Введение
Глава 1. Синтез и применение наногетероструктур на основе материалов Ge-Si-Sn (обзор литературы) 16
1.1. Ge/Si гетероструктуры с квантовыми точками Ge 16
1.2. Применение Ge/Si гетероструктур с квантовыми точками Ge в фотоприемных устройствах 20
1.3. Новый класс фотонных материалов Si-Ge-Sn и перспективы их применения в оптоэлектронике 22
1.3.1. Электроннные и оптические свойства пленок Ge1-ySny 28
1.3.2. Независимая регулировка постоянной решетки и ширины запрещенной зоны в пленках Ge1-x-ySixSny 29
1.3.3. Применение пленки растянутого Ge в гетероструктурах Ge/Ge1-ySny, Ge/Ge1-x-ySixSny 31
1.3.4. Интеграция соединений AIIIBV и AIIBVI c Si через буферный слой GeSiSn 32
1.3.5. Сплав SiSn в телекоммуникациях 33
1.3.6. Сплавы, обогащенные Ge, для квантовых фотонных применений 33
1.4. Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ), как метод получения тонких пленок 35
1.4.1. Кинетика поверхностных процессов при эпитаксиальном росте 36
1.4.2. Механизмы роста эпитаксиальных плёнок 38
1.5. Эпитаксия Ge на поверхности Si(100) 41
1.5.1. Структура поверхности Si(100) 41
1.5.2. Кинетические процессы, возникающие при осаждении Ge на Si 44
1.5.3. Поверхностная сегрегация и объемная диффузия 44
1.5.4. Релаксация напряжений до начала 3D роста 55
1.5.5. Образование трехмерных островков и фасетирование 56
1.5.6. Релаксация параметра решетки в процессе гетероэпитаксиального роста 58
1.5.7. Определение начала перехода от двумерного к трехмерному росту путем записи и обработки картины ДБЭ 61
1.5.8. Эффекты самоорганизации, размер и плотность островков в системах Ge/Si, Ge/GexSi1-x/Si, Ge1-xSnx/Si 64
Глава 2. Методика проведения экспериментов 73
2.1. Дифракция быстрых электронов (ДБЭ) 73
2.2. Экспериментальная установка молекулярно-лучевой эпитаксии «Катунь» 77
2.2.1. Электронно-лучевой испаритель 79
2.2.2. Дифрактометр быстрых электронов 81
2.2.3. Кварцевый измеритель толщины 81
2.3. Подготовка образцов 82
2.4. Сканирующая туннельная микроскопия структур 83
2.5. Просвечивающая электронная микроскопия 83
Глава 3. Влияние температуры и скорости роста на критическую толщину переходов 2D-3D и hut-dome, наблюдаемых при росте Ge на Si(100) 84
3.1. Введение 84
3.2. Установление зависимости критической толщины переходов 2D-3D и hut-dome от температуры и скорости роста 87
Глава 4. Начальные стадии роста гетерокомпозиций Ge/GeSi/Si, 98
4.1. Введение 98
4.2. Исследование роста Ge на поверхности слоя GexSi1-x 102
4.3. Начальные стадии роста пленок GexSi1-x на Si 117
Глава 5. Исследование морфологии и структуры пленок Ge1-xSnx и Ge1-x-ySixSny 128
5.1. Введение 128
5.2. Начальные стадии роста пленок Ge1-xSnx на кремнии 132
5.3. Начальные стадии роста пленок Ge1-x-ySixSny на кремнии 137
Заключение 144
Cписок цитированной литературы 147
Список работ автора по теме диссертации 169
