В работе проведено теоретическое и экспериментальное исследование технологических условий формирования гетероэпитаксиальных структур, исследуются особенности температурных полей, в которых формируются пятикомпонентные гетероструктуры AlGaInSbBi и GaInAsSbBi на подложках InSb в поле температурного градиента. Выявлены факторы, определяющие величину начального переохлаждения расплава, необходимого для установления режима кристаллизации, предотвращающего термическую деградацию подложки. Рассчитаны значения разности температур, отражающие переохлаждение жидкой фазы. Найдены диапазоны составов пленок, отвечающих равновесию жидкой и твердой фаз. Полученные результаты можно объяснить ориентационным эффектом, характерным для большинства бинарных подложек типа А3В5. Проведена экспериментальная проверка результатов моделирования. Результаты расчетов могут служить основой для разработки температурно-временных режимов получения Bi-содержащих твердых растворов, обеспечивающих их воспроизводимое получение в поле температурного градиента.
The work carried out theoretical and experimental research of technological conditions for forming heteroepitaxial structures, explores features of temperature fields, which form five-component heterostructure AlGaInSbBi and GaInAsSbBi the InSb substrates in a temperature gradient. The factors that determine the value of the initial undercooling necessary to establish crystallization mode, preventing thermal degradation of the substrate. The values ??of the temperature difference reflecting supercooling of the liquid phase. Found films ranges of the compositions of equilibrium liquid and solid phases. The results can be explained by the effect of orientation, characteristic of the majority of binary A3B5-type substrates. The experimental verification of the simulation results. The calculation results can serve as a basis for the development of time-temperature conditions obtaining Bi-containing solid solutions, ensuring their reproducible getting in the temperature gradient field.
1. Акчурин Р.Х., Комаров Д.В. Формирование многослойных упругонапряженных гетерокомпозиций методом жидкофазной эпитаксии. II Моделирование процесса создания гетерокомпозиций на основе твердых растворов системы индий-мышьяк сурьма-висмут // ЖТФ. – 1997. – Т. 67, № 7. – С. 50–56.
2. Казаков А.И., Мокрицкий В.А., Романенко В.Н., Хитова Л.М. Расчет фазовых равновесий в многокомпонентных гетеросистемах // Металлургия. – 1987. – 136 с.
3. Кузнецов В.В., Когновицкая Е.А., Лунина М.Л., Рубцов Э.Р. Висмут в четверных и пятерных твердых растворах // ЖФХ. – 2011. – Т. 85, № 12. – С. 134–139.
4. Лозовский В.Н., Лунин Л.С. Пятикомпонентные твердые растворы соединений А3В5 (Новые материалы оптоэлектроники). – Ростов н/Д: Изд-во Ростовского университета, 1992. – 193 с.
5. Марончук И.Е., Шутов С.В., Кумоткина Т.Ф. Выращивание эпитаксиальных слоев арсенида галлия из раствора в расплаве висмута // Изв. РАН. Неорганические материалы. – 1995. – Т. 31, № 12. – С. 1520–1522.
6. Уфимцев В.Б., Акчурин Р.Х. Физико-химические основы жидкофазной эпитаксии. – М.: Металлургия, 1983. – 224 с.
7. Lendvay E., Gevorkyan V.A., Petras L., Pozgal I., Gorog T. and Toth A.L. // J. Cryst. Growth. – 1985. – № 73. – Р. 63–72.
8. Zbitnew K., Wooley T.C. // J. Appl. Phus. – 1981. – Vol. 52. – Р. 6611.