低温制备的无定形碳薄膜：远程异质结生长的通用模板
材料科学
2024-10-22 v1
摘要
我们报道了在300℃下利用等离子体化学气相沉积制备2D无定形碳层的低温工艺，作为远程异质结生长的通用模板。我们展示了在各种宿主基片上制备2D无定形碳层及其通过固源分子束外生长的生长与细致表征。我们制备了粗细度≤0.3 nm的超光滑单层无定形碳层，由原子力显微镜和X射线反射率测量确定。我们表明，精确调节碳层厚度可实现对基片-层间相互作用的优越可调性。进一步的X射线光电子能谱和拉曼光谱测量显示，无定形层中主要为sp²杂化碳。我们观察到，低温核生长有利于在覆有薄无定形碳层的基片上生长III-V材料。在优化的制备条件下，我们获得了高品质、单晶、(001)取向的GaAs、立方AlN、立方GaN和In(x)Ga(1-x)As，以及各种覆盖(001)取向基片的GaAs、InP和3C-SiC。透射电子显微镜图像显示，基片-碳层界面处的原子键被拉伸，高分辨率X射线衍射测量显示高晶体质量且位错密度<1×10⁷ cm⁻²。我们的结果表明，碳沉积工艺在制作远程异质结模板方面具有普适性，例如可用于温度敏感基片（如GaAs或InP）上的远程异质结以及对形成未知相的生长。演示了通过采用镍应力体实现层的可脱落。
引用
@article{arxiv.2410.15487,
title = {Low-temperature fabrication of amorphous carbon films as a universal template for remote epitaxy},
author = {T. Henksmeier and P. Mahler and A. Wolff and D. Deutsch and M. Voigt and L. Ruhm and A. M. Sanchez and D. J. As and G. Grundmeier and D. Reuter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.15487},
year = {2024}
}