Введение
1. Гетеросистема кремний-германий: свойства и методы получения 16
1.1 Гетероструктуры SiGe 16
1.1.1 Кремний-германиевая электроника и фотоника 16
1.1.2 Упругонапряженные слои 21
1.1.3 Квантовые точки 26
1.2 Методы получения тонких пленок и наноструктур 29
1.2.1 Молекулярно-лучевая эпитаксия 29
1.2.2 Газофазная эпитаксия 30
1.2.3 Зонная сублимационная перекристаллизация 32
1.3 Зонная сублимационная и термическая кристаллизация 34
1.3.1 Развитие исследований сублимационной кристаллизации 34
1.3.2 Ограничения классической сублимационной кристаллизации 35
1.3.3 Термическая кристаллизация из дискретного жидкофазного источника через вакуумную зону 39
1.4 Выводы по главе 1 43
2. Моделирование массопереноса при термической кристаллизации из жидкофазного дискретного источника через вакуумную зону
2.1 Постановка задачи 45
2.2 Параметры и допущения модели
2.2.1 Состав паров в ростовой зоне 47
2.2.2 Геометрические параметры дискретного источника 49
2.2.3 Факторы, определяющие массоперенос 51
2.3 Модель массопереноса из дискретного источника 53
2.3.1 Единичный локальный испаритель 53
2.3.2 Одномерная цепочка локальных испарителей 56
2.3.3 Двумерная гексагональная система локальных испарителей
2.4 Выводы по главе 2 63
3 Ростовое оборудование и методики исследования
3.1 Ростовой узел 65
3.1.1 Испаритель 65
3.1.2 Методика изготовления и заполнения испарителя 69
3.1.3 Подложки 70
3.1.4 Нагревательное устройство 72
3.2 Вакуумная система 76
3.2.1 Вакуумные условия в ростовой микроячейке 76
3.2.2 Вакуумная установка 78
3.3 Контроль и управление температурой процесса 81
3.3.1 Измерение температурных параметров 81
3.3.2 Температурно-временные режимы 83
3.4 Методики исследования выращенных слоев и наноструктур. 86
3.4.1 Атомно-силовая и электронная микроскопия 87
3.4.2 Дифракционные и фотолюминесцентные методы 91
3.5 Выводы по главе 3 92
4. Экспериментальные исследования зонной 93 термической кристаллизации Ge/Si(001) из дискретного источника
4.1 Выбор критерия, характеризующего однородность слоя 93
4.2 Геометрия дискретного источника 94
4.2.1 Расстояние между локальными испарителями 95
4.2.2 Радиус локальных испарителей 99
4.2.3 Толщина ростовой зоны 100
4.2.4 Влияние реиспарения с подложки и других факторов, на массоперенос из дискретного источника 102
4.2.5 Оптимизация геометрических параметров дискретного источника 106
4.3 Тонкие слои Ge/Si(001) 109
4.3.1 Получение тонкопленочных образцов 109
4.3.2 Морфология поверхности 111
4.3.3 Дефектность слоев 113
4.3.4 Релаксация напряжений на гетерогранице 116
4.4 Квантовые точки Ge/Si(001) 118
4.4.1 Получение массива квантовых точек 118
4.4.2 Размеры и поверхностная плотность квантовых точек... 119
4.4.3 Фотолюминесцентные свойства 121
4.5 Фотопреобразователи Ge/Si(001) с промежуточной подзоной 123
4.5.1 Изготовление прототипов фотопреобразователей 123
4.5.2 Функциональные характеристики 124
4.6 Выводы по главе 4 126
Заключение 137
Список литературы
