| Название: | Самоорганизация наноструктур, создание и управление свойствами 2D вырожденного электронного газа и квантовых точек на поверхности нитридов III группы |
| Грантодатель: | РФФИ |
| Область знаний: | 02 - физика и астрономия |
| Научная дисциплина: | 02-202 Полупроводники |
| Приоритетное направление: | 02-204 Поверхность и тонкие пленки 02-205 Нано- и микроструктуры |
| Ключевые слова: | поверхность, полупроводники, III-нитриды, самоорганизация, наноструктуры, квантовые точки, вырожденный электронный газ, аккумуляционный слой, 2D фазовые переходы, мультиферроики, электронные свойства,фотоэмиссионная спектроскопия |
| Время действия проекта: | 2011-2013 |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Бенеманская,ГВ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 11-02-00114 |
| Финансирование 2011 г.: | 700000 |
| Исполнители: |
Дунаевский,МС: лаб. оптики поверхности (Берковица,ВЛ)
Крыжановский,АК: лаб. оптики поверхности (Берковица,ВЛ)
Лапушкин,МН: лаб. физики адсорбционно-десорбционных процессов (Галля,НР)
Мизеров,АМ: лаб. квантоворазмерных гетероструктур (Усикова,АА)
Спиридонов,АА
Тимошнев,СН: лаб. оптики поверхности (Берковица,ВЛ)
|
Реальную конкуренцию Si –микроэлектронике в ближайшее время будет составлять использование III–нитридов,
свойства которых идеально подходят для работы при повышенных температурах, токах и напряжениях,
на уровнях, недоступных для Si. В последние годы достигнут большой прогресс в создании высоко-мощных и
ярких светодиодов и лазеров, а также других оптоэлектронных и электронных устройств. В 2008 году создан
первый рабочий транзистор на GaN. Большие перспективы (в частности, для биосенсоров) открываются для
транзисторов на гетероструктурах, например AlGaN/GaN, имеющих высокую электронную подвижность. Тем не менее,
во многом не поняты и не исследованы электронные свойства поверхности III–нитридов и наноструктур. Явления
и процессы на поверхности III–нитридов, такие как самоорганизация наноструктур, природа 2D электронного спектра
и локальных взаимодействий, свойства нанообъектов, квантово-размерные эффекты, создание и управление
параметрами двумерного вырожденного электронного газа (2DEG) и квантовых точек (КТ), взаимосвязь электронных
и структурных свойств, являются одновременно наименее изученными и особенно актуальными при разработке
новых электронных устройств.
Заявленные исследования будут выполнены in situ в сверхвысоком вакууме и опираются на новые
эффекты, которые недавно обнаружены авторами проекта: 1 – создание 2DEG (аккумуляционный
нанослой) на поверхности n-GaN (патент № 2249877), 2 – самоорганизация регулярных
наноструктур, индуцированная адсорбцией, 3 - модификация уровней размерного квантования КТ
при декорировании адатомами металла. Декорирование КТ предлагается нами впервые в мировой
практике. Обнаружены сильные изменения потенциала КТ, результаты патентоспособны. Ранее
применялся только один способ, вызывающий модификацию электронного спектра КТ, - внешнее
давление.
Проект посвящен созданию новых нанообъектов, исследованию процессов самоорганизации
наноструктур, изучению квантовых точек InN/InGaN, InN/Si, InGaN/GaN, InAs/GaAs,
декорированных адатомами металла, созданию и управлению параметрами 2DEG
(аккумуляционных нанослоев), сформированных в результате адсорбции металлов на поверхности
III-нитридов – InN, InGaN, GaN, GaAlN, AlN. Впервые предлагается также изучение свойств
поверхности мультиферроиков BiFeO3.
Будут исследованы структурные, электронные и фотоэмиссионные свойства для определения
природы локальных взаимодействий, эффектов самоорганизации наноструктур, 2D фазовых
переходов, а также для целенаправленного управления свойствами 2DEG и квантовых точек.
Будут выполнены теоретические исследования механизмов самоорганизации длиннопериодических
сверхструктур на поверхности нитридов III группы с учетом взаимодействующих систем
подвижных дефектов и квази-2D несоразмерной волной смещений.
В проекте атомный уровень достигается выбором объектов и методик исследования
в сверхвысоком вакууме, а также использованием адсорбции металлов. Получение приоритетных
результатов обусловлено также использованием оригинальных фотоэмиссионных методик
с линейно- и циркулярно- поляризованным возбуждением в сочетании с широко известными
современными методами атомного разрешения АСМ, ТЕМ, ДМЭ, электронная микроскопия.
Планируются фотоэмиссионные исследования на синхротроне BESSY II.
Экспериментальные и теоретические исследования будут проведены впервые в мировой практике.
