|
|
| Κωδικός Πόρου |
000367576 |
| Τίτλος |
Heteroepitaxy of InN on silicon (111) and R-Plane sapphire substrates |
| Άλλος τίτλος |
Ετεροεπίταξη ΙnN πάνω σε υποστρώματα πυριτίου (111) και σαπφείρου επιπέδου-r |
|
Συγγραφέας
|
Ajagunna, Adebowale Olufunso
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Γεωργακίλας, Αλέξανδρος
|
|
Μέλος κριτικής επιτροπής
|
Φλυτζάνης, Νίκος
Ζεκεντές, Κωνσταντίνος
|
| Περίληψη |
Αντικείμενο της διατριβής είναι η ετεροεπιταξιακή ανάπτυξη του ημιαγωγού InN πάνω σε υποστρώματα πυριτίου Si (111) και σαπφείρου Al2O3 επιπέδου-r (1-102), με την μέθοδο Επίταξης με Μοριακές Δέσμες με πηγή πλάσματος αζώτου (PAMBE). Η ετεροεπίταξη πάνω σε Si παρουσιάζει ενδιαφέρον λόγω του χαμηλού κόστους των υποστρωμάτων και της δυνατότητας μονολιθικής ολοκλήρωσης με ολοκληρωμένα κυκλώματα Si. Η ανάπτυξη πάνω σε σάπφειρο επιπέδου-r επιτρέπει το σχηματισμό ετεροδομών κβαντικών πηγαδιών χωρίς εσωτερικά ηλεκτρικά πεδία. Επίσης, θεωρητικοί υπολογισμοί προβλέπουν ότι μη-πολικές επιφάνειες InN μπορεί να είναι απαλλαγμένες από το φαινόμενο συσσώρευσης ηλεκτρονίων.
Η επιτυχής ετεροεπίταξη λεπτών υμενίων InN απ’ ευθείας πάνω σε Si (111) επιτεύχθηκε επινοώντας και βελτιστοποιώντας μία διαδικασία δύο σταδίων. Η ανάπτυξη InN πάνω σε Si (111) ακολουθεί τρισδιάστατο (3D) τρόπο ανάπτυξης. Σε χαμηλή θερμοκρασία και συνθήκες περίσσειας Ν επιτυγχάνεται μεγάλη πυκνότητα πυρήνων από 3D νησίδες και ταχύτατη συνένωση τους, σχηματίζοντας ένα συμπαγές λεπτό υμένιο InN (0001) με πολύ ομαλή επιφάνεια. Πάνω σε αυτό αναπτύσσονται τα κυρίως στρώματα InN (0001) στις ιδανικές συνθήκες, ακολουθώντας ανάπτυξη με ροή-βαθμίδων.
Η ετεροεπίταξη InN απ’ ευθείας πάνω σε υποστρώματα σαπφείρου επιπέδου-r (1-102), ανάλογα με τις συνθήκες πυρηνοποίησης, δίνει κρυσταλλικά υμένια InN με προσανατολισμό είτε κυβικό (001) ή εξαγωνικό (0001) επιπέδου-c και (10-11) επιπέδου-s. Υμένια InN με προσανατολισμό επιπέδου-a (11-20) επιτεύχθηκαν μόνο με αρχικά στρώματα πυρηνοποίησης GaN ή AlN επιπέδου-a πάνω στο σάπφειρο. Η ανάπτυξη InN επιπέδου-a ακολουθεί 3D τρόπο και τα υμένια χαρακτηρίζονται από σημαντική επιφανειακή τραχύτητα.
Οι συγκεντρώσεις και η ευκινησία ηλεκτρονίων στα υμένια InN επιπέδου-a συγκρίθηκαν με InN επιπέδου-c, με μετρήσεις φαινομένου Hall συναρτήσει του πάχους των υμενίων. Η ανάλυση των μετρήσεων έδειξε ίδια συγκέντρωση ηλεκτρονίων στο κυρίως μέρος του υλικού και ίδια πυκνότητα συσσώρευσης ηλεκτρονίων στην επιφάνεια, της τάξης του 1014 cm-2. Οι ακούσιοι δότες ηλεκτρονίων δεν μπορούν να αποδοθούν στις εξαρμώσεις, δεδομένου ότι η συγκέντρωση τους ήταν 1-2 τάξεις μεγέθους υψηλότερη στο InN επιπέδου-a.
Τέλος, μελετήθηκε η αυθόρμητη ανάπτυξη νανονημάτων InN πάνω σε Si (111). Τα νανονήματα αναπτύσσονται κατά την [0001] διεύθυνση με ρυθμό πολλαπλάσιο της ροής In. Η βελτιστοποίηση της ανάπτυξης οδήγησε σε ευδιάκριτα νανονήματα με εκπομπή φωτοφωταύγειας.
Συμπερασματικά, η διατριβή παρήγαγε σημαντική νέα γνώση για την ετεροεπίταξη InN πάνω σε υποστρώματα Si (111) και σαπφείρου (1-102).
|
| Φυσική περιγραφή |
243 σ. : χάρτ., πίν., έγχ. εικ. ; 30 εκ. |
| Γλώσσα |
Αγγλικά |
| Θέμα |
III Nitride semiconductors |
|
Molecular beam epitaxy |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2011-11-07 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Διδακτορικές διατριβές
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
|
| Εμφανίσεις |
869 |
Heteroepitaxy of InN on silicon (111) and R-Plane sapphire substrates
