富氮条件下 N 极性 GaN$(000\bar 1)$ 生长过程中依赖偏角的面演化
材料科学
2015-09-04 v1
摘要
本文利用动力学蒙特卡洛 (kMC) 模拟研究了在富氮条件下，偏角分别为 2 度和 4 度的两种衬底上 N 极性 (000-1) GaN 生长过程中的表面形貌演化。将模拟结果与通过等离子体辅助分子束外延生长的 (000-1) GaN 层的实验观测表面形貌进行了比较。所提出的 GaN(000-1) 表面 kMC 双组分模型（其中氮和镓两种类型的原子均附着表面并独立扩散）解释了：在相对较高的台阶流速率（偏角 <2 度）下，镓吸附原子的低扩散率会导致表面不稳定性并引发实验观测到的粗糙化；而在较低的台阶流速率（偏角 4 度）下，则可以获得光滑的表面。在富氮条件下几乎不移动的氮原子存在时，生长通过二维岛成核与合并过程实现。此外，我们表明，更高的晶体偏角、更低的晶体生长速率或更高的温度会产生类似的表面平滑效果。我们证明，在氮极过剩极高的生长条件下表面同样会变得平滑。大量氮原子的存在局部改变了镓原子的迁移率，从而促进了分离岛的更容易合并。
引用
@article{arxiv.1509.01035,
title = {Miscut dependent surface evolution in the process of N-polar GaN$(000\bar 1)$ growth under N-rich condition},
author = {Filip Krzyzewski and Magdalena A. Zaluska-Kotur and Henryk Turski and Marta Sawicka and Czeslaw Skierbiszewski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01035},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 9 figures