超热氮离子辅助下 Si(111) 7x7 表面的低温二维 GaN 生长
材料科学
2022-01-12 v1 应用物理
摘要
随着现代自上而下器件的特性尺寸不断缩小，此类器件达到了量子力学给出的操作极限。因此，二维（2D）结构成为应对现代光电子与自旋电子应用终极挑战的最佳方案之一。III-V 族半导体代表——氮化镓（GaN）是纳米尺度紫外与高功率应用的极佳候选。我们提出一种在 Si(111) 7x7 表面制备二维 GaN 的新方法：于低衬底温度（T < 220{\deg}C）下，利用超热（E < 50 eV）氮离子对 Ga 液滴进行后氮化。Ga 液滴的沉积及其后氮化均由本课题组开发的特殊原子-离子束源完成。这种低温液滴外延（LTDE）方法在整个制备过程中提供明确的超高真空生长条件，从而得到高纯度 GaN 纳米结构。TEM 证实了 GaN 纳米结构与硅衬底间的锐利界面以及纳米结构正确的元素组成。此外，SEM、X 射线光电子能谱（XPS）、AFM 与俄歇微分析显示了所制 GaN 纳米结构的独特特性。
引用
@article{arxiv.2201.03929,
title = {Low temperature 2D GaN growth on Si (111) 7x7 assisted by hypethermal nitrogen ions},
author = {Jaroslav Maniš and Jindřich Mach and Miroslav Bartošík and Tomáš Šamořil and Michal Horak and Vojtěch Čalkovský and David Nezval and Lukáš Kachtik and Martin Konečny and Tomáš Šikola},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.03929},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 5 figures