Гетероэпитаксия
a) соразмерный рост при совпадении параметров решёток;
b) интенсивный псевдоморфный рост;
c) рост по дислокации
Гетероэпитаксия (англ. heteroepitaxy; от др.-греч. ἕτερος — «иной», «различный» и «эпитаксия») — вид эпитаксии, когда растущий слой отличается по химическому составу от вещества подложки[1]. Процесс возможен только для химически не взаимодействующих веществ: например, так изготавливают интегральные преобразователи со структурой кремний на сапфире.
Описание
Так как подложка и плёнка состоят из разных материалов, идеальный соразмерный рост, происходящий при полном совпадении параметров кристаллической решетки, маловероятен. Чаще всего кристаллическая структура плёнки и подложки отличаются друг от друга. Это различие структур характеризуется таким количественным параметром, как несоответствие решёток, определяемое как относительная разность их постоянных[1]:
[math]\displaystyle{ \varepsilon=\frac{b-a}{a} }[/math]
Небольшие несоответствия решёток могут быть адаптированы за счет упругих напряжений, то есть за счет деформации решётки таким образом, что напряжённая решётка сохраняет периодичность подложки в плоскости границы раздела, но в перпендикулярном направлении приобретает иную периодичность, сохраняя при этом объем элементарной ячейки. Этот тип роста называется псевдоморфным[1].
При больших несоответствиях решеток напряжение достигает такой величины, что его релаксация возможна лишь через возникновение дислокаций несоответствия, возникающих на границе раздела. Легко показать, что расстояние между дислокациями равно[1]
[math]\displaystyle{ d=\frac{ab}{|b-a|} }[/math]
Технология гетероэпитаксии используется для выращивания гетероструктур, например, таких, как нитрид галлия на сапфире, алюминий-галлий-фосфид индия (AlGaInP) на арсениде галлия (GaAs)[1].
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Саранин А. А. Гетероэпитаксия. Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов (эл. издание). Роснано. Дата обращения: 30 мая 2013. Архивировано 30 мая 2013 года.
Литература
- Оура К., Лифшиц В. Г., Саранин А. А. и др. Введение в физику поверхности / Под ред. В. И. Сергиенко. — М.: Наука, 2006. — 490 с.
- Словарь нанотехнологических и связанных с нанотехнологиями терминов / под ред. С. В. Калюжного. — М.: Физматлит, 2010. — 528 с. — ISBN 978-5-9221-1266-6.
Ссылки