混合外延 Al/InGaAs 系统：固态去润湿与铝小面形成

混合超导体-半导体平台可以容纳诸如 Andreev 束缚态（ABSs）等子能隙电子激发；在拓扑机制下，可以出现一种特殊的零能级类，即 Majorana 束缚态。在这里，我们报告了在近室温衬底条件下，通过分子束外延在 $\mathrm{In_{0.75}Ga_{0.25}As}$ 上生长外延 Al 膜。利用 AFM/SEM、截面 TEM 和 \emph{in situ} RHEED 的组合，我们绘制了衬底温度和 Al 沉积速率如何控制薄膜形态、连续性和界面质量的图谱。我们确定了一个生长窗口，该窗口可产生连续的超导 Al 膜，具有突变的 $\mathrm{Al}/\mathrm{In_{0.75}Ga_{0.25}As}$ 界面，且没有可检测到的铟互扩散。我们进一步研究了这些薄膜在 \emph{in situ} 生长后加热和表面氧化后 \emph{ex situ} 退火下的热稳定性。对于未氧化的 Al，快速表面扩散在约 $165\,^\circ\mathrm{C}$ 时引发固态去润湿，导致形成 $\{111\}$ 面化的 Al 岛。相比之下，天然氧化物的存在在很大程度上抑制了去润湿，仅在表面缺陷处发生局部失效。在高于铟熔点（$156.6\,^\circ\mathrm{C}$）下退火会在两种情况下引起显著的 In 表面迁移，导致在 Al 团聚体下方出现局部界面 In 夹杂物，或在局部层破裂处出现均匀的表面污染。总之，这些结果定义了 III-V 族半导体上热稳定外延 Al 的生长和退火条件，并为制造用于量子器件的高质量超导体-半导体混合平台提供了实用指导。