом ГФЭМОС является невозможность непосредственного контроля процесса роста: ввиду относительно высокого давления в ростовой камере трудно достичь резкой смены газовых потоков. Однако данный метод является более дешевым, а скорость роста наноструктур превосходит на порядок, чем в случае МПЭ.

Рост бездислокационных полупроводниковых Ш-У ННК обусловлен эффективной релаксацией упругих напряжений. Это возможно благодаря малой площади контакта ННК с подложкой. В работах [14], [15] была продемонстрирована возможность выращивания бездислокационных ННК, имеющих радиус меньше критического для соответствующего значения рассогласования решеток. Сама возможность бездислокационного роста полупроводниковых 111-У ННК на различных подложках является одним из ключевых доводов использования ННК как функциональных элементов в различных приборах.

Также возможен эпитаксиальный рост так называемых гетероструктур -наноструктур, состоящих из двух и более слоев различных материалов. В случае, когда различные по составу слои выращиваются вдоль ННК, гетероструктура называется аксиальной (или осевой). Если чередование различных слоев лежит в поперечном сечении, т.е. вдоль радиального направления, говорят о радиальных гетероструктурах, или гетероструктурах типа ядро-оболочка. МПЭ позволяет выращивать ННК с резкими (практически атомарно-резкими) границами гетеропереходов [16], [17]. Примеры осевых и радиальных гетероструктур представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Аксиальные (а) [18] и радиальные (б) [19] гетероструктуры на основе ННК.

1.2 Приборы на основе ННК

Интенсивное исследование ННК привело к созданию множества различных приборов на основе ННК, включая фотодетекторы [20], лазеры [21], резонансно-туннельных диоды [22], светодиоды [23].

Одним из наиболее перспективных направлений считается создание источника одиночных фотонов с излучением в видимой части спектра. Подобный прибор состоит из ННК и встроенной квантовой точки. В работе [24] была продемонстрирована возможность реализации источника одиночных фотонов на основе легированных GaN ННК со встроенной 1п0.2^ас.7^ квантовой точкой, выращенных с помощью МПЭ с плазменным источником на Si подложке (рисунок 4).

Рисунок 4 - ПЭМ изображение GaN ННК со встроенной 1п0.2^аа7^ квантовой точкой [24].

При этом реализация источника одиночных фотонов возможна при выращивании квантовых точек не только в объеме структуры, но и на боковой поверхности ННК. В работе [25] был получен массив InAs квантовых точек, выращенных на боковой поверхности ННК. Схема роста такой структуры

представлена на рисунке 5. На первой стадии роста (рисунок 5 а) был получен массив автокаталитических GaAs ННК. Далее менялись условия роста для перехода от аксиального роста к радиальному (рисунок 5Ь). Наконец, формировались InAs квантовые точки по механизму Странского-Крастанова на выращенной AlAs оболочке (рисунок 5 с).

Рисунок 5 - Схема роста GaAs ННК с InAs квантовыми точками [25].

Еще одним возможным приложением являются фотоэлектрические преобразователи в солнечных батареях на основе p-n или pin ННК [26]. Как было отмечено ранее, в результате совершенства технологий эпитаксиального роста наноструктур, стал возможным рост гетероструктурых ННК с атомарно-резкой границей гетероперехода и эффективное преобразование солнечного света в электроэнергию. В качестве лидеров в данной области можно отметить исследовательские группы под руководством Л. Самуэльсона (Швеция). Также к преимуществам использования ННК для солнечных батарей можно отнести высокое отношение площади поверхности к размеру структур, низкую стоимость и высокую степень поглощения света [27].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лещенко Егор Дмитриевич, 2020 год

Список литературы

1. Wagner R. S. Vapor-Liquid-Solid Mechanism of Single Crystal Growth /R. S. Wagner, W. C. Ellis//Applied Physics Letters. - 1964. - T. 4, № 5. - C. 89-90.

2. Westwater J. Control of the Size and Position of Silicon Nanowires Grown via the Vapor-Liquid-Solid Technique /J. Westwater, D. P. Gosain, S. Usui//Japanese Journal of Applied Physics. - 1997. - T. 36, № Part 1, No. 10. - C. 6204-6209.

3. Roest A. L. Position-controlled epitaxial III-V nanowires on silicon /A. L. Roest, M. A. Verheijen, O. Wunnicke, S. Serafín, H. Wondergem, E. P. A. M. Bakkers//Nanotechnology. - 2006. - T. 17, № 11. - C. S271-S275.

4. Liu B. Semiconductor Solid-Solution Nanostructures: Synthesis, Property Tailoring, and Applications /B. Liu, J. Li, W. Yang, X. Zhang, X. Jiang, Y. Bando//Small. - 2017. - T. 13, № 45.

5. Ishiyama T. Growth of epitaxial silicon nanowires on a Si substrate by a metal-catalyst-free process /T. Ishiyama, S. Nakagawa, T. Wakamatsu//Sci Rep. - 2016. - T. 6. - C. 30608.

6. Glas F. Critical dimensions for the plastic relaxation of strained axial heterostructures in free-standing nanowires /F. Glas//Physical Review B. - 2006. - T. 74, № 12.

7. Panciera F. Phase Selection in Self-catalyzed GaAs Nanowires /F. Panciera, Z. Baraissov, G. Patriarche, V. G. Dubrovskii, F. Glas, L. Travers, U. Mirsaidov, J. C. Harmand//Nano Lett. - 2020. - T. 20, № 3. - C. 1669-1675.

8. Dubrovskii V. G. Nucleation Theory and Growth of Nanostructures. NanoScience and Technology. / V. G. Dubrovskii, 2014. NanoScience and Technology.

9. Dubrovskii V. G. Kinetic narrowing of size distribution /V. G. Dubrovskii//Physical Review B. - 2016. - T. 93, № 17.

10. Matteini F. Tailoring the diameter and density of self-catalyzed GaAs nanowires on silicon /F. Matteini, V. G. Dubrovskii, D. Ruffer, G. Tutuncuoglu, Y. Fontana, A. F. Morral//Nanotechnology. - 2015. - T. 26, № 10. - C. 105603.

11. Лещенко Е. Д. Начальный этап автокаталитического роста нитевидных нанокристаллов GaAs /Е. Д. Лещенко, Турчина, М. А., Дубровский, В. Г.//Письма в журнал технической физики. - 2016. - T. 42, № 15. - C. 95-102.

12. Consonni V. Nucleation mechanisms of self-induced GaN nanowires grown on an amorphous interlayer /V. Consonni, M. Hanke, M. Knelangen, L. Geelhaar, A. Trampert, H. Riechert//Physical Review B. - 2011. - T. 83, № 3.

13. Cheze C. In situ investigation of self-induced GaN nanowire nucleation on Si /C. Cheze, L. Geelhaar, A. Trampert, H. Riechert//Applied Physics Letters. - 2010. - T. 97, № 4.

14. Kavanagh K. L. Misfit dislocations in nanowire heterostructures /K. L. Kavanagh //Semiconductor Science and Technology. - 2010. - T. 25, № 2.

15. Ertekin E. Equilibrium limits of coherency in strained nanowire heterostructures /E. Ertekin, P. A. Greaney, D. C. Chrzan, T. D. Sands//Journal of Applied Physics. -2005. - T. 97, № 11.

16. Messing M. E. Growth of straight InAs-on-GaAs nanowire heterostructures /M. E. Messing, J. Wong-Leung, Z. Zanolli, H. J. Joyce, H. H. Tan, Q. Gao, L. R. Wallenberg, J. Johansson, C. Jagadish//Nano Lett. - 2011. - T. 11, № 9. - C. 3899-905.

17. Krogstrup P. Junctions in axial III-V heterostructure nanowires obtained via an interchange of group III elements /P. Krogstrup, J. Yamasaki, C. B. Sorensen, E. Johnson, J. B. Wagner, R. Pennington, M. Aagesen, N. Tanaka, J. Nygard//Nano Lett. -2009. - T. 9, № 11. - C. 3689-93.

18. Tchernycheva M. Growth and characterization of InP nanowires with InAsP insertions /M. Tchernycheva, G. E. Cirlin, G. Patriarche, L. Travers, V. Zwiller, U. Perinetti, J. C. Harmand//Nano Lett. - 2007. - T. 7, № 6. - C. 1500-4.

19. Bjork M. T.One-dimensional Steeplechase for Electrons Realized /M. T. Bjork, B. J. Ohlsson, T. Sass, A. I. Persson, C. Thelander, M. H. Magnusson, K. Deppert, L. R. Wallenberg, L. Samuelson//Nano Letters. - 2002. - T. 2, № 2. - C. 87-89.

20. Dai X. GaAs/AlGaAs nanowire photodetector /X. Dai, S. Zhang, Z. Wang, G. Adamo, H. Liu, Y. Huang, C. Couteau, C. Soci//Nano Lett. - 2014. - T. 14, № 5. - C. 2688-93.

21. Hirano S. Room-temperature nanowire ultraviolet lasers: An aqueous pathway for zinc oxide nanowires with low defect density /S. Hirano, N. Takeuchi, S. Shimada, K. Masuya, K. Ibe, H. Tsunakawa, M. Kuwabara//Journal of Applied Physics. - 2005. -T. 98, № 9.

22. Björk M. T. Nanowire resonant tunneling diodes /M. T. Björk, B. J. Ohlsson, C. Thelander, A. I. Persson, K. Deppert, L. R. Wallenberg, L. Samuelson//Applied Physics Letters. - 2002. - T. 81, № 23. - C. 4458-4460.

23. Zhong Z. Synthesis of p-Type Gallium Nitride Nanowires for Electronic and Photonic Nanodevices /Z. Zhong, F. Qian, D. Wang, C. M. Lieber//Nano Letters. -2003. - T. 3, № 3. - C. 343-346.

24. Deshpande S. Electrically driven polarized single-photon emission from an InGaN quantum dot in a GaN nanowire /S. Deshpande, J. Heo, A. Das, P. Bhattacharya//Nat Commun. - 2013. - T. 4. - C. 1675.

25. Uccelli E. InAs quantum dot arrays decorating the facets of GaAs nanowires /E. Uccelli, J. Arbiol, J. R. Morante, A. Fontcuberta i Morral//ACS Nano. - 2010. - T. 4, № 10. - C. 5985-93.

26. Paranthaman M. P. Semiconductor Materials for Solar Photovoltaic Cells. Springer Series in Materials Science. / M. P. Paranthaman, 2016. Springer Series in Materials Science.

27. Hu L. Analysis of optical absorption in silicon nanowire arrays for photovoltaic applications /L. Hu, G. Chen//Nano Lett. - 2007. - T. 7, № 11. - C. 3249-52.

28. Joyce H. J. Unexpected benefits of rapid growth rate for III-V nanowires /H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Y. Kim, M. A. Fickenscher, S. Perera, T. B. Hoang, L. M. Smith, H. E. Jackson, J. M. Yarrison-Rice, X. Zhang, J. Zou//Nano Lett. -2009. - T. 9, № 2. - C. 695-701.

29. Joyce H. J. Twin-free uniform epitaxial GaAs nanowires grown by a two-temperature process /H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, Y. Kim, X. Zhang, Y. Guo, J. Zou//Nano Lett. - 2007. - T. 7, № 4. - C. 921-6.

30. Joyce H. J. Phase perfection in zinc Blende and Wurtzite III-V nanowires using basic growth parameters /H. J. Joyce, J. Wong-Leung, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish//Nano Lett. - 2010. - T. 10, № 3. - C. 908-15.

31. Gorji Ghalamestani S. Demonstration of defect-free and composition tunable GaxIn(1)-xSb nanowires /S. Gorji Ghalamestani, M. Ek, B. Ganjipour, C. Thelander, J. Johansson, P. Caroff, K. A. Dick//Nano Lett. - 2012. - T. 12, № 9. - C. 4914-9.

32. Johansson J. Kinetically limited composition of ternary III-V nanowires /J. Johansson, M. Ghasemi//Physical Review Materials. - 2017. - T. 1, № 4.

33. Glas F. Predictive modeling of self-catalyzed III-V nanowire growth /F. Glas, M. R. Ramdani, G. Patriarche, J.-C. Harmand//Physical Review B. - 2013. - T. 88, № 19.

34. Dubrovskii V. G. Influence of the group V element on the chemical potential and crystal structure of Au-catalyzed III-V nanowires /V. G. Dubrovskii//Applied Physics Letters. - 2014. - T. 104, № 5.

35. Leshchenko E. D. Tuning the morphology of self-assisted GaP nanowires /E. D. Leshchenko, P. Kuyanov, R. R. LaPierre, V. G. Dubrovskii//Nanotechnology. - 2018. -T. 29, № 22. - C. 225603.

36. Priante G. Stopping and Resuming at Will the Growth of GaAs Nanowires /G. Priante, S. Ambrosini, V. G. Dubrovskii, A. Franciosi, S. Rubini//Crystal Growth & Design. - 2013. - T. 13, № 9. - C. 3976-3984.

37. Dubrovskii V. G. Fully Analytical Description for the Composition of Ternary Vapor-Liquid-Solid Nanowires /V. G. Dubrovskii//Crystal Growth & Design. - 2015. - T. 15, № 12. - C. 5738-5743.

38. Dastjerdi M. H. T. Three-fold Symmetric Doping Mechanism in GaAs Nanowires /M. H. T. Dastjerdi, E. M. Fiordaliso, E. D. Leshchenko, A. Akhtari-

Zavareh, T. Kasama, M. Aagesen, V. G. Dubrovskii, R. R. LaPierre//Nano Lett. - 2017. - T. 17, № 10. - C. 5875-5882.

39. Connell J. G. Identification of an intrinsic source of doping inhomogeneity in vapor-liquid-solid-grown nanowires /J. G. Connell, K. Yoon, D. E. Perea, E. J. Schwalbach, P. W. Voorhees, L. J. Lauhon//Nano Lett. - 2013. - T. 13, № 1. - C. 199206.

40. Hakkarainen T. Te incorporation and activation as n-type dopant in self-catalyzed GaAs nanowires /T. Hakkarainen, M. R. Piton, E. M. Fiordaliso, E. D. Leshchenko, S. Koelling, J. Bettini, H. V. A. Galeti, E. Koivusalo, Y. G. Gobato, A. D. Rodrigues, D. Lupo, P. M. Koenraad, E. R. Leite, V. G. Dubrovskii, M. Guina//Physical Review Materials. - 2019. - T. 3, № 8.

41. Лещенко Е. Д. Неоднородное распределение легирующей примеси в AIIIBV нитевидных нанокристаллах / Е. Д. Лещенко, В. Г. Дубровский//Журнал технической физики. - 2017. - T. 51, № 11.

42. Chen W. Boron distribution in the core of Si nanowire grown by chemical vapor deposition /W. Chen, V. G. Dubrovskii, X. Liu, T. Xu, R. Lardé, J. Philippe Nys, B. Grandidier, D. Stiévenard, G. Patriarche, P. Pareige//Journal of Applied Physics. -2012. - T. 111, № 9.

43. Leshchenko E. D. Doping profiles during nanowire growth via the vapor-liquid-solid mechanism /E. D. Leshchenko, V. G. Dubrovskii//Journal of Physics: Conference Series. - 2017. - T. 917.

44. Гиваргизов Е. И. Кристаллография /Е. И. Гиваргизов//. - 1973. - T. 18. - C. 147.

45. Гиваргизов Е. И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара. / Е. И. Гиваргизов: Москва : Наука, 1977. - 303 с с.

46. Dubrovskii V. G. Understanding the composition of ternary III-V nanowires and axial nanowire heterostructures in nucleation-limited regime /V. G. Dubrovskii, A. A. Koryakin, N. V. Sibirev//Materials & Design. - 2017. - T. 132. - C. 400-408.

47. Leshchenko E. D. Nucleation-limited composition of Al1-xInxAs nanowires /E. D. Leshchenko, V. G. Dubrovskii, J. Johansson//Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - T. 1199.

48. Yeh C. Y. Zinc-blende-wurtzite polytypism in semiconductors /C. Y. Yeh, Z. W. Lu, S. Froyen, A. Zunger//Phys Rev B Condens Matter. - 1992. - T. 46, № 16. - C. 10086-10097.

49. Morkötter S. Role of microstructure on optical properties in high-uniformity In1-xGaxAs nanowire arrays: Evidence of a wider wurtzite band gap /S. Morkötter, S. Funk, M. Liang, M. Döblinger, S. Hertenberger, J. Treu, D. Rudolph, A. Yadav, J. Becker, M. Bichler, G. Scarpa, P. Lugli, I. Zardo, J. J. Finley, G. Abstreiter, G. Koblmüller//Physical Review B. - 2013. - T. 87, № 20.

50. Jabeen F. InGaAs/GaAs Core-Shell Nanowires Grown by Molecular Beam Epitaxy /F. Jabeen, V. Grillo, F. Martelli, S. Rubini//IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. - 2011. - T. 17, № 4. - C. 794-800.

51. Jung C. S. Composition and Phase Tuned InGaAs Alloy Nanowires /C. S. Jung, H. S. Kim, G. B. Jung, K. J. Gong, Y. J. Cho, S. Y. Jang, C. H. Kim, C.-W. Lee, J. Park//The Journal of Physical Chemistry C. - 2011. - T. 115, № 16. - C. 7843-7850.

52. Дубровский В.Г. Теория формирования эпитаксиальных наноструктур. / В.Г. Дубровский: Физматлит, 2009.

53. Dubrovskii V. G. Growth kinetics and crystal structure of semiconductor nanowires /V. G. Dubrovskii, N. V. Sibirev, J. C. Harmand, F. Glas//Physical Review B. - 2008. - T. 78, № 23.

54. Harmand J. C. Atomic Step Flow on a Nanofacet /J. C. Harmand, G. Patriarche, F. Glas, F. Panciera, I. Florea, J. L. Maurice, L. Travers, Y. Ollivier//Phys Rev Lett. -2018. - T. 121, № 16. - C. 166101.

55. Dick K. A. Crystal phase engineering in single InAs nanowires /K. A. Dick, C. Thelander, L. Samuelson, P. Caroff//Nano Lett. - 2010. - T. 10, № 9. - C. 3494-9.

56. Ning C.-Z. Bandgap engineering in semiconductor alloy nanomaterials with widely tunable compositions /C.-Z. Ning, L. Dou, P. Yang//Nature Reviews Materials. - 2017. - T. 2, № 12.

57. Dick K. A. Controlling the abruptness of axial heterojunctions in III-V nanowires: beyond the reservoir effect /K. A. Dick, J. Bolinsson, B. M. Borg, J. Johansson//Nano Lett. - 2012. - T. 12, № 6. - C. 3200-6.

58. Periwal P. Composition-dependent interfacial abruptness in Au-catalyzed Si(1-x)Ge(x)/Si/Si(1-x)Ge(x) nanowire heterostructures /P. Periwal, N. V. Sibirev, G. Patriarche, B. Salem, F. Bassani, V. G. Dubrovskii, T. Baron//Nano Lett. - 2014. - T. 14, № 9. - C. 5140-7.

59. Priante G. Sharpening the Interfaces of Axial Heterostructures in Self-Catalyzed AlGaAs Nanowires: Experiment and Theory /G. Priante, F. Glas, G. Patriarche, K. Pantzas, F. Oehler, J. C. Harmand//Nano Lett. - 2016. - T. 16, № 3. - C. 1917-24.

60. Gao Q. Simultaneous Selective-Area and Vapor-Liquid-Solid Growth of InP Nanowire Arrays /Q. Gao, V. G. Dubrovskii, P. Caroff, J. Wong-Leung, L. Li, Y. Guo, L. Fu, H. H. Tan, C. Jagadish//Nano Lett. - 2016. - T. 16, № 7. - C. 4361-7.

61. Leshchenko E. D. Nucleation-limited composition of ternary III-V nanowires forming from quaternary gold based liquid alloys /E. D. Leshchenko, M. Ghasemi, V. G. Dubrovskii, J. Johansson//CrystEngComm. - 2018. - T. 20, № 12. - C. 1649-1655.

62. Wilemski G. Revised classical binary nucleation theory for aqueous alcohol and acetone vapors /G. Wilemski//The Journal of Physical Chemistry. - 1987. - T. 91, № 10. - C. 2492-2498.

63. Glas F. Chemical potentials for Au-assisted vapor-liquid-solid growth of III-V nanowires /F. Glas//Journal of Applied Physics. - 2010. - T. 108, № 7.

64. Dubrovskii V. G. Understanding the vapor-liquid-solid growth and composition of ternary III-V nanowires and nanowire heterostructures /V. G. Dubrovskii//Journal of Physics D: Applied Physics. - 2017. - T. 50, № 45.

65. Li C. A thermodynamic reassessment of the Al-As-Ga system /C. Li, J. B. Li, Z. Du, L. Lu, W. Zhang//Journal of Phase Equilibria. - 2001. - T. 22, № 1. - C. 26-33.

66. Li J. B. A thermodynamic assessment of the In-As-Sb system /J. B. Li, W. Zhang, C. Li, Z. Du//Journal of Phase Equilibria. - 1998. - T. 19, № 5. - C. 473-478.

67. Yang J. An assessment of phase diagram and thermodynamic properties of the gallium-lndium-antimony system /J. Yang, A. Watson//Calphad. - 1994. - T. 18, № 2. - C. 165-175.

68. Shen J. Y. Influence of the elastic energy due to lattice mismatch on phase equilibria in the epitaxy of As-Ga-In layers /J. Y. Shen, C. Chatillon, I. Ansara//Calphad. - 1998. - T. 22, № 4. - C. 495-512.

69. Ghasemi M. The thermodynamic assessment of the Au-In-Ga system /M. Ghasemi, B. Sundman, S. G. Fries, J. Johansson//Journal of Alloys and Compounds. -2014. - T. 600. - C. 178-185.

70. Gomidzelovic L. Z. Predicting of thermodynamic properties of ternary Au-In-Sb system /L. Z. Gomidzelovic, D. Mihajlovic, I. Trujic, V. //Archives of Metallurgy and Materials. - 2006. - T. 51, № 3. - C. 355 - 364.

71. Ansara I. A binary database for III-V compound semiconductor systems /I. Ansara, C. Chatillon, H. L. Lukas, T. Nishizawa, H. Ohtani, K. Ishida, M. Hillert, B. Sundman, B. B. Argent, A. Watson, T. G. Chart, T. Anderson//Calphad. - 1994. - T. 18, № 2. - C. 177-222.

72. Anderson T. J. The Ga-In (Gallium-Indium) System /T. J. Anderson, I. Ansara//Journal of Phase Equilibria. - 2007. - T. 12, № 1. - C. 64-72.

73. Li M. Thermodynamic assessment of the Al-Au system /M. Li, C. Li, F. Wang, D. Luo, W. Zhang//Journal of Alloys and Compounds. - 2004. - T. 385, № 1-2. - C. 199-206.

74. Kim J. H. A thermodynamic study of phase equilibria in the Au-Sb-Sn solder system /J. H. Kim, S. W. Jeong, H. M. Lee//Journal of Electronic Materials. - 2002. -T. 31, № 6. - C. 557-563.

75. Ghasemi M. Phase diagrams for understanding gold-seeded growth of GaAs and InAs nanowires /M. Ghasemi, J. Johansson//Journal of Physics D: Applied Physics. -2017. - T. 50, № 13.

76. Liu H. S. Thermodynamic reassessment of the Au In binary system /H. S. Liu, Y. Cui, K. Ishida, Z. P. Jin//Calphad. - 2003. - T. 27, № 1. - C. 27-37.

77. Wang J. Thermodynamic assessment of the Au-Ga binary system /J. Wang, Y. J. Liu, L. B. Liu, H. Y. Zhou, Z. P. Jin//Calphad. - 2011. - T. 35, № 2. - C. 242-248.

78. Dinsdale A. T. SGTE data for pure elements /A. T. Dinsdale//Calphad. - 1991. -T. 15, № 4. - C. 317-425.

79. Heiss M. In(Ga)As quantum dot formation on group-III assisted catalyst-free InGaAs nanowires /M. Heiss, B. Ketterer, E. Uccelli, J. R. Morante, J. Arbiol, A. Fontcuberta i Morral//Nanotechnology. - 2011. - T. 22, № 19. - C. 195601.

80. Jabeen F. Growth of III-V semiconductor nanowires by molecular beam epitaxy /F. Jabeen, S. Rubini, F. Martelli//Microelectronics Journal. - 2009. - T. 40, № 3. - C. 442-445.

81. Pentin I. V. Ab initio prediction of low-temperature phase diagrams in the Al-Ga-In-As system, MAs-M'As (M, M' = Al, Ga or In) and AlAs-GaAs-InAs, via the global study of energy landscapes /I. V. Pentin, J. C. Schon, M. Jansen//Phys Chem Chem Phys. - 2010. - T. 12, № 30. - C. 8491-9.

82. Panish M. B. Phase equilibria in ternary III-V systems /M. B. Panish, M. Ilegems//Progress in Solid State Chemistry. - 1972. - T. 7. - C. 39-83.

83. Johansson J. Zinc blende and wurtzite crystal structure formation in gold catalyzed InGaAs nanowires /J. Johansson, E. D. Leshchenko//Journal of Crystal Growth. - 2019. - T. 509. - C. 118-123.

84. White D. W. G. The surface tensions of indium and cadmium /D. W. G. White/Metallurgical and Materials Transactions B. - 1972. - T. 3, № 7. - C. 19331936.

85. Hardy S. C. The surface tension of liquid gallium /S. C. Hardy//Journal of Crystal Growth. - 1985. - T. 71, № 3. - C. 602-606.

86. Egry I. I. Surface tension of liquid metals: Results from measurements on ground and in space /I. I. Egry, G. Lohoefer, G. Jacobs//Phys Rev Lett. - 1995. - T. 75, № 22. - C. 4043-4046.

87. Johansson J. Composition of Gold Alloy Seeded InGaAs Nanowires in the Nucleation Limited Regime /J. Johansson, M. Ghasemi//Crystal Growth & Design. -2017. - T. 17, № 4. - C. 1630-1635.

88. Sakong S. Atomistic modeling of the Au droplet-GaAs interface for size-selective nanowire growth /S. Sakong, Y. A. Du, P. Kratzer//Physical Review B. -2013. - T. 88, № 15.

89. Moll N. Influence of surface stress on the equilibrium shape of strained quantum dots /N. Moll, M. Scheffler, E. Pehlke//Physical Review B. - 1998. - T. 58, № 8. - C. 4566-4571.

90. Moll N. GaAs equilibrium crystal shape from first principles /N. Moll, A. Kley, E. Pehlke, M. Scheffler//Phys Rev B Condens Matter. - 1996. - T. 54, № 12. - C. 88448855.

91. Johansson J. Polytype Attainability in III-V Semiconductor Nanowires /J. Johansson, Z. Zanolli, K. A. Dick//Crystal Growth & Design. - 2015. - T. 16, № 1. - C. 371-379.

92. Tan H. Single-Crystalline InGaAs Nanowires for Room-Temperature HighPerformance Near-Infrared Photodetectors /H. Tan, C. Fan, L. Ma, X. Zhang, P. Fan, Y. Yang, W. Hu, H. Zhou, X. Zhuang, X. Zhu, A. Pan//Nanomicro Lett. - 2016. - T. 8, № 1. - C. 29-35.

93. Ameruddin A. S. In(x)Ga(1-x)As nanowires with uniform composition, pure wurtzite crystal phase and taper-free morphology /A. S. Ameruddin, H. A. Fonseka, P. Caroff, J. Wong-Leung, R. L. Op het Veld, J. L. Boland, M. B. Johnston, H. H. Tan, C. Jagadish//Nanotechnology. - 2015. - T. 26, № 20. - C. 205604.

94. Hou J. J. Stoichiometric effect on electrical, optical, and structural properties of composition-tunable In(x)Ga(1-x)As nanowires /J. J. Hou, F. Wang, N. Han, F. Xiu, S. Yip, M. Fang, H. Lin, T. F. Hung, J. C. Ho//ACS Nano. - 2012. - T. 6, № 10. - C. 9320-5.

95. Guo Y. N. Phase separation induced by Au catalysts in ternary InGaAs nanowires /Y. N. Guo, H. Y. Xu, G. J. Auchterlonie, T. Burgess, H. J. Joyce, Q. Gao, H.

H. Tan, C. Jagadish, H. B. Shu, X. S. Chen, W. Lu, Y. Kim, J. Zou//Nano Lett. - 2013. - T. 13, № 2. - C. 643-50.

96. Kim W. Bistability of Contact Angle and Its Role in Achieving Quantum-Thin Self-Assisted GaAs nanowires /W. Kim, V. G. Dubrovskii, J. Vukajlovic-Plestina, G. Tütüncüoglu, L. Francaviglia, L. Güniat, H. Potts, M. Friedl, J.-B. Leran, A. Fontcuberta i Morral//Nano Letters. - 2017. - T. 18, № 1. - C. 49-57.

97. Regolin I. Composition control in metal-organic vapor-phase epitaxy grown InGaAs nanowhiskers /I. Regolin, V. Khorenko, W. Prost, F. J. Tegude, D. Sudfeld, J. Kästner, G. Dumpich//Journal of Applied Physics. - 2006. - T. 100, № 7.

98. Kim Y. Influence of nanowire density on the shape and optical properties of ternary InGaAs nanowires /Y. Kim, H. J. Joyce, Q. Gao, H. H. Tan, C. Jagadish, M. Paladugu, J. Zou, A. A. Suvorova//Nano Lett. - 2006. - T. 6, № 4. - C. 599-604.

99. Ameruddin A. S. Understanding the growth and composition evolution of gold-seeded ternary InGaAs nanowires /A. S. Ameruddin, P. Caroff, H. H. Tan, C. Jagadish, V. G. Dubrovskii//Nanoscale. - 2015. - T. 7, № 39. - C. 16266-72.

100. Wu J. Control of composition and morphology in InGaAs nanowires grown by metalorganic vapor phase epitaxy /J. Wu, B. M. Borg, D. Jacobsson, K. A. Dick, L.-E. Wernersson//Journal of Crystal Growth. - 2013. - T. 383. - C. 158-165.

101. Andrade R. R.Experimental Evidence and Modified Growth Model of Alloying in InxGa1-xAs Nanowires /R. R. Andrade, A. Malachias, G. Kellerman, F. R. Negreiros, N. M. Santos, N. A. Sobolev, M. V. B. Moreira, A. G. de Oliveira, J. C. Gonzalez//The Journal of Physical Chemistry C. - 2012. - T. 116, № 46. - C. 2477724783.