Молекулярно-пучковая эпитаксия наноструктур нитрида, арсенида и фосфида галлия на кремнии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Сапунов Георгий Андреевич

• Сапунов Георгий Андреевич
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Сапунов Георгий Андреевич

Введение

Глава 1. Эпитаксиальный синтез наногетероструктур

1.1 Наноструктуры полупроводниковых соединений АШВУ

1.2 Подготовка кремниевых подложек к росту

1.3 Механизм роста пар - жидкость - кристалл (ПЖК)

1.4 Механизм самоиндуцированного роста

1.5 Капельная эпитаксия

1.6 Кристаллическая структура и политипизм соединений АШВУ

1.7 Эпитаксиальная ориентация АШВУ наноструктур на Si

1.8 Двумерные дефекты и формирование WZ/ZB перехода в АШВУ наноструктурах

Глава 2. Экспериментальные методы

2.1 Молекулярно-пучковая эпитаксия (МПЭ)

2.1.1 Молекулярные источники и измерение потока

2.1.2 Дифракция быстрых электронов (ДБЭ)

2.2 Постростовые методы исследования

2.2.1 Растровая (РЭМ) и просвечивающая (ПЭМ) электронная микроскопия

2.2.2 Атомно-силовая микроскопия (АСМ)

2.2.3 Спектроскопия фотолюминесценции (ФЛ)

2.2.4 Спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС)

Глава 3. Влияние подготовки поверхности на формирование

эпитаксиальных GaN наноструктур

3.1 Постановка эксперимента

3.2 Нитридация Ga капель

3.3 Эпитаксиальная ориентация и кристаллическая структура триподов

3.4 Исследование ФЛ триподов

3.5 Влияние ростовых условий на морфологию наноструктур

3.6 Влияние подготовки поверхности на морфологию массивов ННК

3.7 Влияние подготовки поверхности на низкотемпературную ФЛ ННК

Стр.

3.8 Основные результаты

Глава 4. Эпитаксиальные наночастицы GaAs

4.1 Постановка эксперимента

4.2 Влияние ростовых параметров на морфологию наночастиц

4.3 Изменение морфологии в процессе роста

4.4 Исследование КРС и ФЛ от наночастиц

4.5 Основные результаты главы

Глава 5. Самокаталитические ННК GaP: закономерности

формирования

5.1 Постановка эксперимента

5.2 Влияние состояния поверхностного SiOx и предварительного нанесения Ga

5.3 Изменение морфологии массива в процессе роста

5.4 Влияние отношения молекулярных потоков Р^а

5.5 Влияние температуры роста и потока Ga

5.6 Влияние изменения условий формирования в процессе роста

5.7 Кристаллическая структура ННК

5.8 Основные результаты главы

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Словарь терминов

Список литературы

Список рисунков

Список таблиц

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Молекулярно-пучковая эпитаксия наноструктур нитрида, арсенида и фосфида галлия на кремнии»

Введение

Развитие технологий производства полупроводниковых приборов на основе кремния привело к доминации этого материала в интегральной электронике и фотовольтаике. При этом он малопригоден для создания светоизлучающих приборов из-за непрямой зонной структуры и низкой вероятности излучатель-ных переходов. Развитие технологий монолитной интеграции оптоэлектронных элементов на Si может снизить стоимость производства светоизлучающих приборов (за счёт отказа от дорогостоящих АШВУ подложек) и позволит заменить электронные компоненты интегральных схем на оптические (для снижения энергопотребления и изоляции компонентов друг от друга).

Монолитная интеграция тонкоплёночных структур АШВУ на Si связана с проблемами несоответствия параметров кристаллических решёток и различием их симметрии: зарождение АШВУ на Si возможно с различной полярностью, что может приводить к образованию антифазных областей. Их границы — эффективные центры безызлучательной рекомбинации [1]. Образование данных антифазных областей возможно при росте материалов с симметрией решётки ниже, чем у подложки. Например, при формировании соединения с двумя различными атомами в примитивной решётке на поверхности одноэлементного материала (арсенид галлия (GaAs) на подложке германия ^е) или фосфид галлия ^аР) на подложке Si).

Продолжающееся исследования эпитаксиального роста АШВУ слоев на Si (в большей степени это касается твёрдых растворов на основе GaP) стимулирует развитие технологий синтеза функциональных слоев высокого кристаллического совершенства. Однако, они ещё не позволяют достичь достаточно высокого квантового выхода излучения для их приборного применения.

Альтернативный подход формирования элементов фотоники на поверхности Si подразумевает синтез АШВУ эпитаксиальных наноструктур. К ним относят квантовые точки, наноостровки, нитевидные нанокристаллы (ННК) и многообразие гибридных гетероструктур [2]. В отличие от тонкоплёночных гетероструктур, они имеют малую площадь интерфейса с подложкой и высокое отношение поверхности к объёму [3; 4]. Это обеспечивает эффективную релаксацию упругих напряжений и низкую концентрацию структурных дефектов даже при росте на сильно рассогласованных подложках [5].

Более того, наноструктуры предоставляют дополнительные возможности для контроля зонной структуры — в них удаётся стабилизировать кристаллическую структуру, неустойчивую в объёмном материале при нормальных условиях

[6], что расширяет возможности для приборного применения гетероструктур

[7]. Например, GaP с кубической структурой сфалерит (ZB) — непрямозонный полупроводник, а с гексагональной структурой вюрцит (WZ) — прямозонный полупроводник с шириной запрещённой зоны 2,18-2,25 эВ, а значит он может найти применение в производстве жёлто-зелёных светодиодов [8]. Вместе с тем, структуры WZ симметричны при двойниковании по плоскостям {111}, в отличии от структуры ZB, что обеспечивает более высокое кристаллическое совершенство синтезируемых наноструктур.

Возможность управлять формой наночастиц и их размером в диапазоне от микрометров до единиц нанометров позволяет формировать структуры с оптическим или электронным ограничением, что находит применение в опто-электронных приборах. Например, для миниатюризации генераторов лазерного излучения требуется уменьшение оптически активной области резонатора. Во множестве работ демонстрируется, что в ННК может формироваться резонансная стоячая оптическая волна вдоль оси ННК с отражением от верхней и нижней граней. В таком случае от длины и диаметра ННК зависят модовая структура и добротность такого резонатора. На их основе уже продемонстрирована генерация лазерного излучения с оптической и электрической накачкой [9].

В общем случае форма, размер и поверхностная плотность наноструктур влияет на их взаимодействие со светом и определяет эффективность вывода или захвата излучения. Этот эффект находит применение в просветляющих покрытиях солнечных элементов [10; 11] и определяет диаграмму направленности светоизлучающих приборов на основе наногетероструктур [9].

Геометрические размеры наноструктур могут быть сопоставимы с шириной области пространственного заряда. Как следствие, величина канала проводимости в приборных структурах определяется морфологией наноструктур.

Таким образом, геометрия влияет на оптические и электрофизические свойства наноструктур. В конечном итоге, морфология определяет эффективность проборов на их основе. Несмотря на достигнутые результаты, остаются не до конца изучены закономерности формирования самоорганизованных наноструктур, устанавливающие взаимосвязь морфологии, кристаллической структуры и оптических свойств с ростовыми условиями и предварительной подготовкой

подложки. Изучение данных закономерностей позволит развить методы синтеза самоорганизованных наноструктур для применения в приборах фотоники.

Целью данной работы является исследование закономерностей формирования и развитие методов синтеза самоорганизованных массивов эпитаксиальных АШВУ наноструктур на Si для применения в приборах фотоники.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Выявить влияние подготовки поверхности подложки Si(111) и состава буферного слоя на морфологию и фотолюминесценцию эпитаксиальных наноструктур GaN;

2. Исследовать закономерности формирования, морфологию и кристаллическую структуру GaAs наночастиц на подложках Si(111);

3. Исследовать закономерности формирования, морфологию и кристаллическую структуру нитевидных нанокристаллов GaP на подложках 51(111).

Научная новизна:

1. Впервые показано, что рост на наноостровках GaN на 51(111) может вести к формированию GaN наноструктур в форме трипода;

2. Впервые выявлено влияние ростовых условий на морфологию массива триподов GaN, полученных методом капельной эпитаксии;

3. Впервые установлено влияние буферных слоёв на ростовой поверхности подложки 51(111) на морфологию синтезируемых ННК GaN;

4. Впервые выявлены основные закономерности формирования наноча-стиц GaAs на подложках 51(111);

5. Впервые установлено влияние поверхностного оксида на подложке 51(111) на морфологию самокаталитических ННК GaP.

Практическая значимость В работе развиты методы синтеза эпитаксиаль-ных наногетероструктур на поверхности 51, которые могут быть использованы для разработки приборов фотоники, в том числе:

1. Предложен метод синтеза эпитаксиальных разветвлённых структур GaN на поверхности 51(111);

2. Предложен метод синтеза эпитаксиальных наночастиц GaAs диаметром от 200 нм до 2 мкм;

3. Предложен двухстадийный метод формирования массива ННК GaP высокой поверхностной плотности и толщины вертикальных ННК.

Методология и методы исследования.

1. Метод молекулярно-пучковой эпитаксии применён для синтеза наноструктур;

2. Метод дифракции быстрых электронов на отражение использован для исследования кристаллической структуры и морфологии наноструктур;

3. Метод растровой и просвечивающей электронной микроскопии применялся для исследования кристаллической структуры и морфологии наноструктур;

4. Метод атомно-силовой микроскопии использован для исследования морфологии наноструктур;

5. Метод спектроскопии фотолюминесценции применён для исследования оптических свойств наноструктур;

6. Метод спектроскопии комбинационного рассеяния света использовался для исследования кристаллической структуры наноструктур.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В наноостровках GaN, формирующихся в процессе капельной молекулярно-пучковой эпитаксии на поверхности Si(111) при нанесении 0,8-2 монослоёв Ga при температуре 200 °С стабилизируется метастабильная структурная модификация типа цинковой обманки. При последующем эпитаксиальном синтезе GaN при температуре 690700 °С и эквивалентном давлении Ga от 10 до 20 нторр наклонные грани {111} наноостровков служат центрами зарождения наноколонн GaN со структурой вюрцита, что приводит к формированию разветвлённых наноструктур. Повышение ростовой температуры до 710 °С или увеличение эквивалентного давления Ga в два раза подавляет формирование данных наноструктур в пользу роста вертикально ориентированных наноколонн.

2. Модификация поверхности Si(111) путём формирования буферных сло-ёв SiNx, АШ, GaOx или за счёт нитридации Ga-индуцированных поверхностных реконструкций Si позволяет контролировать морфологию эпитаксиального массива нитевидных нанокристаллов GaN. Максимальная однородность длин и диаметров нитевидных нанокристаллов GaN и их минимальная поверхностная плотность (14 мкм-2 при длине 725 нм) достигаются при формировании на затравке АШ, а наибольшая поверхностная плотность (147 мкм-2 при длине 480 нм) — при формировании

на нитридированной поверхностной реконструкции Si(111^v/3^V/3 — R30° — Ga.

3. Синтез GaAs методом молекулярно-пучковой эпитаксии при температурах 550-630 °C, эквивалентном давлении Ga 0,16 мкторр и As от 3,8 до 11,5 мкторр на поверхности Si(111) с удалённым поверхностным окислом ведёт к формированию изолированных эпитаксиальных наночастиц GaAs. Снижение отношения эквивалентных давлений As/Ga или повышение температуры в указанном диапазоне приводит к увеличению диаметра наночастиц от сотен нанометров до единиц микрометров.

4. Синтез GaP на Si(111) методом молекулярно-пучковой эпитаксии при температуре 610-630 °C приводит к формированию самокаталитических нитевидных нанокристаллов по механизму пар-жидкость-кристалл со стабильным во времени диаметром вершины нанокристалла. Уменьшение в процессе роста отношения эквивалентных давлений P/Ga с 30 до 12 приводит к увеличению диаметра вершины нитевидных нанокристаллов со 100 до 150 нм при сохранении поверхностной плотности 0,5 мкм—2.

Достоверность полученных результатов обеспечивается подтверждается воспроизводимостью экспериментальных данных и соответствием результатов, полученных взаимодополняющими современными методами исследований. Основные выводы диссертации подтверждены экспериментально и обоснованы теоретически.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. Международная конференция ФизикА.СПб/2020;

2. Международная конференция ФизикА.СПб/2019;

3. Международная школа-конференция "Saint-Petersburg OPEN 2018";

4. Международная конференция ФизикА.СПб/2017;

5. XVIII Всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике;

6. Международная школа-конференция "Saint-Petersburg OPEN 2016".

Личный вклад. Автор принимал активное участие в планировании экспериментов, эпитаксиальном синтезе, диагностике синтезированных структур и обработке экспериментальных результатов. Результаты диссертации получены автором лично, либо при его непосредственном участии.

Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в 30 печатных изданиях, 30 из которых изданы в журналах, рекомендованных ВАК, 30 — в периодических научных журналах, индексируемых Web of Science и Scopus.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения. Полный объём диссертации составляет 122 страницы, включая 59 рисунков и 1 таблицу. Список литературы содержит 134 наименования.

Глава 1. Эпитаксиальный синтез наногетероструктур 1.1 Наноструктуры полупроводниковых соединений AIHBV

Полупроводниковые гетероструктуры — это искусственные системы, имеющие, по крайней мере, один гетеропереход — границу раздела между двумя веществами с различными электронными свойствами. Гетероструктуры лежат в основе полупроводниковых лазеров, светоизлучающих диодов, солнечных элементов, быстродействующих полевых и биполярных транзисторов. Они стали неотъемлемой частью современных методов передачи информации, электроники, возобновляемой и ресурсосберегающей энергетики.

Если кристаллические решётки однородных частей (фаз) гетероструктуры взаимно ориентированы, то гетероструктуру называют эпитаксиальной, а синтез такой гетероструктуры — гетероэпитаксией. Химические элементы гетерострук-тур относятся к центральной части периодической таблицы. Элементы III группы могут вступать во взаимодействие с элементами V группы, при этом образуются, так называемые, соединения AIHBV. Подобным образом можно получить соединения AnBVI из элементов II и VI группы (см. табл. 1).

Большинство бинарных полупроводниковых соединений служат основой твёрдых растворов — систем соединений переменного состава, в которых атомы различных элементов расположены в общей кристаллической решётке. Свойства твёрдых растворов регулируют их составом. Характерный трёхкомпонентный твёрдый раствор AIIIBV — алюминий - галлий - мышьяк AlxGa1 _ xAs, где x — доля узлов кристаллической решётки III группы, занятых Al, а (1 _ x) — доля узлов III группы, занятых Ga. При этом число узлов элементов III и V групп в кристаллической решётке равно между собой [12].

Важный вклад в становление физики гетероструктур в 60-х годах внесли Жорес Иванович Алфёров [13] и Герберт Крёмер [14]. В 2000 году они получили Нобелевскую премию по физике за разработку полупроводниковых гетерострук-тур, используемых в высокочастотной и оптической электронике.

Развитие методов эпитаксиального роста позволяет синтезировать высококачественные гетероструктуры со сверхтонкими слоями. Уже в 1974 году был продемонстрирован эффект размерного квантования в полупроводниковых ге-

Таблица 1 — Широко используемые в гетероструктурах химические

элементы II - VI групп периодической таблицы

II III IV V VI

Ве В С N О

Mg А1 Si Р S

Zn Ga Ge As Se

Cd In Sb Те

^ Bi

тероструктурах AlGaAs/GaAs/AlGaAs с квантовой ямой GaAs [15]. Их спектры поглощения света имели ступенчатый вид с характерной зависимостью от толщины квантовой ямы.

За последние пятьдесят лет были исследованы различные комбинации материалов, что позволило разработать приборы с широким набором рабочих характеристик. Зачастую синтез таких приборных гетероструктур требует нетривиальных технических решений. Как правило, если различающиеся по параметру элементарной кристаллической ячейки материалы растут друг на друге, то при увеличении толщины слоя упругие напряжения релаксируют с образованием дислокаций несоответствия, которые негативно влияют на электронный транспорт и служат центрами безызлучательной рекомбинации носителей зарядов (см. рис. 1.1). В ряде случаев удаётся частично решить проблему согласования решёток синтезом промежуточных периодических метаморфных слоев [16]. Тем не менее, выбор сочетаний материалов ростовой подложки и слоев классических гетероструктур остаётся ограниченным.

Прямозонные AIIIBV материалы на Si — одна из таких проблемных, но перспективных комбинаций. Развитие технологий производства полупроводниковых приборов на основе кремния привело к доминации этого материала в интегральной электронике и фотовольтаике. При этом он малопригоден для создания светоизлучающих приборов из-за непрямой зонной структуры и низкой вероятности излучательных переходов. Развитие технологий монолитной интеграции оптоэлектронных элементов на Si может снизить стоимость производства светоизлучающих приборов (за счёт отказа от дорогостоящих AIIIBV подложек) и заменить электронные компоненты интегральных схем на оптические (для снижения энергопотребления и изоляции их компонентов друг от друга).

Параметр кристаллической решетки Рисунок 1.1 — Связь ширины запрещённой зоны некоторых полупроводников и параметра кристаллической решётки при 300 К

Монолитная интеграция тонкоплёночных структур АШВУ на Si связана с проблемами несоответствия параметров кристаллических решёток и различием их симметрии: зарождение АШВУ на Si возможно с различной полярностью, что может приводить к образованию антифазных областей. Их границы — эффективные центры безызлучательной рекомбинации [1]. Образование антифазных областей возможно при росте материалов с симметрией решётки ниже, чем у подложки. Например, при формировании соединения с двумя различными атомами в примитивной решётке на поверхности одноэлементного материала (арсенид галлия (GaAs) на подложке германия ^е) или фосфид галлия ^аР) на подложке Si). В случае сингулярной подложки антифазные области образуются при некогерентном зарождении в плоскости подложки начиная с разных типов атомов. В случае вицинальной поверхности (когда нормаль к поверхности подложки не совпадает с основным кристаллографическим направлением на малый угол, что ведёт к образованию ступенчатой поверхности с террасами основной кристаллографической поверхности) и когерентном зарождении антифазные границы образуются на ступенях из нечётного количества атомов (см. рис. 1.2). В случае когерентного зарождения и ступеней из чётного количества атомов антифазные домены не образуются [17].

Продолжающееся исследования эпитаксиального роста АШВУ слоев на Si (в большей степени это касается твёрдых растворов на основе GaP) стимулирует

Одноатомная Одноатомная Двухатомная Одноатомная Одноатомная

ступень ступень ступень ступень ступень

• IV • V »111 [110]-►

Рисунок 1.2 — Схема образования и аннигиляции антифазных доменов на вици-нальной поверхности (001) с моно- и двухатомными ступенями

развитие технологий синтеза функциональных слоев высокого кристаллического качества. Однако, оно ещё не позволяет достичь достаточно высокого квантового выхода излучения для их приборного применения.

Альтернативный подход формирования элементов фотоники на поверхности Si подразумевает синтез AIHBV эпитаксиальных наноструктур. К ним относят квантовые точки, наноостровки, нитевидные нанокристаллы (ННК) и многообразие гибридных гетероструктур [2].

В отличие от послойных гетероструктур, они имеют малую площадь интерфейса с подложкой и высокое отношение поверхности к объёму [3; 4]. Это обеспечивает эффективную релаксацию упругих напряжений и низкую концентрацию структурных дефектов даже приросте на сильно рассогласованных подложках [5].

Более того, наноструктуры предоставляют дополнительные возможности для контроля зонной структуры — в них удаётся стабилизировать кристаллическую структуру, невозможную в объёмном материале при нормальных условиях [6]. Материалы с высокой степенью ионности связи, такие как нитриды, обычно имеют гексагональную кристаллическую структуру вюрцита (wurtzite, WZ), а материалы с низкой ионностью, такие как GaP и GaAs, — кубическую структуру сфалерита (zinc-blende, ZB). Однако, при высоком отношении поверхности к объёму, в ряде случаев удаётся изменять стабильную структуру растущего материала, что расширяет функциональные возможности гетероструктур [7]. На-

пример, GaP с кубической структурой ZB — непрямозонный полупроводник, а

*"» Т 4 ТГ7

с гексагональной структурой WZ — прямозонный полупроводник с шириной запрещённой зоны 2,18-2,25 эВ, а значит может найти применение в производстве жёлто-зелёных светодиодов [8]. Вместе с тем, структуры WZ симметричны при двойниковании по плоскостям {111}, в отличии от структуры ZB, что обеспечивает более высокое кристаллическое совершенство синтезируемых наноструктур.

Возможность управлять формой наночастиц и их размером в диапазоне от микрометров до единиц нанометров позволяет формировать структуры с оптическим или электронным ограничением, что находит применение в опто-электронных приборах. Квантовые точки — пример успешного внедрения в промышленность наноструктур с электронным ограничением. Размер квантовых точек влияет на расстояние между энергетическими уровнями, а, следовательно, и на спектр люминесценции. Данный эффект позволяет создавать люминофоры разных цветов из одного и того же материала. При этом спектр фотолюминесценции имеет узкий и симметричный пик, а высокое кристаллическое качество обеспечивает высокую квантовую эффективность.

Для миниатюризации генераторов лазерного излучения требуется уменьшение оптически активной области резонатора. В множестве работ демонстрируется, что в ННК может формироваться резонансная стоячая оптическая волна вдоль оси ННК, с отражением от верхней и нижней граней. Широкий спектральный диапазон генерации лазерного излучения с оптической и электрической накачкой продемонстрирован на ННК из ZnO, InGaN, CdSSe, GaAs, InGaAs, AlGaAs, ZnS, CdSe, GaSb, 1пР и других материалов [9].

Размер лазеров ограничен дифракционным пределом, который составляет приблизительно половину длины оптической волны в среде. Уменьшение диаметра ННК приводит к слабой оптической локализации и снижению добротности резонатора. Данное ограничение можно обойти, используя ННК в качестве платформы для лазеров на основе поверхностных плазмон-поляритонов — квазичастиц связанного состояния электромагнитного поля и колебаний электронной плазмы (см. рис. 1.3). Коллективные колебания электронов на поверхности металла имеют значительно меньшую длину волны, чем электромагнитные волны той же энергии, что позволяет уменьшить размер активной области лазера [18].

В общем случае форма, размер и поверхностная плотность наноструктур влияет на их взаимодействие со светом и определяет эффективность вывода или захвата излучения. Этот эффект находит применение в просветляющих по-

**?^Ю5ппп

С

-

МдР2 ■ Ад

489 пт

Рисунок 1.3 — Изображение ННК CdS на серебряной подложке, образующие резонатор лазера на основе поверхностных плазмон-поляритонов при оптическом

возбуждении [18]

крытиях солнечных элементов [10; 11] и определяет диаграмму направленности светоизлучающих приборов на основе массивов наногетероструктур [9].

Геометрические размеры наноструктур могут быть сопоставимы с шириной области пространственного заряда. Как следствие, величина канала проводимости в приборных структурах определяется морфологией наноструктур.

Таким образом, геометрия влияет на оптические и электрофизические свойства наноструктур. В конечном итоге, морфология определяет эффективность проборов на их основе. Несмотря на достигнутые результаты, остаются не до конца изучены закономерности формирования самоорганизованных наноструктур, устанавливающие взаимосвязь морфологии, кристаллической структуры и оптических свойств с ростовыми условиями и предварительной подготовкой подложки. Изучение данных закономерностей позволит развить методы синтеза самоорганизованных наноструктур для применения в приборах фотоники.

1.2 Подготовка кремниевых подложек к росту

В результате изготовления, транспортировки и хранения на поверхности Si подложек остаются загрязнения, а естественный поверхностный оксида имеет

неоднородную толщину и требует высоких температур отжига для его десор-биции. Для воспроизводимости эксперимента поверхность Si подложки должна быть чистой и атомарно гладкой, поверхностный оксид иметь контролируемую толщину. Поэтому для синтеза полупроводниковых структур требуется специальная подготовка Si подложек перед ростом.

В данной работе использовался один из распространённых методов подготовки — метод Шираки [19]. Он подразумевает кипячение в органических растворителях и аммиачно-перекисном растворе (для очистки от загрязнений), включает несколько циклов попеременной обработки в азотной (для окисления поверхности) и плавиковой кислотах (для травления поверхностного оксида). Процедура завершается формированием единиц монослоев несте-хиометрического поверхностного оксида в перекисно-кислотном растворе, аммиачно-перекисном растворе или азотной кислоте. Подготовленные подложки сразу же загружают в эпитаксиальную установку.

Сформированный поверхностный оксид защищает поверхность Si от загрязнения и, как правило, подлежит удалению отжигом в эпитаксиальной установке, но в некоторых случаях оксид может играть роль модификатора ростовой поверхности, так как он влияет на поверхностную энергию и смачиваемость поверхности металлом III группы. Металлический Ga при нанесении на поверхность оксида формируется в виде массива капель, которые протравливают тонкий слой оксида в местах поверхностных дефектов [20]. Такие капли могут служить катализатором для самокаталитического роста ННК GaAs и GaP по механизму пар - жидкость - кристалл (ПЖК).

1.3 Механизм роста пар - жидкость - кристалл (ПЖК)

Впервые механизм ПЖК описан Вагнером и Эллисом в 1964 году на примере роста Si ННК на подложке Si(111) методом газофазной эпитаксии (см. рис. 1.4) [21]. Авторы напыляли на подложку тонкий слой золота (Au), который отжигали при 950 °C в реакторе. При этом Si из подложки смешивался с Au с образованием жидких капель Au:Si. Сплав Au:Si с атомной долей Si 18,6 % имеет точку эвтектики при 363 °C, поэтому может быть жидким при температурах значительно ниже точки плавления компонентов (Si: 1414 °C, Au: 1064 °C).

Молекулярный поток \1/

а) б)

Начальные условия: жидкая капля катализатора на подложке (а), рост ННК с каплей катализатора на вершине (б) Рисунок 1.4 — Схема синтеза ННК по механизму ПЖК [21]

Под воздействием газообразного SiCl4 капля Au перенасыщается атомами Si. Реакция разложения при низкой температуре катализируется Au каплей, поэтому её называют катализатором. Эта терминология сохраняется и в случае молекулярно-пучковой эпитаксии (МПЭ), когда не происходит химического катализа, а компоненты поставляются на подложку в виде одноэлементных молекул. В таком случае капля выполняет роль резервуара материала, в котором скорость конденсация выше, чем скорость образования и роста зародышей по механизму пар-кристалл.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сапунов Георгий Андреевич, 2021 год

Список литературы

1. Generation and suppression process of crystalline defects in GaP layers grown on misoriented Si(100) substrates [Text] / Y. Takagi [et al.] // Journal of Crystal Growth. —1998. —Apr. —Vol. 187, no. 1. — P. 42—50. — DOI: 10.1016/S0022-0248(97)00862-2.

2. Epitaxial growth of hybrid nanostructures [Text] / C. Tan [et al.] // Nature Reviews Materials. — 2018. — Feb. — Vol. 3, no. 2. — P. 17089. — DOI: 10.1038/ natrevmats.2017.89.

3. Modeling InAs quantum-dot formation on the side surface of GaAs nanowires [Text] / A. D. Bolshakov [et al.] // Technical Physics Letters. — 2013. — Dec. — Vol. 39, no. 12. — P. 1047—1052. — DOI: 10.1134/S1063785013120043.

4. Growth of GaN free-standing nanowires by plasma-assisted molecular beam epitaxy: structural and optical characterization [Text] / M. Tchernycheva [et al.] // Nanotechnology. — 2007. — Sept. — Vol. 18, no. 38. — P. 385306. — DOI: 10.1088/0957-4484/18/38/385306.

5. Study of processes of self-catalyzed growth of gaas crystal nanowires by molecular-beam epitaxy on modified Si (111) surfaces [Text] / Y. B. Samsonenko [et al.] // Semiconductors. — 2011. — Apr. — Vol. 45, no. 4. — P. 431—435. — DOI: 10.1134/S1063782611040191.

6. Mohseni, P. K. A growth interruption technique for stacking fault-free nanowire superlattices [Text] / P. K. Mohseni, R. R. LaPierre, P. K. Mohseni // Nanotechnology. — 2009. — Jan. — Vol. 20, no. 2. — P. 025610. — DOI: 10.1088/09574484/20/2/025610.

7. Structural and optical properties of high quality zinc-blende/wurtzite GaAs nanowire heterostructures [Text] / D. Spirkoska [et al.] // Physical Review B. — 2009. — Dec. — Vol. 80, no. 24. — P. 245325. — DOI: 10.1103/PhysRevB.80. 245325.

8. Direct Band Gap Wurtzite Gallium Phosphide Nanowires [Text] / S. Assali [et al.] // Nano Letters. — 2013. — Apr. — Vol. 13, no. 4. — P. 1559—1563. — DOI: 10.1021/nl304723c.

9. Semiconductor nanowire lasers [Text] / S. W. Eaton [et al.] // Nature Reviews Materials. — 2016. — June. — Vol. 1, no. 6. — P. 16028. — DOI: 10.1038/ natrevmats.2016.28.

10. Modeling, synthesis and study of highly efficient solar cells based on III-nitride nanowire arrays grown on Si substrates [Text] / A. M. Mozharov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2015. — Nov. — Vol. 643, no. 1. —P. 012115.— DOI: 10.1088/1742-6596/643/1/012115.

11. Krogman, K. C. Anti-reflective optical coatings incorporating nanoparticles [Text] / K. C. Krogman, T. Druffel, M. K. Sunkara // Nanotechnology. — 2005. — July. — Vol. 16, no. 7. — S338—S343. — DOI: 10.1088/0957-4484/16/7/005.

12. Kroemer, H. Nobel Lecture: Quasielectric fields and band offsets: teaching electrons new tricks [Text] / H. Kroemer // Reviews of Modern Physics. — 2001. — Oct. — Vol. 73, no. 3. — P. 783—793. — DOI: 10.1103/RevModPhys.73.783.

13. Alferov, Z. I. Nobel Lecture: The double heterostructure concept and its applications in physics, electronics, and technology [Text] / Z. I. Alferov // Reviews of Modern Physics. — 2001. — Oct. — Vol. 73, no. 3. — P. 767—782. — DOI: 10.1103/RevModPhys.73.767.

14. Kroemer, H. Theory of a Wide-Gap Emitter for Transistors [Text] / H. Kroemer // Proceedings of the IRE. — 1957. — Vol. 45, no. 11. — P. 1535—1537. — DOI: 10.1109/JRPROC.1957.278348.

15. Dingle, R. Quantum States of Confined Carriers in Very Thin AlxGa1-xAs-GaAs-AlxGa1-xAs Heterostructures [Text] / R. Dingle, W. Wiegmann, C. H. Henry // Physical Review Letters. — 1974. — Sept. — Vol. 33, no. 14. — P. 827—830. — DOI: 10.1103/PhysRevLett.33.827.

16. Effects of the surface preparation and buffer layer on the morphology, electronic and optical properties of the GaN nanowires on Si [Text] / A. D. Bolshakov [et al.] // Nanotechnology. — 2019. — Sept. — Vol. 30, no. 39. — P. 395602. — DOI: 10.1088/1361-6528/ab2c0c.

17. Faucher, J. Initiation strategies for simultaneous control of antiphase domains and stacking faults in GaAs solar cells on Ge [Text] / J. Faucher, T. Masuda, M. L. Lee // Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena. — 2016. — July. — Vol. 34, no. 4. — P. 041203. — DOI: 10.1116/1.4945659.

18. Plasmon lasers at deep subwavelength scale [Text] / R. F. Oulton [et al.] // Nature. — 2009. — Oct. — Vol. 461, no. 7264. — P. 629—632. — DOI: 10.1038/ nature08364.

19. Ishizaka, A. Low Temperature Surface Cleaning of Silicon and Its Application to Silicon MBE [Text] / A. Ishizaka, Y. Shiraki // Journal of The Electrochemical Society. — 2019. — Dec. — Vol. 133, no. 4. — P. 666—671. — DOI: 10.1149/1. 2108651.

20. Nucleation mechanism of gallium-assisted molecular beam epitaxy growth of gallium arsenide nanowires [Text] / A. Fontcuberta i Morral [et al.] // Applied Physics Letters. — 2008. — Feb. — Vol. 92, no. 6. — P. 063112. — DOI: 10.1063/ 1.2837191.

21. Wagner, R. S. Vapor-liquid-solid mechanism of single crystal growth [Text] / R. S. Wagner, W. C. Ellis // Applied Physics Letters. — 1964. — Mar. — Vol. 4, no. 5. — P. 89—90. — DOI: 10.1063/1.1753975.

22. Suitability of Au- and Self-Assisted GaAs Nanowires for Optoelectronic Applications [Text] / S. Breuer [et al.] // Nano Letters. — 2011. — Mar. — Vol. 11, no. 3. — P. 1276—1279. — DOI: 10.1021/nl104316t.

23. Theoretical modeling of the self-catalyzed nanowire growth: nucleation- and adsorption-limited regimes [Text] / A. D. Bolshakov [et al.] // Materials Research Express. — 2017. — Dec. — Vol. 4, no. 12. — P. 125027. — DOI: 10.1088/2053-1591/aa9e9d.

24. Growth and morphological modeling of InP nanowires obtained by Au-catalyzed selective area MOMBE [Text] / V. Dubrovskii [et al.] // Journal of Crystal Growth. — 2015. — Mar. — Vol. 413. — P. 25—30. — DOI: 10.1016/j.jcrysgro. 2014.12.006.

25. Surface energy and modes of catalytic growth of semiconductor nanowhiskers [Text] / V. G. Dubrovskii [et al.] // Technical Physics Letters. — 2012. — Apr. — Vol. 38, no. 4. — P. 311—315. — DOI: 10.1134/S1063785012040050.

26. Ledge-flow-controlled catalyst interface dynamics during Si nanowire growth [Text] / S. Hofmann [et al.] // Nature Materials. — 2008. — May. — Vol. 7, no. 5. — P. 372—375. — DOI: 10.1038/nmat2140.

27. Formation of Compositionally Abrupt Axial Heterojunctions in SiliconGermanium Nanowires [Text] / C.-Y. Wen [et al.] // Science. — 2009. — Nov. — Vol. 326, no. 5957. — P. 1247—1250. — DOI: 10.1126/science.1178606.

28. Interface dynamics and crystal phase switching in GaAs nanowires [Text] / D. Jacobsson [et al.] // Nature. — 2016. — Mar. — Vol. 531, no. 7594. — P. 317—322. — DOI: 10.1038/nature17148.

29. On the mechanisms of spontaneous growth of III-nitride nanocolumns by plasma-assisted molecular beam epitaxy [Text] / J. Ristic [et al.] // Journal of Crystal Growth. — 2008. — Aug. — Vol. 310, no. 18. — P. 4035—4045. — DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2008.05.057.

30. Bol'shakov, A. D. Simulation of growth and shape of nanowires in the absence of a catalyst [Text] / A. D. Bol'shakov, M. A. Timofeeva, V. G. Dubrovskii // Technical Physics Letters. — 2014. — May. — Vol. 40, no. 5. — P. 389—392. — DOI: 10.1134/S1063785014050058.

31. Interface and Wetting Layer Effect on the Catalyst-Free Nucleation and Growth of GaN Nanowires [Text] / T. Stoica [et al.] // Small. — 2008. — June. — Vol. 4, no. 6. — P. 751—754. — DOI: 10.1002/smll.200700936.

32. Time-resolved spectroscopy on GaN nanocolumns grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on Si substrates [Text] / P. Corfdir [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2009. — Jan. — Vol. 105, no. 1. — P. 013113. — DOI: 10.1063/1.3062742.

33. Scaling thermodynamic model for the self-induced nucleation of GaN nanowires [Text] / V. G. Dubrovskii [et al.] // Physical Review B. — 2012. — Apr. — Vol. 85, no. 16. — P. 165317. — DOI: 10.1103/PhysRevB.85.165317.

34. Droplet epitaxy of semiconductor nanostructures for quantum photonic devices [Text] / M. Gurioli [et al.] // Nature Materials. — 2019. — Aug. — Vol. 18, no. 8. — P. 799—810. — DOI: 10.1038/s41563-019-0355-y.

35. Park, S.-i. Metal-induced reconstructions of the silicon(111) surface [Text] / S.-i. Park, J. Nogami, C. F. Quate // Journal of Microscopy. — 1988. — Dec. — Vol. 152, no. 3. — P. 727—734. — DOI: 10.1111/j.1365-2818.1988.tb01443.x.

36. Mano, T. Nanometer-scale GaAs ring structure grown by droplet epitaxy [Text] / T. Mano, N. Koguchi // Journal of crystal growth. — 2005. — Vol. 278, no. 1—4. — P. 108—112. — DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2004.12.119.

37. Unit Cell Structure of Crystal Polytypes in InAs and InSb Nanowires [Text] / D. Kriegner [et al.] // Nano Letters. — 2011. — Apr. — Vol. 11, no. 4. — P. 1483—1489. — DOI: 10.1021/nl1041512.

38. Fortuna, S. A. Metal-catalyzed semiconductor nanowires: a review on the control of growth directions [Text] / S.A. Fortuna, X. Li // Semiconductor Science and Technology. — 2010. — Feb. — Vol. 25, no. 2. — P. 024005. — DOI: 10.1088/ 0268-1242/25/2/024005.

39. Defects in epitaxial ScGaN: Dislocations, stacking faults, and cubic inclusions [Text] / S. Knoll [et al.] // Applied Physics Letters. — 2014. — Vol. 104, no. 10. — P. 101906. — DOI: 10.1063/1.4868538.

40. Mobility Enhancement by Sb-mediated Minimisation of Stacking Fault Density in InAs Nanowires Grown on Silicon [Text] / M. J. L. Sourribes [et al.] // Nano Letters. — 2014. — Mar. — Vol. 14, no. 3. — P. 1643—1650. — DOI: 10.1021/ nl5001554.

41. Self-catalyzed, pure zincblende GaAs nanowires grown on Si(111) by molecular beam epitaxy [Text] / G. E. Cirlin [et al.] // Physical Review B. — 2010. — July. — Vol. 82, no. 3. — P. 035302. — DOI: 10.1103/PhysRevB.82.035302.

42. Glas, F. Why Does Wurtzite Form in Nanowires of III-V Zinc Blende Semiconductors? [Text] / F. Glas, J.-C. C. Harmand, G. Patriarche // Physical Review Letters. — 2007. — Oct. — Vol. 99, no. 14. — P. 146101. — DOI: 10.1103/ PhysRevLett.99.146101. — arXiv: 0706.0846.

43. Vapor-liquid-solid and vapor-solid growth of self-catalyzed GaAs nanowires [Text] / S. Ambrosini [et al.] // AIP Advances. — 2011. — Dec. — Vol. 1, no. 4. — P. 042142. — DOI: 10.1063/1.3664133.

44. Neave, J. H. A correlation between electron traps and growth processes in n -GaAs prepared by molecular beam epitaxy [Text] / J. H. Neave, P. Blood, B. A. Joyce // Applied Physics Letters. — 1980. — Feb. — Vol. 36, no. 4. — P. 311—312. — DOI: 10.1063/1.91474.

45. Scanning Tunneling Microscopy Studies of Semiconductor Surface Passivation [Text] / R. D. Bringans [et al.] // Japanese Journal of Applied Physics. —1993. — Mar. —Vol. 32, Part 1, No. 3B. —P. 1484—1492. —DOI: 10.1143/JJAP.32.1484.

46. Ji, J.-Y. A scanning tunneling microscopy study of PH3 adsorption on Si(111)-7x7 surfaces, P-segregation and thermal desorption [Text] / J.-Y. Ji, T.-C. Shen // Surface Science. — 2007. — Apr. — Vol. 601, no. 7. — P. 1768—1774. — DOI: 10.1016/j.susc.2007.02.007.

47. Patel, J. R. Arsenic and gallium atom location on silicon (111) [Text] / J. R. Pa-tel // Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures. — 1989. — July. — Vol. 7, no. 4. — P. 894. — DOI: 10.1116/1.584576.

48. Bringans, R. D. Arsenic passivation of Si and Ge surfaces [Text] / R. D. Bringans // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. — 1992. — Jan. — Vol. 17, no. 4. — P. 353—395. — DOI: 10.1080/ 10408439208242194.

49. Vitali, L. Substitutional geometry and strain effects in overlayers of phosphorus on Si(111) [Text] / L. Vitali, M. G. Ramsey, F. P. Netzer // Physical Review B. — 1998. — June. — Vol. 57, no. 24. — P. 15376—15384. — DOI: 10.1103/ PhysRevB.57.15376.

50. Siriwardena, H. D. STM Observation of the Si(111) - (7x7) Reconstructed Surface Modified by Excess Phosphorus Doping [Text] / H. D. Siriwardena, T. Yamashita, M. Shimomura // International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE). — 2017. — Dec. — Vol. 7, no. 6. — P. 2993. — DOI: 10.11591/ijece.v7i6.pp2993-3001.

51. Kumar, P. Ga induced superstructures as templates for lattice matched het-roepitaxial growth of GaN on Si(111) substrate [Text] / P. Kumar, J. Kuyyalil, S. M. Shivaprasad // Applied Physics Letters. — 2010. — Nov. — Vol. 97, no. 22. — P. 221913. — DOI: 10.1063/1.3522830.

52. Harris, J. Oscillations in the surface structure of Sn-doped GaAs during growth by MBE [Text] / J. Harris, B. A. Joyce, P. Dobson // Surface Science. — 1981. — Feb. —Vol. 103, no. 1. — P. L90—L96. — DOI: 10.1016/0039-6028(81)90091-1.

53. Facet and in-plane crystallographic orientations of GaN nanowires grown on Si(111) [Text] / L. Largeau [et al.] // Nanotechnology. — 2008. — Apr. — Vol. 19, no. 15. — P. 155704. — DOI: 10.1088/0957-4484/19/15/155704.

54. Self-assembled growth of GaN nanowires on amorphous Al x O y : from nu-cleation to the formation of dense nanowire ensembles [Text] / M. Sobanska [et al.] // Nanotechnology. — 2016. — Aug. — Vol. 27, no. 32. — P. 325601. — DOI: 10.1088/0957-4484/27/32/325601.

55. Songmuang, R. From nucleation to growth of catalyst-free GaN nanowires on thin AlN buffer layer [Text] / R. Songmuang, O. Landre, B. Daudin // Applied Physics Letters. — 2007. — Dec. — Vol. 91, no. 25. — P. 251902. — DOI: 10. 1063/1.2817941.

56. Dopant-stimulated growth of GaN nanotube-like nanostructures on Si(111) by molecular beam epitaxy [Text] / A. D. Bolshakov [et al.] // Beilstein Journal of Nanotechnology. — 2018. — Jan. — Vol. 9. — P. 146—154. — DOI: 10.3762/ bjnano.9.17.

57. Effect of surface Ga accumulation on the growth of GaN by molecular beam epitaxy [Text] / A. Kawaharazuka [et al.] // physica status solidi (c). — 2010. — Feb. — Vol. 7, no. 2. — P. 342—346. — DOI: 10.1002/pssc.200982421.

58. Formation of GaN nanodots on Si (111) by droplet nitridation [Text] / R. Debnath [et al.] // Journal of Crystal Growth. — 2009. — June. — Vol. 311, no. 13. — P. 3389—3394. — DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2009.04.025.

59. Characterization and density control of GaN nanodots on Si (111) by droplet epitaxy using plasma-assisted molecular beam epitaxy [Text] / I.-S. Yu [et al.] // Nanoscale Research Letters. — 2014. — Dec. — Vol. 9, no. 1. — P. 682. — DOI: 10.1186/1556-276X-9-682.

60. Effect of N2* and N on GaN nanocolumns grown on Si(111) by molecular beam epitaxy [Text] / A. Debnath [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2016. — Mar. — Vol. 119, no. 10. — P. 104302. — DOI: 10.1063/1.4943179.

61. Kawazu, A. Geometric structure of the Si(111)V3*V3-Ga surface [Text] / A. Kawazu, H. Sakama // Physical Review B. — 1988. — Feb. — Vol. 37, no. 5. — P. 2704—2706. — DOI: 10.1103/PhysRevB.37.2704.

62. Gallium structure on the Si(111)-(7x7) surface: influence of Ga coverage and temperature [Text] / J. Cechal [et al.] // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2007. — Jan. — Vol. 19, no. 1. — P. 016011. — DOI: 10.1088/0953-8984/19/1/ 016011.

63. Growth of pit-free GaP on Si by suppression of a surface reaction at an initial growth stage [Text] / K. Yamane [et al.] // Journal of Crystal Growth. — 2009. — Jan. — Vol. 311, no. 3. — P. 794—797. — DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2008.09.097.

64. Dadgar, A. Sixteen years GaN on Si [Text] / A. Dadgar // physica status solidi (b). — 2015. — May. — Vol. 252, no. 5. — P. 1063—1068. — DOI: 10.1002/pssb. 201451656.

65. Influence of substrate nitridation temperature on epitaxial alignment of GaN nanowires to Si(111) substrate [Text] / A. Wierzbicka [et al.] // Nanotechnol-ogy. — 2013. — Jan. — Vol. 24, no. 3. — P. 035703. — DOI: 10.1088/09574484/24/3/035703.

66. Electrical characteristics of ß-Ga2O3 thin films grown by PEALD [Text] / H. Al-tuntas [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. — 2014. — Apr. — Vol. 593. — P. 190—195. — DOI: 10.1016/j.jallcom.2014.01.029.

67. Plasma enhanced atomic layer deposition of Ga 2 O 3 thin films [Text] / R. K. Ramachandran [et al.] // J. Mater. Chem. A. — 2014. — Vol. 2, no. 45. — P. 19232—19238. — DOI: 10.1039/C4TA05007J.

68. Self-Catalyzed MBE-Grown GaP Nanowires on Si(111): V/III Ratio Effects on the Morphology and Crystal Phase Switching [Text] / V. V. Fedorov [et al.] // Semiconductors. — 2018. — Dec. — Vol. 52, no. 16. — P. 2092—2095. — DOI: 10.1134/S106378261816008X.

69. Latyshev, A. Monatomic steps on silicon surfaces [Text] / A. Latyshev, A. Aseev // Uspekhi Fizicheskih Nauk. —1998. — Vol. 168, no. 10. — P. 1117. — DOI: 10.3367/UFNr.0168.199810c.1117.

70. Hibino, H. Transient step bunching on a vicinal Si(111) surface [Text] / H. Hi-bino, T. Ogino // Physical Review Letters. — 1994. — Jan. — Vol. 72, no. 5. — P. 657—660. — DOI: 10.1103/PhysRevLett.72.657.

71. Origin of Quantum Ring Formation During Droplet Epitaxy [Text] / Z. Y. Zhou [et al.] // Physical Review Letters. — 2013. — July. — Vol. 111, no. 3. — P. 036102. — DOI: 10.1103/PhysRevLett.111.036102.

72. Kente, T. Gallium nitride nanostructures: Synthesis, characterization and applications [Text] / T. Kente, S. D. Mhlanga // Journal of Crystal Growth. — 2016. — Vol. 444. — P. 55—72. — DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.03.033.

73. Nanostructural analysis of GaN tripods and hexapods grown on c-plane sapphire [Text] / S. Lee [et al.] // Journal of Applied Crystallography. — 2010. — Dec. — Vol. 43, no. 6. — P. 1300—1304. — DOI: 10.1107/S0021889810036472.

74. Lattice-Symmetry-Driven Epitaxy of Hierarchical GaN Nanotripods [Text] / P. Wang [et al.] // Advanced Functional Materials. — 2017. — Mar. — Vol. 27, no. 9. — P. 1604854. — DOI: 10.1002/adfm.201604854.

75. Position-Controlled Growth of GaN Nanowires and Nanotubes on Diamond by Molecular Beam Epitaxy [Text] / F. Schuster [et al.] // Nano Letters. — 2015. — Mar. — Vol. 15, no. 3. — P. 1773—1779. — DOI: 10.1021/nl504446r.

76. Rawdanowicz, T. A. Epitaxial GaN on Si(111): Process control of SiNx interlayer formation [Text] / T. A. Rawdanowicz, J. Narayan // Applied Physics Letters. — 2004. — July. — Vol. 85, no. 1. — P. 133—135. — DOI: 10.1063/1.1771803.

77. Real-Time Characterization Using in situ RHEED Transmission Mode and TEM for Investigation of the Growth Behaviour of Nanomaterials [Text] / J. Jo [et al.] // Scientific Reports. — 2018. — Dec. — Vol. 8, no. 1. — P. 1694. — DOI: 10.1038/ s41598-018-19857-2.

78. Cubic Phase GaN on Nano-grooved Si (100) via Maskless Selective Area Epitaxy [Text] / C. Bayram [et al.] // Advanced Functional Materials. — 2014. — July. — Vol. 24, no. 28. — P. 4492—4496. — DOI: 10.1002/adfm.201304062.

79. Growth by molecular beam epitaxy and properties of inclined GaN nanowires on Si(001) substrate [Text] / J. Borysiuk [et al.] // Nanotechnology. — 2014. — Apr. — Vol. 25, no. 13. — P. 135610. — DOI: 10.1088/0957-4484/25/13/135610.

80. Transition between wurtzite and zinc-blende GaN: An effect of deposition condition of molecular-beam epitaxy [Text] / B. M. Shi [et al.] // Applied Physics Letters. — 2006. — Oct. — Vol. 89, no. 15. — P. 151921. — DOI: 10.1063/1. 2360916.

81. Structure of GaN films grown by molecular beam epitaxy on (0001) sapphire [Text] / L. T. Romano [et al.] // Journal of Electronic Materials. —1997. — Mar. — Vol. 26, no. 3. — P. 285—289. — DOI: 10.1007/s11664-997-0165-x.

82. Diameter Dependence of the Wurtzite-Zinc Blende Transition in InAs Nanowires [Text] / J. Johansson [et al.] // The Journal of Physical Chemistry C. — 2010. — Mar. — Vol. 114, no. 9. — P. 3837—3842. — DOI: 10.1021/jp910821e.

83. Epitaxial Ni nanoparticles on CaF 2 (001), (110) and (111) surfaces studied by three-dimensional RHEED, GIXD and GISAXS reciprocal-space mapping techniques [Text] / S. M. Suturin [et al.] // Journal of Applied Crystallography. — 2017. — June. — Vol. 50, no. 3. — P. 830—839. — DOI: 10. 1107/ S160057671700512X.

84. Wang, T. Topical Review: Development of overgrown semi-polar GaN for high efficiency green/yellow emission [Text] / T. Wang // Semiconductor Science and Technology. — 2016. — Sept. — Vol. 31, no. 9. — P. 093003. — DOI: 10.1088/ 0268-1242/31/9/093003.

85. Doping Concentration of GaN Nanowires Determined by Opto-Electrical Measurements [Text] / T. Richter [et al.] // Nano Letters. — 2008. — Sept. — Vol. 8, no. 9. — P. 3056—3059. — DOI: 10.1021/nl8014395.

86. Exciton spectra and electrical conductivity of epitaxial silicon-doped GaN layers [Text] / V. F. Agekyan [et al.] // Physics of the Solid State. — 2013. — Feb. — Vol. 55, no. 2. — P. 296—300. — DOI: 10.1134/S1063783413020029.

87. Luminescence properties and defects in GaN nanocolumns grown by molecular beam epitaxy [Text] / E. Calleja [et al.] // Physical Review B. — 2000. — Dec. — Vol. 62, no. 24. — P. 16826—16834. — DOI: 10.1103/PhysRevB.62.16826.

88. Luminescence Related to Stacking Faults in Heterepitaxially Grown Wurtzite GaN [Text] / M. Albrecht [et al.] // MRS Proceedings. — 1997. — Feb. — Vol. 468. — P. 293. — DOI: 10.1557/PROC-468-293.

89. Emission properties of a-plane GaN grown by metal-organic chemical-vapor deposition [Text] / P. P. Paskov [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2005. — Nov. — Vol. 98, no. 9. — P. 093519. — DOI: 10.1063/1.2128496.

90. Photoluminescent characteristics of Ni-catalyzed GaN nanowires [Text] / J. Yoo [et al.] // Applied Physics Letters. — 2006. — July. — Vol. 89, no. 4. — P. 043124. — DOI: 10.1063/1.2243710.

91. Electronic and Structural Characteristics of Zinc-Blende Wurtzite Biphasic Ho-mostructure GaN Nanowires [Text] / B. W. Jacobs [et al.] // Nano Letters. — 2007. — May. — Vol. 7, no. 5. — P. 1435—1438. — DOI: 10.1021/nl062871y.

92. Determination of the atomic nitrogen flux from a radio frequency plasma nitride source for molecular beam epitaxy systems [Text] / D. Voulot [et al.] // Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. — 1998. — Nov. — Vol. 16, no. 6. — P. 3434—3437. — DOI: 10.1116/1.581498.

93. Nitrogen species from radio frequency plasma sources used for molecular beam epitaxy growth of GaN [Text] / A. V. Blant [et al.] // Plasma Sources Science and Technology. — 2000. — Feb. — Vol. 9, no. 1. — P. 12—17. — DOI: 10.1088/09630252/9/1/303.

94. Morphology of self-catalyzed GaN nanowires and chronology of their formation by molecular beam epitaxy [Text] / E. Galopin [et al.] // Nanotechnology. — 2011. — June. — Vol. 22, no. 24. — P. 245606. — DOI: 10.1088/0957-4484/22/ 24/245606.

95. Numerical modeling of photovoltaic efficiency of n-type GaN nanowires on p-type Si heterojunction [Text] / A. Mozharov [et al.] // physica status solidi (RRL) - Rapid Research Letters. — 2015. — Sept. — Vol. 9, no. 9. — P. 507—510. — DOI: 10.1002/pssr.201510241.

96. The influence of AlN buffer over the polarity and the nucleation of self-organized GaN nanowires [Text] / T. Auzelle [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2015. — June. — Vol. 117, no. 24. — P. 245303. — DOI: 10.1063/1.4923024.

97. Structure Shift of GaN Among Nanowall Network, Nanocolumn, and Compact Film Grown on Si (111) by MBE [Text] / A. Zhong [et al.] // Nanoscale Research Letters. — 2018. — Dec. — Vol. 13, no. 1. — P. 51. — DOI: 10.1186/s11671-018-2461-1.

98. Mechanism of yellow luminescence in GaN [Text] / T. Suski [et al.] // Applied Physics Letters. — 1995. — Oct. — Vol. 67, no. 15. — P. 2188—2190. — DOI: 10.1063/1.115098.

99. Polarized photoluminescence study of free and bound excitons in free-standing GaN [Text] / P. P. Paskov [et al.] // Physical Review B. — 2004. — July. — Vol. 70, no. 3. — P. 035210. — DOI: 10.1103/PhysRevB.70.035210.

100. High-Temperature Growth of GaN Nanowires by Molecular Beam Epitaxy: Toward the Material Quality of Bulk GaN [Text] / J. K. Zettler [et al.] // Crystal Growth & Design. — 2015. — Aug. — Vol. 15, no. 8. — P. 4104—4109. — DOI: 10.1021/acs.cgd.5b00690.

101. Surface-induced effects in GaN nanowires [Text] / R. Calarco [et al.] // Journal of Materials Research. — 2011. — Sept. — Vol. 26, no. 17. — P. 2157—2168. — DOI: 10.1557/jmr.2011.211.

102. Effect of silicon and oxygen doping on donor bound excitons in bulk GaN [Text] / G. Pozina [et al.] // Physical Review B. — 2011. — Oct. — Vol. 84, no. 16. — P. 165213.— DOI: 10.1103/PhysRevB.84.165213.

103. Growth of III-nitrides on Si(111) by molecular beam epitaxy Doping, optical, and electrical properties [Text] / E. Calleja [et al.] // Journal of Crystal Growth. — 1999. — May. — Vol. 201/202. — P. 296—317. — DOI: 10.1016/S0022-0248(98) 01346-3.

104. Reshchikov, M. A. Luminescence properties of defects in GaN [Text] / M. A. Reshchikov, H. Morkoç // Journal of Applied Physics. — 2005. — Mar. — Vol. 97, no. 6. — P. 061301. — DOI: 10.1063/1.1868059.

105. Nanoscale Growth of GaAs on Patterned Si(111) Substrates by Molecular Beam Epitaxy [Text] / C.-P. Chu [et al.] // Crystal Growth & Design. — 2014. — Feb. — Vol. 14, no. 2. — P. 593—598. — DOI: 10.1021/cg401423d.

106. Fabrication of high efficiency III-V quantum nanostructures at low thermal budget on Si [Text] / S. Bietti [et al.] // Applied Physics Letters. — 2009. — Dec. — Vol. 95, no. 24. — P. 241102. — DOI: 10.1063/1.3273860.

107. Direct integration of III-V compound semiconductor nanostructures on silicon by selective epitaxy [Text] / Z. Zhao [et al.] // Nanotechnology. — 2009. — Jan. — Vol. 20, no. 3. — P. 035304. — DOI: 10.1088/0957-4484/20/3/035304.

108. GaAs nanostructures on Si platform [Text] / S. Sanguinetti [et al.] // 2015 OptoElectronics and Communications Conference (OECC). — IEEE, 06/2015. — P. 1—3.— DOI: 10.1109/OECC.2015.7340229.

109. Kinetics of oxidation on hydrogen-terminated Si(100) and (111) surfaces stored in air [Text] / T.-a. A. Miura [et al.] // Journal of Applied Physics. — 1996. — Aug. — Vol. 79, no. 8. — P. 4373. — DOI: 10.1063/1.362670.

110. Initial stage of native oxide growth on hydrogen terminated silicon (111) surfaces [Text] / H. Ogawa [et al.] // Journal of Applied Physics. —1996. — Jan. — Vol. 79, no. 1. — P. 472—477. — DOI: 10.1063/1.360853.

111. Initial stages of native oxide growth on hydrogen passivated Si(111) surfaces studied by scanning tunneling microscopy [Text] / U. Neuwald [et al.] // Applied Physics Letters. — 1992. — Mar. — Vol. 60, no. 11. — P. 1307—1309. — DOI: 10.1063/1.107325.

112. Jakob, P. Influence of silicon oxide on the morphology of HF-etched Si(111) surfaces: Thermal versus chemical oxide [Text] / P. Jakob, P. Dumas, Y. J. Chabal // Applied Physics Letters. — 1991. — Dec. — Vol. 59, no. 23. — P. 2968—2970. — DOI: 10.1063/1.105814.

113. Equilibrium crystal shape of GaAs and InAs considering surface vibration and new (111)B reconstruction: ab-initio thermodynamics [Text] /1. W. Yeu [et al.] // Scientific Reports. — 2019. — Dec. — Vol. 9, no. 1. — P. 1127. — DOI: 10.1038/ s41598-018-37910-y.

114. Controlled Formation and Dynamic Wulff Simulation of Equilibrium Crystal Shapes of GaAs Pyramidal Structures on Nanopatterned Substrates [Text] / P.-S. Wong [et al.] // Crystal growth & design. — 2010. — Vol. 10, no. 6. — P. 2509—2514. — DOI: 10.1021/cg900785f.

115. Selective-area growth of vertically aligned GaAs and GaAs/AlGaAs core-shell nanowires on Si(111) substrate [Text] / K. Tomioka [et al.] // Nanotechnology. — 2009. — Apr. — Vol. 20, no. 14. — P. 145302. — DOI: 10.1088/0957-4484/20/ 14/145302.

116. Inducing a direct-to-pseudodirect bandgap transition in wurtzite GaAs nanowires with uniaxial stress [Text] / G. Signorello [et al.] // Nature Communications. — 2014. — May. — Vol. 5, no. 1. — P. 3655. — DOI: 10.1038/ncomms4655.

117. Observing visible-range photoluminescence in GaAs nanowires modified by laser irradiation [Text] / P. A. Alekseev [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2017. — Feb. — Vol. 121, no. 7. — P. 074302. — DOI: 10.1063/1.4976681.

118. Structural and optical properties of high quality zinc-blende/wurtzite GaAs hetero-nanowires [Text] / D. Spirkoska [et al.] // Phys. Rev. B. — 2009. — Vol. 80, issue 24. — P. 245325. — DOI: 10.1103/PhysRevB.80.245325.

119. Quenching of the E2 phonon line in the Raman spectra of wurtzite GaAs nanowires caused by the dielectric polarization contrast [Text] / M. Ramsteiner [et al.] // Applied Physics Letters. — 2013. — Vol. 103, no. 4. — P. 043121. — DOI: 10.1063/1.4817078.

120. Photoluminescence spectra of doped GaAs films [Text] / Y. Fu [et al.] // Applied Physics A. — 2004. — Aug. — Vol. 79, no. 3. — P. 619—623. — DOI: 10.1007/ s00339-004-2560-y.

121. Nature of the fundamental band gap in GaNxP1-x alloys [Text] / W. Shan [et al.] // Applied Physics Letters. — 2000. — Vol. 76, no. 22. — P. 3251—3253. — DOI: 10.1063/1.126597.

122. Temperature behavior of the GaNP band gap energy [Text] / G. Y. Rudko [et al.] // Solid-State Electronics. — 2003. — Vol. 47, no. 3. — P. 493—496. — DOI: 10. 1016/S0038-1101(02)00401-X.

123. Polak, M. P. Electronic band structure of nitrogen diluted Ga(PAsN): Formation of the intermediate band, direct and indirect optical transitions, and localization of states [Text] / M. P. Polak, R. Kudrawiec, O. Rubel // Journal of Applied Physics. — 2019. — Vol. 126, no. 17. — P. 175701. — DOI: 10.1063/1.5097977.

124. Bellaiche, L. Composition dependence of interband transition intensities in GaPN, GaAsN, and GaPAs alloys [Text] / L. Bellaiche, S.-H. Wei, A. Zunger // Physical Review B. — 1997. — Vol. 56, no. 16. — P. 10233. — DOI: 10.1103/ PhysRevB.56.10233.

125. Optical study of the band structure of wurtzite GaP nanowires [Text] / S. Assali [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2016. — July. — Vol. 120, no. 4. — P. 044304. — DOI: 10.1063/1.4959147.

126. Growth of defect-free GaP nanowires [Text] / E. Husanu [et al.] // Nanotechnol-ogy. — 2014. — May. — Vol. 25, no. 20. — P. 205601. — DOI: 10.1088/09574484/25/20/205601.

127. Comparison of Conventional Surface Cleaning Methods for Si Molecular Beam Epitaxy [Text] / H. Okumura [et al.] // Journal of The Electrochemical Society. — 1997. — Nov. — Vol. 144, no. 11. — P. 3765. — DOI: 10.1149/1.1838088.

128. Nitric acid oxidation of Si method at 120 °C: HNO3 concentration dependence [Text] / K. Imamura [et al.] // Journal of Applied Physics. — 2010. — Mar. — Vol. 107, no. 5. — P. 054503. — DOI: 10.1063/1.3296395.

129. Wetting of Ga on SiO x and Its Impact on GaAs Nanowire Growth [Text] / F. Matteini [et al.] // Crystal Growth & Design. — 2015. — July. — Vol. 15, no. 7. — P. 3105—3109. — DOI: 10.1021/acs.cgd.5b00374.

130. Gold-free growth of GaAs nanowires on silicon: arrays and polytypism [Text] / S. Plissard [et al.] // Nanotechnology. — 2010. — Sept. — Vol. 21, no. 38. — P. 385602. — DOI: 10.1088/0957-4484/21/38/385602.

131. Glas, F. Vapor fluxes on the apical droplet during nanowire growth by molecular beam epitaxy [Text] / F. Glas // physica status solidi (b). — 2010. — Vol. 247, no. 2. — P. 254—258. — DOI: 10.1002/pssb.200945456.

132. Tersoff, J. Stable self-catalyzed growth of III-V nanowires [Text] / J. Tersoff // Nano letters. — 2015. — Vol. 15, no. 10. — P. 6609—6613. — DOI: 10.1021/acs. nanolett.5b02386.

133. Dubrovskii, V. Regimes of radial growth for Ga-catalyzed GaAs nanowires [Text] / V. Dubrovskii, Y. Berdnikov, N. Sibirev // Applied Physics A. — 2016. — Vol. 122, no. 7. — P. 1—7. — DOI: 10.1007/s00339-016-0179-4.

134. Comparison of GaAs nanowire growth seeded by Ag and Au colloidal nanopar-ticles on silicon [Text] / Y. Berdnikov [et al.] // Nanotechnology. — 2020. — Vol. 31, no. 37. — P. 374005. — DOI: 10.1088/1361-6528/ab96e1.

Список рисунков

1.1 Связь ширины запрещённой зоны некоторых полупроводников и параметра кристаллической решётки при 300 К.............12

1.2 Схема образования и аннигиляции антифазных доменов на вицинальной поверхности (001) с моно- и двухатомными ступенями . . 13

1.3 Изображение ННК CdS на серебряной подложке, образующие резонатор лазера на основе поверхностных плазмон-поляритонов при оптическом возбуждении [18] .......................15

1.4 Схема синтеза ННК по механизму ПЖК [21]...............17

1.5 Схема самоиндуцированного механизма роста GaN ННК [33] .....19

1.6 Схема метода капельной эпитаксии: нанесение материала III

группы (а), кристаллизации капель в потоке ZB-GaN V группы (б) [34] 19

1.7 Пример формирования частиц различной плотности при высоких (а) и низких (б) температурах подложки AlGaAs(001) во время

осаждения металла [34] ........................... 20

1.8 Схема процесса капельной эпитаксии (а). Схема и АСМ изображения островков и кольцеобразных наноструктур, полученных методом капельной эпитаксии (б) [34] ........................ 20

1.9 Кристаллическая структура ZB (3C) (а) и WZ (2H) (б)..........21

1.10 Схематическое изображение направлений роста <111>B и эпитаксиальных ориентаций ННК относительно поверхности подложек Si различной кристаллографической ориентации.......23

1.11 Схема зарождения вдали от тройной линии (а) и на тройной

линии (б) [42] ................................ 25

2.1 Установка МПЭ Veeco GEN III.......................26

2.2 Схема ростовой камеры установки МПЭ Veeco GEN III, вид сверху . . 28

2.3 Фазовая диаграмма Ga на Si(111) [35]...................32

3.1 АСМ изображения поверхности Si подложки с каплями Ga (эквивалентной толщины 1,35 монослоя) до нитридации (а) и после нитридации (б) ................................ 42

3.2 РЭМ изображения эпитаксиальных нанотриподов и ННК GaN.....43

3.3 РЭМ изображение эпитаксиальных нанотриподов GaN, вид сверху . . 43

3.4 ВРЭМ изображение гетероинтерфейса вертикального ННК GaN с подложкой Si(111) (а), ПЭМ изображение ветви трипода GaN на подложке Si(111) (б).............................44

3.5 Микроснимок ПЭМ трипода GaN с двумя ветвями (а). Вид крупным планом ВРЭМ (б) с соответствующими изображениями БПФ от областей, отмеченных пунктирными квадратами (в - ж).........45

3.6 ПЭМ изображение наклонных ННК GaN с общим ядром (а). Вид крупным планом ВРЭМ (б) с соответствующими изображениями

БПФ от отмеченных квадратами областей (в - д).............47

3.7 Низкотемпературный спектр ФЛ массива эпитаксиальных триподов

GaN с высокой поверхностной плотностью................48

3.8 РЭМ изображения затравочных островков GaN, выращенных методом капельной эпитаксии с различной эквивалентной толщиной капель Ga...................................49

3.9 РЭМ изображения морфологии наноструктур GaN, синтезированных

на затравочных островках различной эквивалентной толщины.....50

3.10 Зависимости эквивалентной толщины (а) синтезированного материала и поверхностной плотности (б) массива наноструктур GaN

от эквивалентной толщины затравочных островков ........... 51

3.11 РЭМ изображения наноструктур GaN, выращенных при различных ЭД^а....................................51

3.12 Зависимости поверхностной плотности (а) и эквивалентной толщины осаждённого материала (б) наноструктур GaN от ЭДП Ga........52

3.13 Зависимости линейных размеров наноструктур GaN от ЭДП Ga .... 52

3.14 РЭМ изображения (вид сверху и сбоку) морфологии наноструктур

GaN, синтезированных при различных температурах подложки .... 53

3.15 Зависимости поверхностной плотности (а) и эквивалентной

толщины (б) наноструктур GaN от температуры роста..........53

3.16 Зависимости линейных размеров наноструктур GaN от температуры роста ..................................... 54

3.17 РЭМ изображения синтезированных массивов GaN ННК........56

3.18 Столбчатая диаграмма средней (по времени роста) осевой скорости роста, средних (по длине ННК) диаметров и поверхностной плотности массивов ННК GaN в зависимости от метода обработки подложки ................................... 57

3.19 Картины ДБЭ 51(111)7x7, полученные до роста ННК GaN (а) и в

конце роста ННК на различных подготовленных поверхностях (б - и) . 58

3.20 Низкотемпературные спектры ФЛ синтезированных массивов ННК GaN 60

3.21 Низкотемпературные спектры ФЛ образца 3 (АШ), полученные до (красная кривая) и после (чёрная кривая) удаления ННК ........61

4.1 РЭМ изображения наноструктур GaAs, синтезированных при различных потоках As............................67

4.2 Зависимости поверхностной плотности массива (а) и линейных размеров наночастиц (б) от соотношения потоков As/Ga.........68

4.3 Зависимость толщины сплошного слоя от соотношения потоков As/Ga 68

4.4 РЭМ изображения наноструктур GaAs на 51, синтезированных при различных температурах .......................... 69

4.5 Зависимости поверхностной плотности массива (а) и линейных размеров наночастиц (б) от температуры роста .............. 69

4.6 Зависимость толщины сплошного слоя от температуры роста ...... 70

4.7 РЭМ изображения эпитаксиальных наночастиц GaAs на поверхности

51, выращенных в течение 10 (а) и 30 мин (б)...............71

4.8 АСМ изображения и профили высот эпитаксиальных наночастиц

GaAs на поверхности 51, выращенных в течение 10 (а) и 30 мин (б) . . 72

4.9 АСМ изображение наночастицы GaAs (а), её трехмерное изображение (б) и график функции распределения наклона в

полярных координатах 5(6(г), ф) (в)....................73

4.10 Карта пространственной зависимости интегральной интенсивности ZB-TO моды, снятая при комнатной температуре от образца, выращенного при 550 °С и потоке As в 4 ед. (а). Оптическое изображение исследуемой области (б). Спектры КР, снятые в отмеченных точках (в) ............................ 75

4.11 Спектры ФЛ от наночастицы 8 (с фононной WZ модой Е2), наночастицы 7, сплошного слоя и подложки GaAs(001) п+ для сравнения, снятые при комнатной температуре .............. 76

5.1 РЭМ изображения массивов ННК GaP (вид сверху), выращенных на поверхностном 5ЮХ, подготовленном в азеотропном растворе HNO3:H2O и в кипящем растворе Н202^Н20Н:Н20. Массивы были отожжены в ростовой камере при указанных температурах........81

5.2 РЭМ изображения ННК GaP образца, выращенного при одновременном открытии источников Ga и Р (а), и образца, выращенного с предварительным нанесением Ga эквивалентной толщиной 1 нм (б) .............................. 82

5.3 График изменения длин (а) и диаметров вершин (б) ННК GaP в процессе роста ................................ 83

5.4 График изменения поверхностной плотности (б) и эквивалентной толщины (в) массива ННК GaP в процессе роста.............83

5.5 Зависимость длин и диаметров ННК GaP от отношения молекулярных потоков Р^а (поток Ga поддерживается постоянным) . 85

5.6 Зависимость поверхностной плотности (б) и эквивалентной толщины (в) ННК GaP от отношения молекулярных потоков Р^а

(поток Ga поддерживается постоянным)..................86

5.7 Диаграммы поверхностной плотности и эквивалентной толщины массивов ННК GaP, выращенных при различных параметрах синтеза . 87

5.8 Диаграммы средних по времени осевых скоростей роста и диаметров ННК GaP образцов, выращенных при различных параметрах синтеза . 88

5.9 РЭМ изображения ННК GaP, выращенных при высоком отношении Р^а = 5 (время роста 7000 с) (а); РЭМ изображения ННК GaP, выращенных при низком отношении Р^а = 2 (время роста 7000 с) (б); затравочный массив (время роста 2000 с) (в); двухстадийный массив с повышением потока Ga во время второй стадии (время роста первой стадии 2000 с, время роста второй

стадии 5000 с) (г); .............................. 89

5.10 Диаграммы поверхностной плотности и эквивалентной толщины массивов образцов У1-УШ, показывающие влияние изменения размера капли катализатора в процессе роста на поверхностную плотность и эквивалентную толщина массива) .............. 90

5.11 Диаграммы средних по времени осевых скоростей роста и диаметров ННК GaP образцов У1-УШ, показывающие влияние изменения

размера капли катализатора в процессе роста на формирование массива 91

5.12 РЭМ изображение двухстадийного образца УШ (угол наклона 30°) . . 92

5.13 Темнопольные ПЭМ изображения ННК GaP с WZ дифракционным контрастом (а, б). Картины микродифракции из областей, отмеченных пунктиром (в-е). Светлопольные ПЭМ изображения ННК GaP образца VIII (ж) .........................93

Список таблиц

1 Широко используемые в гетероструктурах химические элементы

II - VI групп периодической таблицы................... 11