亚10纳米超晶格中界面粗糙度的三维原子映射及其空间关联长度
材料科学
2019-08-05 v1
摘要
异质结构中的界面陡直度与均匀性对调控其电子和光学性质至关重要。基于此视角，本工作展示了层厚在1.5–7.5 nm范围内的Si/SiGe超晶格中埋藏外延界面的粗糙度与均匀性的三维原子级映射。其中，获取了三维逐原子图并处理以生成等浓度面，突出各界面处成分的局部涨落。这些生成的表面随后被用于映射界面粗糙度及其空间关联长度。分析揭示，所研究超晶格中埋藏界面的均方根粗糙度对生长温度敏感，在500–650摄氏度温度范围内数值由约0.2 nm（±13%）变化至约0.3 nm（±11.5%）。估计的水平关联长度在650摄氏度时为8.1 nm（±5.8%），在500摄氏度时为10.1 nm（±6.2%）。此外，降低生长温度可改善界面陡直度，在500摄氏度时界面宽度减小了30%。该行为归因于异质外延过程中表面热激活的原子交换。最后，通过测试具有递增界面复杂度的不同光学模型，表明必须考虑界面处观测到的原子级粗糙化，才能准确描述Si/SiGe异质结构的光学响应。
引用
@article{arxiv.1908.00874,
title = {3-D Atomic Mapping of Interfacial Roughness and its Spatial Correlation Length in sub-10 nm Superlattices},
author = {Samik Mukherjee and Anis Attiaoui and Matthias Bauer and Oussama Moutanabbir},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00874},
year = {2019}
}
备注
17 A4 pages of main manuscript, 2 table, 5 figures, 20 A4 pages of supplementary information