CC BY
5ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ FUNDAMENTAL RESEARCHES
Научная статья УДК 620.187.3:548.4
doi:10.24151/1561-5405-2024-29-5-559-574 EDN: GPPNHA
Исследование структуры слоев GaAs в гетерокомпозициях GaAs/Ge/GaAs методами просвечивающей электронной микроскопии
В. А. Сазонов1, Н. И. Боргардт1, А. С. Приходько1, И. П. Казаков2, А. В. Клековкин2
1 Национальный исследовательский университет «МИЭТ»,
г. Москва, Россия
2
Физический институт имени П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва, Россия
Аннотация. Для создания устройств, работающих в терагерцовом диапазоне, и топологических изоляторов представляют интерес гетерокомпози-ции с активной областью на основе слоев GaAs/Ge/GaAs. Оптические и электрофизические свойства таких приборов во многом зависят от технологических условий их формирования. В работе исследована структура слоев GaAs в гетерокомпозициях GaAs/Ge/GaAs, выращенных на подложке GaAs(001) методом молекулярно-пучковой эпитаксии при технологических условиях, обеспечивающих разворот кристаллических решеток верхнего и нижнего слоев GaAs на 90° для образцов одного типа и не приводящих к такому развороту для образцов другого типа. Сформированные гетерокомпозиции исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии и электронографического анализа с использованием тонкой фольги поперечного сечения, приготовленной с применением метода фокусированного ионного пучка. Установлено, что слои GaAs/Ge/GaAs имеют высокое кристаллическое совершенство для обоих типов образцов, но в слоях GaAs, расположенных над слоем Ge, образуются дефекты упаковки и антифазные домены. Идентификация взаимной ориентации верхнего и нижнего слоев GaAs в GaAs/Ge/GaAs выполнена путем сравнения распределения интенсивности в дисках 002 и 002 на дифракционных картинах, полученных при дифракции сходящегося электронного пучка. На основе моделирования таких картин показано, что ориентация образца вдоль оси зоны [310] является оптимальной для выявления различий в дифракционных узорах в псевдозапрещенных дисках 002 и 002. Экспериментальные дифракционные картины, полученные при
© В. А. Сазонов, Н. И. Боргардт, А. С. Приходько, И. П. Казаков, А. В. Клековкин, 2024
таких условиях, позволили подтвердить одинаковую ориентацию кристаллических решеток верхнего и нижнего слоев GaAs в образцах одного типа и разворот решеток этих слоев на 90° вокруг направления [001] в образцах другого типа.
Ключевые слова: гетероструктуры на основе GaAs, молекулярно-пучковая эпи-таксия, просвечивающая электронная микроскопия, антифазные домены, дифракция в сходящемся пучке, дефекты кристаллической структуры
Финансирование работы: работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания (Соглашение FSMR-2024-0004) с использованием оборудования ЦКП «Диагностика и модификация микроструктур и нанообъектов».
Для цитирования: Исследование структуры слоев GaAs в гетерокомпозициях GaAs/Ge/GaAs методами просвечивающей электронной микроскопии / В. А. Сазонов, Н. И. Боргардт, А. С. Приходько и др. // Изв. вузов. Электроника. 2024. Т. 29. № 5. С. 559-574. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2024-29-5-559-574. -EDN: GPPNHA.
Original article
Structural investigation of GaAs layers in GaAs/Ge/GaAs heterostructures by transmission electron microscopy
V. A. Sazonov1, N. I. Borgardt1, A. S. Prikhodko1,
? 7
I. P. Kazakov , A. V. Klekovkin
1National Research University of Electronic Technology, Moscow,
Russia
2
Р. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Abstract. Heterostructures with an active region based on GaAs/Ge/GaAs layers are of interest for developing devices operating in the terahertz range and for topological insulators. Optical and electrophysical properties of such devices depend largely on their formation process specifications. In this work, a structure of GaAs layers in GaAs/Ge/GaAs heterostructures grown on a GaAs(001) substrate by molecular beam epitaxy, with specific growth conditions resulting in a 90° rotation of the crystal lattices between the upper and lower GaAs layers in one type of samples and no such rotation in samples of another type, was investigated. Subsequent analysis of the formed heterostructures was performed by transmission electron microscopy and electron diffraction analysis using thin cross-section foils prepared via the focused ion beam method. It has been established that the GaAs/Ge/GaAs layers exhibited high crystalline perfection in both types of samples; however, stacking faults and antiphase domains are formed in the GaAs layers positioned above Ge layer. The relative orientation of the upper and lower GaAs layers in GaAs/Ge/GaAs structures was determined by comparing the intensity distribution in disks 002 and 002 in the diffraction patterns obtained by convergent beam electron diffraction. Simulation of these patterns demonstrated that orientation of the sample along the [310]
zone axis is optimal for identification of differences in diffraction patterns within the pseudo-forbidden disks 002 and 002 reflections. Experimental diffraction patterns obtained under these conditions have allowed the confirmation of identical orientation of the crystal lattices between the upper and lower GaAs layers in one type of samples while revealing a 90° rotation of these lattices around the [001] direction in the other type.
Keywords. GaAs-based heterostructures, molecular beam epitaxy, transmission electron microscopy, antiphase domains, convergent beam electron diffraction, crystal structure defects
Funding. the work has been supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the framework of the state task (Agreement FSMR-2024-0004) and using the equipment of the CCP "Diagnostics and modification of microstructures and nanoobjects".
For citation. Sazonov V. A., Borgardt N. I., Prikhodko A. S., Kazakov I. P., Klekov-kin A. V. Structural investigation of GaAs layers in GaAs/Ge/GaAs heterostructures by transmission electron microscopy. Proc. Univ. Electronics, 2024, vol. 29, no. 5, pp. 559-574. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2024-29-5-559-574. - EDN. GPPNHA.
Введение. Гетерокомпозиции GaAs/Ge/GaAs применяются в качестве топологических изоляторов [1, 2], устройств, работающих в терагерцовом диапазоне [3, 4]. Оптические и электрофизические свойства таких приборов во многом зависят от технологических условий их формирования, которые обусловливают как образование кристаллических дефектов в слоях GaAs, так и целенаправленное формирование локальных областей с регулярной доменной структурой [5, 6].
Во время гетероэпитаксиального роста в слоях могут образовываться несовершенства кристаллической структуры, такие как антифазные домены [7-9] и дефекты упаковки [10-12]. Их негативное влияние на параметры приборов подтверждается, в частности, результатами работы [13], согласно которым при эпитаксиальном росте бездефектного слоя GaAs на слое Ge интенсивность фотолюминесценции возрастает в несколько раз. Формирование локальных областей с регулярной доменной структурой связано с понятием полярности слоя GaAs и заключается в осаждении на неполярном слое Ge первого слоя, состоящего из атомов Ga или As.
Для исследования гетероструктур используются методы атомно-силовой микроскопии [14], рентгеновской дифракции [15], рамановской спектроскопии [16] и атомно-силовой микроскопии [14]. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) позволяет всесторонне характеризовать полученные гетероструктуры, в том числе кристаллическое совершенство и полярность сформированных слоев [17, 18], наличие и типы дефектов структуры [19], выявлять особенности атомарного строения [10], идентифицировать и количественно оценивать поля деформации, возникающие из-за различий параметров решетки сформированных слоев [20, 21].
В настоящей работе изучаются слои GaAs/Ge/GaAs многослойной гетерокомпози-ции, выращенной на подложке GaAs. Дефекты кристаллической структуры сформированного на слое Ge слоя GaAs исследуются методами ПЭМ. Анализ ориентации кристаллических решеток слоев GaAs, расположенных выше и ниже слоя Ge, выполняется с применением дифракции в сходящемся пучке.
Образцы и экспериментальные методы. Многослойные гетерокомпозиции [6], содержащие слои GaAs/Ge/GaAs (таблица), выращивали на полуизолирующих подложках GaAs(100), разориентированных на 3° в направлении (111), методом молекулярно-
Схема гетерокомпозиций на основе GaAs/Ge/GaAs Scheme of heterocompositions based on GaAs/Ge/GaAs
Номер слоя Состав слоев Толщина слоя, нм Установка
7 i-GaAs 20
6 i-AlAs 20 «ЦНА-25»
5 i-GaAs 100
4 Ge 9 «Катунь»
3 i-GaAs 20
2 i-AlAs 20 «ЦНА-25»
1 i-GaAs 300
Подложка GaAs(001) 3° ^ (111)Ga
пучковой эпитаксии на установках «ЦНА-25» и «Катунь» (Россия). Кристаллическое совершенство слоев контролировали методом дифракции быстрых электронов в процессе выращивания гетероструктур. Эпитаксиальный слой GaAs толщиной 20 нм, расположенный под слоем Ge, формировали на установке «ЦНА-25» при температуре 590 °С и эквивалентном давлении паров As4 PAs = 6-10-6 мм рт. ст. со скоростью 0,18 нм/с. Рост осуществлялся на реконструированной поверхности подложки GaAs(2x4). После остывания до комнатной температуры образцы перемещали в установку «Катунь», где осуществлялся рост эпитаксиального слоя Ge при температуре 270 °С со скоростью 0,05 нм/с. Далее образцы с ранее сформированной структурой GaAs/Ge возвращали в установку «ЦНА-25», после чего выращивали слои GaAs при разных условиях роста. Образец 1 отжигали при температуре 630 °С с закрытым вентилем источника As4. Образец 2 отжигали при температуре 600 °С и открытом вентиле источника As4 с четырехкратным повышением эквивалентного давления паров As4 до значений PAs = 5-10-7 мм рт. ст. После отжига проводили охлаждение образцов 1 и 2 при закрытом вентиле источника As4, далее формировали слой GaAs на слое Ge со скоростью 0,18 нм/с. Подробнее процесс формирования гетероструктур описан в работе [6].
Тонкую фольгу толщиной около 10 и 80 нм приготавливали с применением фокусированного пучка ионов Ga в электронно-ионном микроскопе Helios Nanolab 650. Для получения сечений образцов с ориентациями поверхности (110) и (310) использовали стандартную методику in-situ lift out [22].
Электронно-микроскопические исследования проводили на приборе Titan Themis 200, оборудованом корректором сферической аберрации и цифровой камерой BM-Ceta, при ускоряющем напряжении 200 кВ. Светлопольные изображения ПЭМ и дифракционные картины получали при плоскопараллельном освещении образцов. Высокоразрешающие просвечивающие растровые электронно-микроскопические (ПРЭМ) изображения формировали при эффективной длине камеры 210 мм с применением программного пакета Thermo Fisher Scientific Velox. Дифракционные картины в сходящемся пучке получали в режиме ПРЭМ при отключенном сканировании электронного пучка в программном пакете Thermo Fisher Scientific TEM Imaging & Analysis.
Визуализация слоев гетерокомпозиции. На рис. 1, а приведено светлопольное ПЭМ-изображение поперечного сечения, параллельного плоскости (110) образца 2. Его получали в двухлучевых условиях при малом отклонении от оси зоны [110] с ориентацией в отражающее положение одной из систем плоскостей {002} с применением диафрагмы объективной линзы, пропускающей только прошедший пучок. На изобра-
жении визуализируются буферный слой GaAs(buf) и слои Л^, GaAs, Ge, GaAs, AlAs и GaAs, эпитаксиально выращенные на подложке GaAs(sub)(100). Из представленного ПЭМ-изображения следует, что слои GaAs под слоем Ge и слой Ge являются однородными по толщине в латеральном направлении.
Рис. 1. Светлопольные ПЭМ-изображения слоев гетерокомпозиции образца 2 (а), эпитаксиальных слоев GaAs/Ge/GaAs образцов 1 (б) и 2 (в). Вставки - соответствующие
дифракционные картины; 1, 2 - несовершенства кристаллической структуры Fig. 1. Bright-field TEM images of heterostructure layers of sample 2 (a), of epitaxial layers GaAs/Ge/GaAs in samples 1 (b) and 2 (c). The insets represent corresponding diffraction patterns; 1, 2 - imperfections of the crystal structure
Более детальное представление о структуре слоев GaAs/Ge/GaAs, обеспечивающих функциональные свойства сформированных гетероструктур, дают увеличенные светлопольные ПЭМ-изображения образцов 1 и 2 (рис. 1, б, в), сформированные в таких же двухлучевых условиях, как ПЭМ-изображения на рис. 1, а. Точечный вид рефлексов на дифракционных картинах, полученных от областей диаметром 150 нм со слоями GaAs/Ge/GaAs, свидетельствует об их монокристаллической структуре. Толщина слоя GaAs образца 1, выращенного на слое Ge, варьируется от 80 до 120 нм, а образца 2 -от 75 до 110 нм.
Для обоих образцов в слое GaAs, выращенном на слое Ge, выявляются два типа несовершенств кристаллической структуры. Одни из них, отмеченные на рис. 1, б, в стрелками 1, визуализируются в виде тонких темных линий, параллельных плоскостям
(111) и (111), и согласно данным [23, 24] представляют собой дефекты упаковки. Несовершенства второго типа, отмеченные на рис. 1, б, в стрелками 2, имеют куполообразный вид и, как правило, визуализируются в виде областей повышенной интенсивности на светлопольных изображениях. Сравнение полученных изображений с результатами, описанными в работах [25-27], показало, что эти дефекты являются антифазными доменами. Данный тип дефектов ограничивается антифазными границами, и их формирование обусловлено наличием моноатомных ступеней на границе раздела эпитаксиальных слоев [27]. В процессе роста антифазные границы могут изменять свой наклон (изгибаться), встречаться с соседней антифазной границей и формировать антифазный домен [28, 29].
Для обоих образцов положения границ разделов слоев ОаЛБ и Ое определены с использованием темнопольных изображений, полученных в двухлучевых условиях с ориентацией в отражающее положение рефлекса 002. Распределения интенсивности в окрестности границ между слоями усредняли вдоль направления [110] в пределах области шириной около 20 нм, в которой отсутствовали дефекты кристаллической структуры. Полученные профили интенсивности в приграничных областях аппроксимировались двумя функциями ошибок для определения положений границ между слоем Ое и расположенными ниже и выше слоями оялб. На этих профилях границе соответствовала точка, в которой интенсивность равнялась среднему значению интенсивностей в удаленных от границы областях смежных слоев. Расстояния между найденными положениями границ определяли толщину слоя Ое, которая в образцах 1 и 2 составила 7 и 10 нм соответственно.
Высокоразрешающие ПРЭМ-изображения образцов 1 и 2, визуализирующие атомарную структуру слоев Ое и прилегающих к нему слоев ОаЛБ, приведены на рис. 2, а, б, на которых обозначены примерные положения границ между слоями. Увеличенное ПРЭМ-изображение дефекта У-образной формы, выделенного прямоугольником на рис. 2, б, на границе раздела слоев ОаЛБ и Ое показано на рис. 2, в, на котором отмечены плоскости (111) и (111) . В идеальной решетке ОаЛБ плоскости {111} имеют чередование AaBbCcAaBbCcAaBbCc. Дефект упаковки вычитания формируется путем удаления одной пары плоскостей {111}, например A и a, в результате чего чередование изменяется на AaBbCc\BbCcAaBbCc или ABC|BCABC, поскольку плоскости удаляются парами. Следовательно, несовершенства (см. рис. 2, в) являются дефектами упаковки вычитания.
Рис. 2. Высокоразрешающие ПРЭМ-изображения слоев GaAs/Ge/GaAs образцов 1 (а) и 2 (б) и увеличенное изображение выделенной области на рис. 2, б с дефектами упаковки (в): белые штриховые линии - положения границ между слоями; черные линии - плоскости {111};
А, а, B, b, C, c - плоскости (111) Fig. 2. High-resolution STEM images of GaAs/Ge/GaAs layers in samples 1 (a) and 2 (b) and enlarged STEM image of the selected square area on fig. 2, b containing stacking faults (c): the white dotted lines show the positions of the boundaries between the layers; the planes {111}
are marked with black lines; the letters A, a, B, b, C, c indicate the planes (111)
Для идентификации несовершенств, отмеченных стрелками 2 на рис. 1, б, в, использовали ПРЭМ-изображение (рис. 3, а), на котором выявлены три дефекта, ориентированных по-разному. Сравнение с данными, приведенными в работе [9], указывает на то, что эти дефекты представляют собой три части антифазной границы. В нижней части слоя ее ширина составляет 9 нм, и при оцененной толщине образца около 10 нм антифазная граница проходит параллельно плоскости (100), которая соответствует антифазной границе 2-го типа [30]. Далее антифазная граница ориентирована
Рис. 3. ПРЭМ-изображение антифазного домена (а), высокоразрешающее изображение выделенной на рис. 3, а области с антифазной границей (б) и изображения выделенных на рис. 3, б областей 1 и 2 с соответствующими усредненными профилями интенсивности (в).
Стрелки на рис. 3, а - антифазная граница шириной ~ 1 нм Fig. 3. STEM image of the antiphase domain (a), high-resolution image of the area highlighted on fig. 3, a from the antiphase boundary (b), images of the areas marked with numbers 1 and 2 on fig. 3, b with corresponding averaged intensity profiles (c). The arrows on fig. 3, a indicate the
antiphase boundary with a width ~ 1 nm
параллельно плоскости (111), толщина границы постепенно уменьшается от 9 нм в ее нижней части и до 2 нм в ее верхней части. Эта граница представляет собой антифазную границу 2-го типа [30]. В верхней части слоя GaAs эта граница расположена параллельно плоскости (110) , ее ширина не превышает 2 нм и постепенно уменьшается в направлении роста. Данная граница относится к антифазной границе 1-го типа [30].
Для непосредственного подтверждения характерного изменения порядка в расположении атомов Ga и As дополнительно исследовали антифазную границу в области, обозначенной прямоугольным контуром на рис. 3, а. Для минимизации влияния шумов высокоразрешающее ПРЭМ-изображение (рис. 3, б) получали путем усреднения серии из 70 высокоразрешающих микрофотографий с последующей фильтрацией с применением радиального фильтра Винера в программном пакете Thermo Fisher Scientific Velox. На рис. 3, в представлены фрагменты изображения и усредненные профили интенсивности от областей 1 и 2 (см. рис. 3, б), демонстрирующие изменение порядка расположения колонок атомов Ga и As по обе стороны от антифазной границы. Профили интенсивности строили в направлении [001] путем усреднения изображений вдоль
направления [110] в пределах прямоугольных областей 1 и 2. Вертикальные пунктирные линии, использованные при сопоставлении изображений и профилей интенсивно-стей на рис. 3, в, позволили установить, что позициям максимумов интенсивности на профилях для области 2 соответствуют положения минимумов для области 1.
Дифракционные картины в сходящемся пучке. При выращивании слоев GaAs на слое Ge использовали условия роста, при которых кристаллические решетки этих слоев образцов 1 и 2 должны иметь различную ориентацию относительно нижерасположенного слоя GaAs. Выявление такого разворота кристаллической решетки верхнего слоя GaAs относительно решетки нижнего слоя на 90° вокруг направления [001] в одном из исследованных образцов с помощью высокоразрешающих ПРЭМ-изображений, показанных на рис. 2, а, б, затруднительно. Однако подобный разворот может быть обнаружен на основе анализа дифракционных картин в сходящемся пучке, полученных при высокосимметричной ориентации образца вдоль оси зоны и состоящих из дифракционных дисков. Распределение интенсивности в них представляет собой разнообразные узоры, вид которых зависит как от материала и толщины образца, так и от его ориентации относительно падающего электронного пучка. Поскольку атомные факторы рассеяния электронов для Ga и As немного отличаются друг от друга, то на дифракционной картине при соответствующей ориентации образца возникают псевдозапрещен-
ные диски отражений 002 и 002 . Различия в распределении интенсивности в этих дисках могут быть использованы для выявления разворотов кристаллических решеток слоев GaAs, расположенных выше и ниже слоя Ge в структуре GaAs/Ge/GaAs.
Для определения оси зоны и диапазона толщин, для которых дифракционные
узоры для дисков 002 и 002 максимально отличаются друг от друга, выполняли моделирование дифракционных картин в сходящемся пучке с применением формализма блоховских волн в программном пакете EMS [31, 32]. Расчетные дифракционные картины получали при ориентации образца относительно оптической оси микроскопа вдоль направлений [100], [110], [210], [310] и [130], поскольку согласно работе [33] для осей зоны типа [wv0] проявляются наиболее сильные различия в узорах псевдозапрещенных рефлексов. Длина камеры составляла 460 мм, полуугол сходимости электронного пучка принимали равным 3,48 мрад, что позволило избежать наложения дисков друг на друга на дифракционных картинах. Толщину образца меняли с шагом 1 нм от 50 до 199 нм, а количество дифрагированных пучков, вносящих вклад в формирование дифракционных картин, задавали равным 22 для оси зоны [110] и 24 для осей зон [100], [210], [310] и [130]. Модель кристалла GaAs строили с учетом пространственной группы F 43m, параметра решетки 0,5653 нм и позиций атомов Ga (0, 0, 0), As (1/4, 1/4, 1/4).
На рис. 4 показаны схемы расположения атомных колонок и распределения интенсивности на расчетных дифракционных картинах для различных ориентаций образца при его толщине 30, 50 и 70 нм. Из рисунка видно, что при толщине образца 30 нм различия в узорах дисков 002 и 002 визуально практически не выявляются для всех осей зон. При толщине образца 50 и 70 нм различия узоров в дисках типа 002 малозаметны для дифракционных картин, сформированных в осях зон [100] и [210], выявляются на картинах, полученных в оси зоны [110], и становятся значительными при ориентации образца вдоль направления [310]. В последних двух случаях расположение колонок атомов Ga и As в отражающих падающие электроны плоскостях (002) асимметрично относительно проходящих, например, через атомы As вертикальных сечений, отмеченных на рис. 4 пунктирной линией.
Рис. 4. Схемы атомных колонок кристалла GaAs в осях зоны [100] (а), [110] (б), [210] (в), [310] (г) и [130] (д) и соответствующие им расчетные дифракционные картины в сходящемся пучке при разной толщине образца: пунктирная линия - плоскость (001), проходящая через атомы
галлия
Fig. 4. Schematic representation of the atomic columns of the GaAs crystal for the axes of the zone [100] (a), [110] (b), [210] (c), [310] (d) and [130] (e) and the corresponding simulated convergent beam electron diffraction patterns at different sample thickness: the dotted line in the schematic representation shows the plane (001) passing through the gallium atoms
Существенные различия в распределениях интенсивности в дисках 002 и 002 на дифракционных картинах в оси зоны [310] обусловлены, по-видимому, тем, что при такой ориентации образца не возбуждаются высокоинтенсивные отражения типа 111. Поэтому на таких картинах относительная интенсивность отражений типа 002 велика по сравнению с дифракционными картинами, полученными в оси зоны [110]. Если кристаллическую решетку ояаб, изначально ориентированную вдоль оси зоны [310], развернуть на 90° вокруг направления [001], то падающий электронный пучок окажется
параллельным оси зоны [130]. Полученные в этом случае дифракционные картины (рис. 4, д) будут аналогичны картинам на рис. 4, г после их поворота на 180° вокруг вертикальной оси, проходящей через центр диска 000 .
Для количественной характеризации различий, возникающих в дифракционных
дисках 002 и 002 при разных ориентациях образца, в зависимости от толщины t образца распределения интенсивности /002 и I ^ в этих дисках сравнивали друг с другом с применением ^-фактора [34]:
R (^002' ^002't) :
002
( X' y' t)-1002 ( xi' y]'t)
002
( X' y't) + ^002 ( xi' yi't)
2
2
где N - количество точек изображения диска при выбранном шаге его дискретизации вдоль горизонтальной оси х и вертикальной оси y; (xi,у) и (Xj,yt) - координаты симметрично расположенных эквивалентных точек в пределах дифракционных дисков 002 и 002 соответственно.
Из графиков зависимостей R-факторов от толщины образца (рис. 5) следует, что при ориентации образца вдоль осей зон [100], [110] и [210] R-фактор принимал значения менее 0,5, что свидетельствует о небольших различиях в распределении интенсивностей на изображениях дифракционных дисков
002 и 002. Существенные различия узоров дисков со значениями R-фактора более 0,6 характерны только для дифракционных картин, полученных в оси зоны [310], причем оптимальные значения толщины образца для экспериментального выявления таких различий находятся в диапазоне 60-90 нм.
Экспериментальное выявление разворота кристаллических решеток. Для получения экспериментальных дифракционных картин, соответствующих результатам моделирования, использовали тонкую фольгу образцов 1 и 2 с ориентацией поверхности вдоль направления [310]. Для устранения влияния артефактов дифракционные картины формировали от участков слоев GaAs, в которых отсутствовали антифазные домены.
Для оценки толщины приготовленных образцов экспериментальные и расчетные картины, вычисленные для разной толщины образца, сравнивали друг с другом с использованием R-фактора. Для такого сравнения экспериментальные дифракционные картины получали с таким же разрешением (размером пикселя), которое использовали при их моделировании. Распределение интенсивности на них нормировали так, чтобы ее среднее значение в пределах центрального дифракционного диска 000 было одинаковым на расчетных и экспериментальных картинах. В результате проведенного сравнения установили, что толщина образцов 1 и 2 составила ~ 77 и ~ 82 нм соответственно. Оба эти значения находятся в пределах диапазона толщин образцов, при которых распределения интенсивности в дифракционных дисках 002 и 002 существенно отличаются друг от друга.
На рис. 6 приведены экспериментальные и расчетные дифракционные картины, полученные в сходящемся электронном пучке, для слоев GaAs над слоем Ge (рис. 6, а, б) и под ним (рис. 6, в, г) образцов 1 и 2. Для образца 1 визуальное сравнение распределений интенсивности в дисках 002 и 002 (см. рис. 6, а, в) свидетельствует об отсутствии разворота кристаллических решеток слоев GaAs, расположенных над слоем Ge и под ним. К такому же заключению приводит сопоставление значений R-фактора, которые при сравнении экспериментальных и вычисленных без разворота решеток дифракционных картин составили R = 0,35 для верхнего и R = 0,37 для нижнего слоев GaAs. Напро-
R(t), отн. ед.
J_I_I_I_L
60 80 100 120 140 160 180 t, нм
Рис. 5. Зависимость R-фактора R(t) от толщины образца при его ориентации относительно электронного пучка в осях зоны [100], [110], [210], [310]
Fig. 5. Dependence of the R factor R(t) on the thickness of the specimen oriented relative to the electron beam in the axes of the zone [100], [110], [210], [310]
тив, узоры образца 2 в пределах дисков 002 и 002 (см. рис. 6, а, в) повернуты на 180° вокруг вертикальной прямой, проходящей через центр диска 000, что свидетельствует о развороте на 90° кристаллических решеток верхнего и нижнего слоев ОаАБ. С учетом такого разворота значения ^-фактора, вычисленные при сравнении экспериментальных (см. рис. 6, а, в) и расчетных дифракционных картин (см. рис. 6, б, г), оказались равны 0,57 и 0,39 для слоев ОаАБ, расположенных над слоем Ое и под ним.
Образец 1 Образец 2
004 002 000 002 004 004 002 000 002 004
Рис. 6. Экспериментальные (а), (в) и расчетные (б), (г) дифракционные картины в сходящемся пучке образцов 1 и 2 для слоя GaAs над слоем Ge (а), (б) и под ним (в), (г) Fig. 6. Expérimental (a), (c) and simulated (b), (d) convergent beam electron diffraction patterns of samples 1 and 2 for the GaAs layer above (a), (b) and under (c), (d) the Ge layer
Таким образом, проведенное сравнение дифракционных картин слоев GaAs в структуре GaAs/Ge/GaAs экспериментально подтвердило ожидаемый разворот кристаллических решеток образца 2, который обусловлен особенностями технологии его формирования.
Заключение. Исследования методами электронной микроскопии и дифракционного анализа продемонстрировали, что в многослойных гетерокомпозициях, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии, слои GaAs/Ge/GaAs имеют монокристаллическую структуру. Слой GaAs, расположенный над слоем Ge, содержит антифазные домены и дефекты упаковки. Изучение атомарной структуры одного из таких доменов методом высокоразрешающей ПРЭМ позволило установить изменение порядка в расположении атомных колонок, находящихся с разных сторон антифазной границы.
Моделирование дифракционных картин, полученных в сходящемся пучке для кристаллической решетки GaAs, показало, что ориентация образца вдоль оси зоны [310] является оптимальной для выявления различий в распределениях интенсивности на
дифракционных дисках 002 и 002. Такие различия в узорах на экспериментальных дифракционных картинах позволили установить, что кристаллические решетки верхнего и нижнего слоев GaAs имеют одинаковую ориентацию в одном из образцов, а в другом - они повернуты относительно друг друга на 90°. Представленный метод определения разворота кристаллических решеток в слоях GaAs является развитием подхода, предложенного в работе [35].
Литература
1. Interface-induced topological insulator transition in GaAs/Ge/GaAs quantum wells / D. Zhang, W. Lou, M. Miao et al. // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 111. Iss. 15. Art. ID: 156402. https://doi.org/10.1103/ PhysRevLett.111.156402
2. Quantum information memory based on reconfigurable topological insulators by piezotronic effect / X. Guo, G. Hu, Ya. Zhang et al. // Nano Energy. 2019. Vol. 60. P. 36-42. https://doi.org/10.1016/ j.nanoen.2019.03.035
3. Terahertz-wave generation in quasi-phase-matched GaAs / K. L. Vodopyanov, M. M. Fejer, X Yu et al. // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. Iss. 14. Art. No. 141119. https://doi.org/10.1063/L2357551
4. Lu X., Kumagai M., Minami Y., Kitada T. Sublattice reversal in GaAs/Ge/GaAs(113)B heterostructures and its application to THz emitting devices based on a coupled multilayer cavity // Jpn. J. Appl. Phys. 2018. Vol. 57. No. 4S. Art. ID: 04FH07. https://doi.org/10.7567/JJAP.57.04FH07
5. Koh S., Kondo T., Shiraki Y., Ito R. GaAs/Ge/GaAs sublattice reversal epitaxy and its application to nonlinear optical devices // J. Cryst. Growth. 2001. Vol. 227-228. P. 183-192. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)00660-1
6. Казаков И. П., Цехош В. И., Базалевский М. А., Клековкин А. В. Гетероструктуры GaAs/Ge/GaAs для темплейтов оптических нелинейных преобразователей с регулярной доменной структурой. I. Молекулярно-пучковая эпитаксия // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2017. Т. 44. № 7. С. 3-10. EDN: ZDDOJZ.
7. GaAs/Ge/GaAs heterostructures by molecular beam epitaxy / S. Strite, M. S. Ünlü, K. Adomi et al. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1990. Vol. 8. Iss. 5. P. 1131-1140. https://doi.org/10.1116/L584931
8. Faucher J., Masuda T., Lee M. L. Initiation strategies for simultaneous control of antiphase domains and stacking faults in GaAs solar cells on Ge // J. Vac. Sci. Technol. B. 2016. Vol. 34. Iss. 4. Art. No. 041203. https://doi.org/10.1116/1.4945659
9. GaAsi-xBix growth on Ge: Anti-phase domains, ordering, and exciton localization / T. Paulauskas, V. Pacebutas, A. Geizutis et al. // Sci. Rep. 2020. Vol. 10. Iss. 1. Art. No. 2002. https://doi.org/10.1038/s41598-020-58812-y
10. Dasilva Y. A. R., Kozak R., Erni R., RossellM. D. Structural defects in cubic semiconductors characterized by aberration-corrected scanning transmission electron microscopy // Ultramicroscopy. 2017. Vol. 176. P. 11-22. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2016.09.015
11. Defect structures in (001) zincblende GaN/3C-SiC nucleation layers / P. Vacek, M. Frentrup, L. Y. Lee et al. // J. Appl. Phys. 2021. Vol. 129. Art. No. 155306. https://doi.org/10.1063/5.0036366
12. Advanced transmission electron microscopy investigation of defect formation in movpe-growth of gap on silicon using arsenic initial coverage / A. Navarro, E. Garcia-Tabares, Q. M. Ramasse et al. // Appl. Surf. Sci. 2023. Vol. 610. Art. ID: 155578. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.155578
13. Bufferless epitaxial growth of GaAs on step-free Ge(001) mesa / D.-M. Huang, J.-Y. Zhang, J.-H. Wang et al. // Chinese Phys. Lett. 2021. Vol. 38. No. 6. Art. No. 068101. https://doi.org/10.1088/0256-307X/38/6/068101
14. Гетероструктуры GaAs/Ge/GaAs для темплейтов оптических нелинейных преобразователей с регулярной доменной структурой. II. Исследование свойств / И. П. Казаков, А. А. Пручкина, М. А. Базалевский и др. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2017. Т. 44. № 8. С. 10-17. EDN: ZDDONB.
15. Study of sublattice inversion in GaAs/Ge/GaAs(001) crystal by X-ray diffraction / S. Nakatani, S. Kusano, T. Takahashi et al. // Appl. Surf. Sci. 2000. Vol. 159-160. P. 256-259. https://doi.org/10.1016/ S0169-4332(00)00098-2
16. Growth of strained-layer GaAs/Ge superlattices by magnetron sputtering: Optical and structural characterization / E. Rosendo, A. G. Rodriguez, H. Navarro-Contreras et al. // J. Appl. Phys. 2001. Vol. 89. Iss. 6. P. 3209-3214. https://doi.org/10.1063/L1347413
17. Comparison of convergent beam electron diffraction and annular bright field atomic imaging for GaN polarity determination / A. Roshko, M. D. Brubaker, P. T. Blanchard et al. // J. Mater. Res. 2017. Vol. 32. Iss. 5. P. 936-946. https://doi.org/10.1557/jmr.2016.443
18. Kuwano N., Kaur J., Rahmah S. Electron microscopy determination of crystallographic polarity of aluminum nitride thin films // Micron. 2019. Vol. 116. P. 80-83. https://doi.org/10.1016/j.micron.2018.09.014
19. Growth modes and chemical-phase separation in GaP1-xNx layers grown by chemical beam epitaxy on GaP/Si(001) / K. Ben Saddik, S. Fernandez-Garrido, R. Volkov et al. // J. Appl. Phys. 2023. Vol. 134. Iss. 17. Art. No. 175703. https://doi.org/10.1063/5.0173748
20. The Peak Pairs algorithm for strain mapping from HRTEM images / P. L. Galindo, S. Kret, A. M. Sanchez et al. // Ultramicroscopy. 2007. Vol. 107. Iss. 12. P. 1186-1193. https://doi.org/10.1016/ j.ultramic.2007.01.019
21. Исследование структуры тонкого слоя алюминия на вицинальной поверхности подложки арсе-нида галлия методом высокоразрешающей электронной микроскопии / М. В. Ловыгин, Н. И. Боргардт, М. Зайбт и др. // Изв. вузов. Электроника. 2015. Т. 20. № 1. С. 10-16. EDN: TMZZNP.
22. Giannuzzi L. A., Stevie F. A. A review of focused ion beam milling techniques for TEM specimen preparation // Micron. 1999. Vol. 30. Iss. 3. P. 197-204. https://doi.org/10.1016/S0968-4328(99)00005-0
23. Kakibayashi H., Nagata F., Katayama Y., Shiraki Y. Structure analysis of oval defect on molecular beam epitaxial GaAs layer by cross-sectional transmission electron microscopy observation // Jpn. J. Appl. Phys.
1984. Vol. 23. No. 11A. P. L846-L848. https://doi.org/10.1143/JJAP.23.L846
24. GaP-nucleation on exact Si(001) substrates for III/V device integration / K. Volz, A. Beyer, W. Witte et al. // J. Cryst. Growth. 2011. Vol. 315. Iss. 1. P. 37-47. https://doi.org/10.1016/jjcrysgro.2010.10.036
25. Guelton N., Saint-Jacques R. G., Lalande G., Dodelet J.-P. Microstructural study of GaAs epitaxial layers on Ge(100) substrates // J. Mater. Res. 1995. Vol. 10. Iss. 4. P. 843-852. https://doi.org/10.1557/ JMR.1995.0843
26. Beyer A., Volz K. Advanced electron microscopy for III/V on silicon integration // Adv. Mater. Interfaces. 2019. Vol. 6. Iss. 12. Art. No. 1801951. https://doi.org/10.1002/admi.201801951
27. Generation and annihilation of antiphase domain boundaries in GaAs on Si grown by molecular beam epitaxy / A. Georgakilas, J. Stoemenos, K. Tsagaraki et al. // J. Mater. Res. 1993. Vol. 8. Iss. 8. P. 1908-1921. https://doi.org/10.1557/JMR.1993.1908
28. Kawabe M., Ueda T. Self-annihilation of antiphase boundary in GaAs on Si(100) grown by molecular beam epitaxy // Jpn. J. Appl. Phys. 1987. Vol. 26. No. 6A. P. L944-L946. https://doi.org/10.1143/JJAP.26.L944
29. HudaitM. K., Krupanidhi S. B. Self-annihilation of antiphase boundaries in GaAs epilayers on Ge substrates grown by metal-organic vapor-phase epitaxy // J. Appl. Phys. 2001. Vol. 89. Iss. 11. P. 5972-5979. https://doi.org/10.1063/L1368870
30. Antiphase boundaries in GaAs / N.-H. Cho, B. C. De Cooman, C. B. Carter et al. // Appl. Phys. Lett.
1985. Vol. 47. Iss. 8. P. 879-881. https://doi.org/10.1063/L95963
31. Stadelmann P. A. EMS - a software package for electron diffraction analysis and HREM image simulation in materials science // Ultramicroscopy. 1987. Vol. 21. Iss. 2. P. 131-145. https://doi.org/10.1016/0304-3991(87)90080-5
32. Kauffmann Y. HREM-DIMA (high resolution electron microscopy digital image matching analysis) // Dr. Yaron Kauffmann's Website [Электронный ресурс]. 24.05.2013. URL: https://mtyaron.com/microscopy/ hrem-dima/ (дата обращения: 29.07.2024).
33. Appropriate zone-axis orientations for the determination of crystal polarity by convergent-beam electron diffraction / K. Tanaka, N. L. Okamoto, S. Fujio et al. // J. Appl. Cryst. 2015. Vol. 48. P. 736-746. https://doi.org/10.1107/S1600576715004884
34. Iterative structure retrieval techniques in HREM: A comparative study and a modular program package / G. Mobus, R. Schweinfest, T. Gemming et al. // J. Microsc. 1998. Vol. 190. Iss. 1-2. P. 109-130. https://doi.org/10.1046/j.1365-2818.1998.3120865.x
35. Разворот слоев GaAs в гетероструктурах GaAs/Ge/GaAs / И. П. Казаков, С. А. Зиновьев, А. В. Клековкин и др. // Краткие сообщения по физике ФИАН. 2020. Т. 47. № 12. С. 3-10. EDN: OQKGMH.
Статья поступила в редакцию 13.05.2024 г.; одобрена после рецензирования 05.06.2024 г.;
принята к публикации 16.08.2024 г.
Информация об авторах
Сазонов Вадим Андреевич - инженер Научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Боргардт Николай Иванович - доктор физико-математических наук, профессор, директор Института физики и прикладной математики, начальник Научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии Национального иссле-
довательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Приходько Александр Сергеевич - кандидат физико-математических наук, доцент Института физики и прикладной математики, старший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории электронной микроскопии Национального исследовательского университета «МИЭТ» (Россия, 124498, г. Москва, г. Зеленоград, пл. Шокина, 1), [email protected]
Казаков Игорь Петрович - доктор физико-математических наук, и. о. заведующего лабораторией молекулярно-лучевой эпитаксии Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (Россия, 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 53), [email protected]
Клековкин Алексей Владимирович - младший научный сотрудник лаборатории новых материалов для ИК фотоники Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (Россия, 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 53), [email protected]
References
1. Zhang D., Lou W., Miao M., Zhang S.-C., Chang K. Interface-induced topological insulator transition in GaAs/Ge/GaAs quantum wells. Phys. Rev. Lett., 2013, vol. 111, iss. 15, art. ID: 156402. https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.111.156402
2. Guo X., Hu G., Zhang Ya., Liu R., Dan M., Li L., Zhang Y. Quantum information memory based on reconfigurable topological insulators by piezotronic effect. Nano Energy, 2019, vol. 60, pp. 36-42. https://doi.org/ 10.1016/j.nanoen.2019.03.035
3. Vodopyanov K. L., Fejer M. M., Yu X., Harris J. S., Lee Y.-S., Hurlbut W. C., Kozlov V. G. et al. Terahertz-wave generation in quasi-phase-matched GaAs. Appl. Phys. Lett., 2006, vol. 89, iss. 14, art. no. 141119. https://doi.org/10.1063/1.2357551
4. Lu X., Kumagai M., Minami Y., Kitada T. Sublattice reversal in GaAs/Ge/GaAs(113)B heterostructures and its application to THz emitting devices based on a coupled multilayer cavity. Jpn. J. Appl. Phys., 2018, vol. 57, no. 4S, art. ID: 04FH07. https://doi.org/10.7567/JJAP.57.04FH07
5. Koh S., Kondo T., Shiraki Y., Ito R. GaAs/Ge/GaAs sublattice reversal epitaxy and its application to nonlinear optical devices. J. Cryst. Growth, 2001, vol. 227-228, pp. 183-192. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)00660-1
6. Kazakov I. P., Tsekhosh V. I., Bazalevsky M. A., Klekovkin A. V. Orientation-patterned templates GaAs/Ge/GaAs for nonlinear optical devices. I. Molecular beam epitaxy. Bull. Lebedev Phys. Inst., 2017, vol. 44, iss. 7, pp. 187-191. https://doi.org/10.3103/S1068335617070016
7. Strite S., Ünlü M. S., Adomi K., Gao G.-B., Agarwal A., Rockett A., Morkoç H., Li D. et al. GaAs/Ge/GaAs heterostructures by molecular beam epitaxy. J. Vac. Sci. Technol. B, 1990, vol. 8, iss. 5, pp. 1131-1140. https://doi.org/10.1116/1.584931
8. Faucher J., Masuda T., Lee M. L. Initiation strategies for simultaneous control of antiphase domains and stacking faults in GaAs solar cells on Ge. J. Vac. Sci. Technol. B, 2016, vol. 34, iss. 4, art. no. 041203. https://doi.org/10.1116/1.4945659
9. Paulauskas T., Pacebutas V., Geizutis A., Stanionyte S., Dudutiene E., Skapas M., Naujokaitis A., Strazdiene V. et al. GaAs1-xBix growth on Ge: Anti-phase domains, ordering, and exciton localization. Sci. Rep., 2020, vol. 10, iss. 1, art. no. 2002. https://doi.org/10.1038/s41598-020-58812-y
10. Dasilva Y. A. R., Kozak R., Erni R., Rossell M. D. Structural defects in cubic semiconductors characterized by aberration-corrected scanning transmission electron microscopy. Ultramicroscopy, 2017, vol. 176, pp. 11-22. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2016.09.015
11. Vacek P., Frentrup M., Lee L. Y., Massabuau F. C.-P., Kappers M. J., Wallis D. J., Groger R., Oliver R. A. Defect structures in (001) zincblende GaN/3C-SiC nucleation layers. J. Appl. Phys., 2021, vol. 129, art. no. 155306. https://doi.org/10.1063/5.0036366
12. Navarro A., Garcia-Tabares E., Ramasse Q. M., Caño P., Rey-Stolle I., Galiana B. Advanced transmission electron microscopy investigation of defect formation in movpe-growth of gap on silicon using arsenic initial coverage. Appl. Surf. Sci., 2023, vol. 610, art. ID: 155578. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.155578
13. Huang D.-M., Zhang J.-Y., Wang J.-H., Wei W.-Q., Wang Z.-H., Wang T., Zhang J.-J. Bufferless epitaxial growth of GaAs on step-free Ge(GGl) mesa. Chinese Phys. Lett., 2G21, vol. 38, iss. 6, art. no. G681G1. https ://doi.org/1G.1G88/G256-3G7X/38/6/G681G1
14. Kazakov I. P., Pruchkina A. A., Bazalevsky M. A., Klekovkin A. V., Tsekhosh V. I. Orientation-patterned templates GaAs/Ge/GaAs for nonlinear optical devices. II. Investigation of properties. Bull. Lebedev Phys. Inst., 2G17, vol. 44, iss. 8, pp. 223-227. https://doi.org/1G.31G3/S1G68335617G8GG24
15. Nakatani S., Kusano S., Takahashi T., Hirano K., Koh S., Kondo T., Ito R. Study of sublattice inversion in GaAs/Ge/GaAs(GG 1) crystal by X-ray diffraction. Appl. Surf. Sci., 2GGG, vol. 159-16G, pp. 256-259. https://doi.org/1G.1G16/SG169-4332(GG)GGG98-2
16. Rosendo E., Rodriguez A. G., Navarro-Contreras H., Vidal M. A., Asomoza R., Kudriavtsev Y. Growth of strained-layer GaAs/Ge superlattices by magnetron sputtering: Optical and structural characterization. J. Appl. Phys., 2GG1, vol. 89, iss. 6, pp. 32G9-3214. https://doi.org/1G.1G63/1.1347413
17. Roshko A., Brubaker M. D., Blanchard P. T., Bertness K. A., Harvey T. E., Geiss R. H., Levin I. Comparison of convergent beam electron diffraction and annular bright field atomic imaging for GaN polarity determination. J. Mater. Res., 2G17, vol. 32, iss. 5, pp. 936-946. https://doi.org/1G.1557/jmr.2G16.443
18. Kuwano N., Kaur J., Rahmah S. Electron microscopy determination of crystallographic polarity of aluminum nitride thin films. Micron, 2G19, vol. 116, pp. 8G-83. https://doi.org/1G.1G16/j.micron.2G18.G9.G14
19. Ben Saddik K., Fernandez-Garrido S., Volkov R., Grandal J., Borgardt N., Garcia B. J. Growth modes and chemical-phase separation in GaPi-xNx layers grown by chemical beam epitaxy on GaP/Si(GG1). J. Appl. Phys., 2G23, vol. 134, art. no. 1757G3. https://doi.org/1G.1G63/5.G173748
2G. Galindo P. L., Kret S., Sanchez A. M., Laval J.-Y. Yañez A., Pizarro J., Guerrero E. et al. The Peak Pairs algorithm for strain mapping from HRTEM images. Ultramicroscopy, 2GG7, vol. 1G7, iss. 12, pp. 1186-1193. https://doi.org/1G.1G16/j.ultramic.2GG7.G1.G19
21. Lovygin M. V., Borgardt N. I., Seibt M., Kazakov I. P., Tsikunov A. V. Study of the structure of a thin aluminum layer on the vicinal surface of gallium arsenide substrate by high-resolution electron microscopy. Semiconductors, 2G15, vol. 49, iss. 13, pp. 1714-1717. https://doi.org/1G.1134/S1G6378261513G1G2
22. Giannuzzi L. A., Stevie F. A. A review of focused ion beam milling techniques for TEM specimen preparation. Micron, 1999, vol. 3G, iss. 3, pp. 197-2G4. https://doi.org/1G.1G16/SG968-4328(99)GGGG5-G
23. Kakibayashi H., Nagata F., Katayama Y., Shiraki Y. Structure analysis of oval defect on molecular beam epitaxial GaAs layer by cross-sectional transmission electron microscopy observation. Jpn. J. Appl. Phys., 1984, vol. 23, no. 11A, pp. L846-L848. https://doi.org/1G.1143/JJAP.23.L846
24. Volz K., Beyer A., Witte W., Ohlmann J., Nemeth I., Kunert B., Stolz W. GaP-nucleation on exact Si(GGl) substrates for III/V device integration. J. Cryst. Growth, 2G11, vol. 315, iss. 1, pp. 37-47. https://doi.org/ 1G.1G16/j.jcrysgro.2G1G.1G.G36
25. Guelton N., Saint-Jacques R. G., Lalande G., Dodelet J.-P. Microstructural study of GaAs epitaxial layers on Ge(lGG) substrates. J. Mater. Res., 1995, vol. 1G, iss. 4, pp. 843-852. https://doi.org/1G.1557/ JMR.1995.G843
26. Beyer A., Volz K. Advanced electron microscopy for III/V on silicon integration. Adv. Mater. Interfaces, 2G19, vol. 6, iss. 12, art. no. 18G1951. https://doi.org/1G.1GG2/admi.2G18G1951
27. Georgakilas A., Stoemenos J., Tsagaraki K., Komninou Ph., Flevaris N., Panayotatos P., Christou A. Generation and annihilation of antiphase domain boundaries in GaAs on Si grown by molecular beam epitaxy. J. Mater. Res., 1993, vol. 8, iss. 8, pp. 19G8-1921. https://doi.org/1G.1557/JMR.1993.19G8
28. Kawabe M., Ueda T. Self-annihilation of antiphase boundary in GaAs on Si(lGG) grown by molecular beam epitaxy. Jpn. J. Appl. Phys., 1987, vol. 26, no. 6A, pp. L944-L946. https://doi.org/1G.1143/JJAP.26.L944
29. Hudait M. K., Krupanidhi S. B. Self-annihilation of antiphase boundaries in GaAs epilayers on Ge substrates grown by metal-organic vapor-phase epitaxy. J. Appl. Phys., 2GG1, vol. 89, iss. 11, pp. 5972-5979. https://doi.org/1G.1G63/U36887G
3G. Cho N.-H., De Cooman B. C., Carter C. B., Fletcher R., Wagner D. K. Antiphase boundaries in GaAs. Appl. Phys. Lett., 1985, vol. 47, iss. 8, pp. 879-881. https://doi.org/1G.1G63/1.95963
31. Stadelmann P. A. EMS - a software package for electron diffraction analysis and HREM image simulation in materials science. Ultramicroscopy, 1987, vol. 21, iss. 2, pp. 131-145. https://doi.org/1G.1G16/G3G4-3991(87)9GG8G-5
32. Kauffmann Y. HREM-DIMA (high resolution electron microscopy digital image matching analysis). Dr. Yaron Kauffmann's Website. 24.G5.2G13. Available at: https://mtyaron.com/microscopy/hrem-dima/ (accessed: 29.G7.2G24).
33. Tanaka K., Okamoto N. L., Fujio S., Sakamoto H., Inui H. Appropriate zone-axis orientations for the determination of crystal polarity by convergent-beam electron diffraction. J. Appl. Cryst., 2015, vol. 48, pp. 736-746. https://doi.org/10.1107/S1600576715004884
34. Möbus G., Schweinfest R., Gemming T., Wagner T., Rühle M. Iterative structure retrieval techniques in HREM: A comparative study and a modular program package. J. Microsc., 1998, vol. 190, iss. 1-2, pp. 109-130. https://doi.org/10.1046/j.1365-2818.1998.3120865.x
35. Kazakov I. P., Zinov'ev S. A., Klekovkin A. V., Sazonov V. A., Kukin V. N., Borgardt N. I. Extended defects in GaAs/Ge/GaAs heterostructures with turning GaAs layers. Bull. Lebedev Phys. Inst., 2020, vol. 47, iss. 12, pp. 365-370. https://doi.org/10.3103/S106833562012012X
The article was submitted 13.05.2024; approved after reviewing 05.06.2024;
accepted for publication 16.08.2024.
Information about the authors
Vadim A. Sazonov - Engineer of the Research Laboratory of Electron Microscopy, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Ze-lenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Nikolay I. Borgardt - Dr. Sci. (Phys.-Math.), Prof., Director of the Institute of Physics and Applied Mathematics, Head of the Research Laboratory of Electron Microscopy, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Ze-lenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Alexander S. Prikhodko - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Assoc. Prof. of the Institute of Physics and Applied Mathematics, Senior Scientific Researcher of the Research Laboratory of Electron Microscopy, National Research University of Electronic Technology (Russia, 124498, Moscow, Zelenograd, Shokin sq., 1), [email protected]
Igor P. Kazakov - Dr. Sci. (Phys.-Math.), Acting Head of the Laboratory of Molecular Beam Epitaxy, P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences (Russia, 119991, Moscow, Leninsky ave., 53), [email protected]
Alexey V. Klekovkin - Junior Scientific Researcher of the Laboratory of New Materials for IR Photonics, P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences (Russia, 119991, Moscow, Leninsky ave., 53), [email protected]
Информация для читателей журнала «Известия высших учебных заведений. Электроника»
С тематическими указателями статей за 1996 - 2023 гг., аннотациями и содержанием последних номеров на русском и английском языках можно ознакомиться на сайте:
http://ivuz-e.ru
