周海月
,
赵振
,
郭祥
,
魏文喆
,
王一
,
黄梦雅
,
罗子江
,
丁召
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.013
通过扫描隧道显微镜(STM)以及反射式高能电子衍射(RHEED)对在不同As4等效束流压强(As4BEP)下生长的In0.53 Ga0.47 As薄膜表面重构进行研究.研究发现在两种As4 BEP条件下,样品表面重构都以(4×3)/(n×3)为主,并存在c(6×4)、β2(2×4)以及α2(2×4)三种重构类型.和低As4 BEP条件相比,高As4 BEP条件下反射式高能电子衍射仪图像更加清晰,高分辨率的STM扫描图片也能够分辨出各种重构类型.对高分辨率的STM扫描图像进行进一步分析得到,随着As4 BEP的升高,β2(2×4)重构类型明显减少,这是由于高As4 BEP减少In偏析,从而抑制β2(2×4)重构的产生.
关键词:
STM
,
In0.53Ga0.47As薄膜
,
As4BEP
,
表面重构
郭祥
,
王一
,
魏文喆
,
黄梦雅
,
赵振
,
王继红
,
胡明哲
,
丁召
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.02.005
利用分子束外延技术,通过反射式高能电子衍射仪实时监控InGaAs薄膜生长状况,在InAs(001)基片上生长In0.86Ga0.14As,在GaAs(001)基片上生长In0.14 Ga0.86As(厚度均为20原子层)单晶薄膜.采用扫描隧道显微镜对原位退火后的InGaAs样品进行扫描,发现不同组分的InGaAs呈现不同的表面形貌.虽然生长的初始表面都是原子级平坦,但是由于晶格常数差异触发不同类型的表面应力,促使In0.14Ga0.86 As/GaAs薄膜中台阶边缘平滑扭曲,而在In0.86Ga0.14As/InAs薄膜表面台阶却呈锯齿状;同时,由于不同类型表面应力的作用,低In组分薄膜形成更多的二维(2D)岛.
关键词:
MBE
,
InGaAs
,
表面形貌
罗子江
,
周勋
,
贺业全
,
何浩
,
郭祥
,
张毕禅
,
邓朝勇
,
丁召
功能材料
利用分子束外延技术,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,固定Ga源温度、改变In源温度在GaAs（001）基片上外延生长了不同In组分（39%、29%、19%）的InGaAs薄膜。比较RHEED强度振荡以及RHEED衍射图像,发现随着In组分的增加In-GaAs的生长将很快进入三维粗糙表面生长模式,并指出In0.19Ga0.81As和In0.29Ga0.71As薄膜处于（2×3）表面重构相。In0.19Ga0.81As样品进行退火处理后完成STM扫描分析,证实样品为表面原子级平整的In-GaAs薄膜。
关键词:
MBE
,
RHEED
,
STM
,
InGaAs薄膜
罗子江
,
周勋
,
郭祥
,
王继红
,
魏文喆
,
王一
,
丁召
材料导报
采用分子束外延(MBE)方法,通过反射高能电子衍射(RH EED)强度振荡测算生长速率,利用RHEED衍射实时监控生长过程,在InAs(001)和InP(001)单晶衬底上生长高In组分的InGaAs薄膜,并通过扫描隧道显微镜(STM)对其表面形貌和表面重构进行了细致分析,STM图片证实采用该方法获得的高In组分InGaAs薄膜处于高质量的平整状态.研究发现InGaAs与衬底之间的拉伸应力是促使薄膜表面呈现了大量的锯齿状边缘的主要原因;高分辨的STM分析还发现,高In组分的InGaAs薄膜是多种重构混合的表面,InGaAs/InAs是以β(2×4)重构为主,而InGaAs/InP是以(4×3)重构为主,它们在RHEED衍射图像上都是模糊的(2×3)或(4×3)/(2×3)表面重构.
关键词:
InAs
,
InP
,
InGaAs
,
MBE/STM
,
表面形貌
罗子江
,
周勋
,
王继红
,
郭祥
,
王一
,
魏文喆
,
丁召
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.09.019
采用 STM 以及 RHEED 技术对于 GaAs (001)的表面形貌相变过程(有序平坦→无序平坦→粗糙)进行了深入研究。通过 GaAs (001)在不同 As BEP、不同温度的表面形貌相变过程的研究发现,As BEP和温度的变化是促使表面形貌相变发生的主要原因,高温引起原子重组致使表面重构的演变是 GaAs (001)薄膜发生表面形貌相变的主要内在机制。单一表面重构或某一重构占绝对优势的表面形貌处于有序平坦状态；多种重构的非等量混合表面是无序平坦状态的主要表面形式；当表面重构难以辨别时,表面形貌也将进入岛上高岛、坑中深坑的粗糙状态。研究还观察到,当As BEP和温度足够高时,GaAs(001)表面形貌相变将不会出现无序平坦状态,表面将直接从平坦转变为粗糙状态。
关键词:
STM
,
GaAs 薄膜
,
形貌相变
,
表面重构
,
As BEP
王继红
,
罗子江
,
周勋
,
郭祥
,
周清
,
刘珂
,
丁召
功能材料
采用带有RHEED的MBE技术,利用RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,通过RHEED强度振荡测算薄膜生长速率,在GaAs (001)基片上同质外延GaAs薄膜.利用STM对MBE生长的GaAs薄膜表面的熟化过程进行了深入研究.研究发现,随着退火时间的延长,刚完成生长的GaAs表面从具有大量岛和坑的粗糙表面逐渐熟化,在熟化过程中岛不断合并扩大并与平台结合,而坑却逐渐消失.指出当熟化过程完成后GaAs表面将进入原子级平坦状态,并详细解释了熟化过程GaAs表面各种形貌特征形成的内在原因.
关键词:
GaAs薄膜
,
MBE
,
RHEED
,
STM
,
熟化
罗子江
,
周勋
,
王继红
,
郭祥
,
丁召
材料导报
GaAs的高迁移率与其表面重构和表面形貌有密切关联,对于GaAs表面重构的研究一直是研究低维半导体的重点和难点.重点回顾了几十年来研究者们对于GaAs(001)表面重构的研究成果,结合所在实验室最近的实验数据,对GaAs(001)表面重构的相关研究成果进行了汇总和遴选,重点讲述了在实际应用中常用的几种表面重构;从富As表面的C(4×4)重构、不同(2×4)重构到逐渐富Ga的(n×6)重构、(4×2)重构,结合RHEED衍射花样、STM扫描图片以及球棍模型,对它们的倒、实空间图像以及理论模型都进行了深入的探讨和研究,为将来进行GaAs(001)表面的更深入研究打下基础并提供数据和理论支持.
关键词:
RHEED
,
STM
,
GaAs(001)
,
表面重构
尚林涛
,
周勋
,
罗子江
,
张毕禅
,
郭祥
,
丁召
材料导报
论述了利用分子束外延方法在InAs(001)基片上生长InAs时,样品表面由富As的(2×4)向富In的(4×2)转变的现象.通过控制生长参数生长出了较好的富As(2×4)表面.在As压不足的情况下,轻微的提升样品衬底温度,样品表面逐渐转向富In表面的(4×2)结构,呈现出(3×1)混合相.通过实验分析及软件模拟确定表面(4×2)结构区域已覆盖多达90％,表明样品表面大部分已金属化.
关键词:
RHEED
,
MBE
,
STM
,
InAs表面重构
,
模拟
罗子江
,
周勋
,
王继红
,
郭祥
,
丁召
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.11.022
通过对于 GaAs 表面形貌在特定 As BEP (1．33μPa)、不同温度(570,560,550,540和530℃)下相变过程研究,发现随着温度的降低 GaAs 预粗糙化过程发生了不同程度的迟滞,在温度降至530℃附近时,延迟现象尤其明显,并且当温度远低于530℃时(As BEP 1．33μPa)GaAs 表面将不会发生预粗糙转变.采用二维艾辛模型建立方程结合实验数据对这一现象进行理论解释,理论计算出 GaAs 预粗糙化相变的临界转变温度为529℃,与实验中获得的数据吻合.采用理论上获得的临界转变温度,利用临界减慢理论对实验现象进行了合理的理论解释,认为在特定条件下GaAs 表面系统存在预粗糙化临界转变温度,当衬底温度接近这一温度时,临界减慢现象将会发生；当温度低于临界转变温度时,无论延长多少时间表面形貌相变过程将不会发生.
关键词:
临界减慢
,
GaAs薄膜
,
预粗糙化
,
临界温度
王继红
,
罗子江
,
周勋
,
张毕禅
,
郭祥
,
丁召
材料导报
利用带有反射高能电子衍射(RHEED)仪的分子束外延(MBE)方法,通过RHEED图像演变实时监控薄膜生长状况,采用RHEED强度振荡测量薄膜生长速率,在InAs(001)基片上同质外延InAs薄膜.利用扫描隧道显微镜(STM)对MBE生长的InAs薄膜表面形貌以及表面重构进行扫描分析,证实样品表面为原子级平整,并指出样品表面处于β2(2×4)与α2(2×4)两种重构混合的重构相.
关键词:
InAs薄膜
,
分子束外延
,
反射高能电子衍射
,
扫描隧道显微镜
,
表面重构
