Изучение кинетики сближения ступеней поверхности Si(100)
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , 13.1902.21.0024, 075-15-2020-797
Есин М.Ю.
1, Дерябин А.С.
1, Колесников А.В.
1, Никифоров А.И.
11Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Email: yesinm@isp.nsc.ru, das@isp.nsc.ru, kolesn@isp.nsc.ru, nikif@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 11 сентября 2022 г.
В окончательной редакции: 26 октября 2022 г.
Принята к печати: 18 ноября 2022 г.
Выставление онлайн: 27 декабря 2022 г.
Проведены исследования кинетики сближения SA- и SB-ступеней на подложках Si(100) с отклонением 0.5 и 0.1o. Для установления характера кинетики роста применялся анализ временных зависимостей интенсивности дифракции быстрых электронов. Показано, что в потоке Si со скоростью роста 0.37 ML/s скорость сближения ступеней имеет убывающую зависимость с увеличением температуры. Определено, что cкорость формирования однодоменной поверхности увеличивается с увлечением ширины террас на поверхности, что, возможно, связано с частичным участием роста за счет формирования двумерных островков. Выше температуры 650oC доминирующий режим роста за счет движения ступеней и скорость формирования однодоменной поверхности уменьшается с увеличением ширины террас. Таким образом, сближение однослойных ступеней определяется как условиями роста молекулярно-лучевой эпитаксии, так и ориентацией подложки Si(100). Сближение SA- и SB-ступеней поверхности Si(100) объясняется замедленным движением SA-ступеней, что связано со сложными механизмами проницаемости и формирования изломов ступеней. Предполагается, что причиной замедленного сближения ступеней при повышении температуры является увеличение плотности изломов на SA-ступени, что снижает коэффициент проницаемости SA-ступени. Ключевые слова: молекулярно-лучевая эпитаксия, дифракция быстрых электронов, поверхность, террасы, изломы.
- O.L. Alerhand, A. Nihat Berker, J.D. Joannopoulos, D. Vanderbilt, R.J. Hamers, J.E. Demuth. Phys. Rev. Lett. 64, 20, 2406 (1990)
- B.S. Swartzentruber, N. Kitamura, M.G. Lagally, M.B. Webb. Phys. Rev. B 47, 20, 13432 (1993)
- N. Aizaki, T. Tatsumi. Surf. Sci. 174, 1-3, 658 (1986)
- P.E. Wierenga, J.A. Kubby, J.E. Griffith. Phys. Rev. Lett. 59, 19, 2169 (1987)
- A.J. Hoeven, J.M. Lenssinck, D. Dijkkamp, E.J. van Loenen, J. Dieleman. Phys. Rev. Lett. 63, 17, 1830 (1989)
- K. Sakamoto, T. Sakamoto, K. Miki, S. Nagao. J. Electrochem. Soc. 136, 9, 2705 (1989)
- K. Sakamoto, K. Miki, T. Sakamoto. Thin Solid Films 183, 1-2, 229 (1989)
- M. Calamiotou, N. Chrysanthakopoulos, Ch. Lioutas, K. Tsagaraki, A. Georgakilas. J. Crystal Growth 227-228, 98 (2001)
- Е.А. Емельянов, Д.Ф. Феклин, М.А. Путято, Б.Р. Семягин, А.К. Гутаковский, В.А. Селезнев, А.П. Василенко, Д.С. Абрамкин, О.П. Пчеляков, В.В. Преображенский, N. Zhicuan, N. Haiqiao. Автометрия 50, 3, 13 (2014). / E.A. Emelyanov, D.F. Feklin, M.A. Putyato, B.R. Semyagin, A.K. Gutakovskii, V.A. Seleznev, A.P. Vasilenko, D.S. Abramkin, O.P. Pchelyakov, V.V. Preobrazhenskii, N. Zhicuan, N. Haiqiao. Avtometriya 50, 3, 224 (2014)
- И.Д. Лошкарев, М.О. Петрушков, Д.С. Абрамкин, Е.А. Емельянов, М.А. Путято, А.В. Васев, М.Ю. Есин, О.С. Комков, Д.Д. Фирсов, В.В. Преображенский. ФТП 54, 12, 1289 (2020). / M.O. Petrushkov, D.S. Abramkin, E.A. Emelyanov, M.A. Putyato, A.V. Vasev, D.I. Loshkarev, M.Yu. Yesin, O.S. Komkov, D.D. Firsov, V.V. Preobrazhenskii. Semiconductors 54, 12, 1548 (2020)
- D.J. Chadi. Phys. Rev. Lett. 59, 15, 1691 (1987)
- Y.-W. Mo, M.G. Lagally. Surf. Sci. 248, 3, 313 (1991)
- B.S. Swartzentruber, Y.-W. Mo, R. Kariotis, M.G. Lagally, M.B. Webb. Phys. Rev. Lett. 65, 15, 1913 (1990)
- J. Tersoff, E. Pehlke. Phys. Rev. Lett. 68, 6, 816 (1992)
- E. Pehlke, J. Tersoff. Phys. Rev. Lett. 67, 10, 1290 (1991)
- E. Pehlke, J. Tersoff. Phys. Rev. Lett. 67, 4, 465 (1991)
- T.W. Poon, S. Yip, P.S. Ho, F.F. Abraham. Phys. Rev. Lett. 65, 17, 2161 (1990)
- W. Hong, Zh. Zhang, Zh. Suo. Phys. Rev. B 74, 23, 235318 (2006)
- G. Ehrlich, F.G. Hudda. J. Chem. Phys. 44, 3, 1039 (1966)
- R.L. Schwoebel, E.J. Shipsey. J. Appl. Phys. 37, 10, 3682 (1966)
- Ю.Ю. Эрвье. Изв. вузов. Физика 63, 6, 3 (2020). Yu.Yu. Hervieu. Russ. Phys. J. 63, 6, 901 (2020)
- S.N. Filimonov, Yu.Yu. Hervieu. Surf. Sci. 553, 1-3, 133 (2004)
- R. Zhao, J.W. Evans, T.J. Oliveira. Phys. Rev. B 93, 16, 165411 (2016)
- R. Zhao, D.M. Ackerman, J.W. Evans. Phys. Rev. B 91, 23, 235441 (2015)
- W.K. Burton, N. Cabrera, F.C. Frank. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 243, 866, 299 (1951)
- Zh. Zhang, Y.-T. Lu, H. Metiu. Surf. Sci. Lett. 259, 1-2, L719 (1991)
- M.Yu. Yesin, A.I. Nikiforov, A.S. Deryabin, V.A. Timofeev. IEEE Xplore XXI Int. Conf. of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), 36 (2020). DOI: 10.1109/EDM49804.2020.9153524
- C.S. Lent, P.I. Cohen. Surf. Sci. 139, 1, 121 (1984)
- P.R. Pukite, C.S. Lent, P.I. Cohen. Surf. Sci. 161, 1, 39 (1985)
- P.I. Cohen, G.S. Petrich, P.R. Pukite, G.J. Whaley, A.S. Arrott. Surf. Sci. 216, 1-2, 222 (1989)
- P.R. Pukite. Thesis 188 in partial fulfillment of the PhD requirements. Faculty of the Graduate School, University of Minnesota (1988)
- M.C. Tringides, M.G. Lagally. Surf. Sci. 195, 3, L159 (1988)
- A.V. Vasev, M.A. Putyato, V.V. Preobrazhenskii. Surf. Sci. 677, 306 (2018)
- L. Simon, P. Louis, C. Pirri, D. Aubel, J.L. Bischoff, L. Kubler, D. Bolmont. J. Cryst. Growth 256, 1-2, 1 (2003)
- V. Le Thanh, V. Yam, N. Meneceur, P. Boucaud, D. Debarre, D. Bouchier. Mater. Phys. Mech. 4, 2, 94 (2001)
- A.I. Nikiforov, V.A. Timofeev, S.A. Teys, A.K. Gutakovsky, O.P. Pchelyakov. Thin Solid Films 520, 8, 3319 (2012)
- J.H. Neave, P.J. Dobson, B.A. Joyce, J. Zhang. Appl. Phys. Lett. 47, 2, 100 (1985)
- P.J. Dobson, B.A. Joyce, J.H. Neave, J. Zhang. J. Cryst. Growth. 81, 1-4, 1 (1987)
- А.А. Чернов, Е.И. Гиваргизов, Х.С. Багдасаров, В.А. Кузнецов, Л.Н. Демьянец, А.Н. Лобачев. Современная кристаллография. Наука, М. (1980). Т. 3. 401 с
- S. Stoyanov. Europhys. Lett. 11, 4, 361 (1990)
- I.V. Markov. Crystal Growth for Beginners: Fundamentals of Nucleation, Crystal Growth and Epitaxy. 2nd ed. World Scientific, Singapore (2003)
- Yu.Yu. Hervieu, I. Markov. Surf. Sci. 628, 76 (2014)
- N. Kitamura, B.S. Swartzentruber, M.G. Lagally, M.B. Webb. Phys. Rev. B 48, 8, 5704(R) (1993)
- B.S. Swartzentruber, M. Schacht. Surf. Sci. 322, 1-3, 83 (1995)
- М.Ю. Есин, С.А. Тийс, А.И. Никифоров. Поверхность. Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед. 2, 58 (2022). [M.Yu. Yesin, S.A. Teys, A.I. Nikiforov. J. Surf. Invest.: X-Ray Synchrotron Neutron Tech. 16, 1, 140 (2022)].
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.