Рентгенодифракционное исследование эпитаксиальных пленок (Ge₂)_{1 - x - y}(ZnSe)_x(GaAs_{1 - δ}Bi_δ)_y, выращенных на кремниевых подложках

Аннотация

Представлены результаты рентгеноструктурного исследования эпитаксиальных пленок (Ge₂)_{1 - x - y}(ZnSe)_x(GaAs_{1 - δ}Bi_δ)_y, выращенных методом жидкостной эпитаксии на кремниевых подложках с кристаллографической ориентацией (111). Выращенные эпитаксиальные пленки представляют собой твердые растворы (Ge₂)_{1 - y}(ZnSe)_x(GaAs_{1 - δ}Bi_δ)_y с постепенно изменяющимся молярным составом (0 ≤ x ≤ 0,72 и 0 ≤ y ≤ 0,46), в которых осуществляется взаимное замещение компонентов. Происходит формирование слоя, обогащенного широкозонными соединениями ZnSe и GaAs_{1 - δ}Bi_δ, в переходной области между подложкой и поверхностными слоями пленки. Установлено, что полученная эпитаксиальная пленка представляет собой монокристалл с кристаллографической ориентацией (111), состоящий из элементарных ячеек алмазоподобной структуры с параметром решетки a_exp = 0,5658 нм. Результаты анализа показали, что нанокристаллиты соединений GaAs_{1 - δ}Bi_δ, самопроизвольно сформировавшиеся в поверхностных областях эпитаксиальных слоев, имеют кубическую элементарную ячейку с параметром решетки 5,9978 нм и принадлежат фазовой группе P4₃m. Установлено следующее: размеры нанокристаллитов (33,9; 34,5; 34,9 нм) и их среднее значение (∼ 34 нм) свидетельствуют о том, что нанокристаллиты имеют округлую геометрическую форму и формируются преимущественно одинаковых размеров

Работа выполнена при поддержке Министерства инновационного развития Республики Узбекистан (грант FZ-292154210)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Зайнабидинов С.З., Бобоев А.Й., Юнусалиев Н.Ю. и др. Рентгенодифракционное исследование эпитаксиальных пленок(Ge₂)_{1 - x - y}(ZnSe)_x(GaAs_{1 - δ}Bi_δ)_y, выращенных на кремниевых подложках. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2025, № 6 (123), с. 60--75. EDN: XUGAZS

Литература

[1] Белоус А.И., Ефименко С.А., Турцевич А.С. Полупроводниковая силовая электроника. М., Техносфера, 2013.

[2] Hossain N., Mobarak M.H., Mimona M.A., et al. Advances and significances of nanoparticles in semiconductor applications --- a review. Results Eng., 2023, vol. 19, art. 101347. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101347

[3] Basu R. A review on single crystal and thin film Si--Ge alloy: growth and applications. Adv. Mаtеr., 2022, vol. 3, iss. 11, pp. 4489--4513. DOI: https://doi.org/10.1039/D2MA00104G

[4] Демидов A.А., Рыбалка С.Б. Современные и перспективные полупроводниковые материалы для микроэлектроники следующего десятилетия (2020--2030 гг.) Прикладная математика и физика, 2021, т. 53, № 1, с. 53--72. DOI: https://doi.org/10.52575/2687-0959-2021-53-1-53-72

[5] Зайнабидинов С.З., Саидов А., Каланов М. и др. Синтез, структура и электрофизические свойства гетероструктур n-GaAs--p-(GaAs)_{1 - x - y}(Ge₂)_x(ZnSe)_y (обзор). Гелиотехника, 2019, т. 55, с. 291--308.

[6] Фомин Д.В., Новгородцев Н.С., Струков Д.О. и др. Формирование тонких пленок Mg₂Si на Si (111) и исследование их методом ЭОС и СХПЭЭ. Вестник АмГУ, 2021, т. 93, с. 30--34. DOI: https://doi.org/10.22250/jasu.93.6

[7] Гапоненко С. Полупроводниковые нанокристаллы. Наука и инновации, 2020, № 8, c. 9--13. EDN: OKPGRW

[8] Гулякович Г.Н., Северцев В.Н., Шурчков И.О. Перспективы и проблемы полупроводниковой наноэлектроники. Инженерный вестник Дона, 2012, т. 20, № 2, c. 315--319. EDN: PCRQIB

[9] Саидов А.С., Раззаков А.Ш., Исмаилов Ш.К. и др. Жидкофазная эпитаксия твердых растворов (Ge₂)_{1 - x}(InP)_x и (GaAs)_{1 - x - y}(Ge₂)(ZnSe)_y. Техника. Технологии. Инженерия, 2017, № 2-1, с. 28--30. EDN: YNEWVF

[10] Зайнабидинов С.З., Утамурадова Ш.Б., Бобоев А.Ю. Структурные особенности твердого раствора (ZnSe)_{1 - x - y}(Ge₂)_x(GaAs_{1 - δ}Bi_δ)y с различными нановключениями. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2022, № 12, с. 48--52. DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096022120342

[11] Зайнабидинов С.З., Саидов А.С., Лейдерман А.Ю. и др. Получение, структура и свойства эпитаксиальных пленок (GaAs)_{1 - x - y}(Ge₂)_x(ZnSe)_y на основе GaAs. Физика и техника полупроводников, 2016, т. 50, № 1, с. 60--66. EDN: VPSAMN

[12] Зайнабидинов С.З., Юлдашев Ш.У., Бобоев А.Й. и др. Рентгеноструктурные и электронно-микроскопические исследования металлооксидных пленок ZnO(S), полученных методом ультразвукового спрей-пиролиза. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2024, т. 112, № 1 (112), с. 78--92. EDN: GFUKHQ

[13] Плотников В.А., Макаров С.В., Еремеенкова О.О. и др. Распределение кластеров, сформированных sp²- и sp³-связями, в углеродной алмазоподобной тонкой пленке. ЖТФ, 2021, т. 91, № 4, c. 615--619. DOI: https://doi.org/10.21883/JTF.2021.04.50624.157-20

[14] Червоный И.Ф., Бубинец А.В. Влияние кислорода и углерода на образование окислительных дефектов упаковки в монокристаллическом кремнии. ScienceRise, 2015, т. 11, № 2, с. 6--10. EDN: VFEXHT

[15] Zainabidinov S.Z., Boboev A.Y., Yunusaliyev N.Y. Effect of γ-irradiation on structure and electrophysical properties of S-doped ZnO films. East Eur. J. Phys., 2024, no. 2, pp. 321--326. DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-37

[16] Шулпина И.Л., Кютт Р.Н., Ратников В.В. и др. Методы рентгеновской дифракционной диагностики сильнолегированных монокристаллов полупроводников. ЖТФ, 2010, т. 80, № 4, c. 105--114. EDN: RCTRSV

[17] Сетюков О.А., Самойлов А.И. Влияние юстировки рентгеновского дифрактометра на зависимость периода решетки от экстраполяционной функции Нельсона --- Райли. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 2011, т. 77, № 8, c. 34--36. EDN: ODVXWV

[18] Ташметов М.Ю., Каланов М., Махкамов Ш. и др. Медь-кислородные нано-кристаллиты в монокристаллах кремния, легированных медью. Узбекский физический журнал, 2018, т. 20, № 2, с. 90--97. DOI: https://doi.org/10.52304/.v20i2.33

[19] Терехов В.А., Тетельбаум Д.И., Занин И.Е. и др. Дифракционные исследования формирования нанокристаллов кремния в структурах SiO_x/Si с ионной имплантацией углерода. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники, 2012, № 4, с. 54--59. EDN: REJPHH

[20] Скворцов А.М., Трифонова Т.А., Хуинь Конг Ту. Микроструктурирование монокристаллов кремния волоконным лазером в режиме высокоскоростного сканирования. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2015, т. 15, № 6, с. 1062--1071. DOI: https://doi.org/10.17586/2226-1494-2015-15-6-1062-1071

[21] Utamuradova Sh.B., Daliyev Sh.Kh., Khamdamov J.J., et al. Research of the impact of silicon doping with holmium on its structure and properties using Raman scattering spectroscopy methods. East Eur. J. Phys., 2024, vol. 2, art. 274. DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-2-28