Diagnostics of Multilayer Nanomaterials Using Methods of X-Ray and Electron Crystallography

Multilayer nanoheterostructures A³B⁵ on gallium arsenide and indium phosphide substrates - promising materials for microwave and optoelectronic products - are used to demonsrate the potentiality ofx-ray and electron crystallography in diagnostics of nanomaterials. Development and application of the new approach based on a comprehensive study of the structure of experimental nanosamples (using a combination of electron and atomic force microscopy, electron diffraction, x-ray and photoluminescence techniques, as well as a comparative analysis of the data obtained enable us to refine a laboratory technology of growing A3B5 multiayer nanoheterostructures; optimize conditions of the growth process and obtain experimental samples with predicted physical properties.

рентгеновская дифрактометрия, рентгеновская рефлектометрия, электронная микроскопия, электронография, атомно-силовая микроскопия, метаморфный буфер, сверхрешетка, квантовая яма, x-ray diffractometry, x-ray reflectometry, electron microscopy, electron diffraction, atomic force microscopy, metamorphic buffer, superlattice, quantum well

1. Имамов Р. М., Субботин И. А. Рентгеновская диагностика полупроводниковых гетероструктур: некоторые итоги и перспективы развития / Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2010. № 2. С. 25 - 44.

2. Сутырин А. Г., Имамов Р. М. Оптимизация генетического алгоритма совместной подгонки кривых рентгеновского рассеяния различного типа / Кристаллография. 2011. Т. 56. № 1. С. 61 - 64.

3. Галиев Г. Б., Пушкарев С. С., Климов Е. А., Мальцев П. П., Имамов Р. М., Субботин И. А. Рентгенодифракционные исследования метаморфных наногетероструктур методом рентгеновской дифрактометрии / Кристаллография. 2014. Т. 59. № 2. С. 297 - 305.

4. Пушкарев С. С. Влияние дизайна метаморфного буфера на электрофизические и структурные свойства эпитаксиальных метаморфных НЕМТ наногетероструктур In0,7Al0,3As/In0,7Ga0,3As/In0 7Al0,3As на подложках GaAs и InP: дисс.. канд. физ.-мат. наук. - М., 2013. - 128 с.

5. Tersoff J. Dislocations and strain relief in compositionally graded layers / Appl. Phys. Lett. 1993. Vol. 62. Issue 7. P. 693 - 695.

6. Галиев Г. Б., Васильев А. Л., Имамов Р. М., Климов Е. А., Мальцев П. П., Пушкарев С. С., Пресняков М. Ю., Трунькин И. Н. Структурные и электрофизические свойства InAlAs/InGaAs/InAlAs HEMT-гетероструктур на подложках InP с нановставками InAs в квантовой яме / Кристаллография. 2014. Т. 59. № 6. С. 990 - 998.

7. Sexl M., Böhm G., Xu D., Heiß H., Kraus S., Tränkle G., Weimann G. MBE growth of double-sided doped InAlAs/InGaAs HEMTs with an InAs layer inserted in the channel / J. Cryst. Growth. Vol. 175 - 176. P. 915 - 918.

8. Huajie Chen, McKay H. A., Feenstra R. M., Aers G. C., Poole P. J., Williams R. L., Charbonneau S., Piva P. G., Simpson T. W., Mitchell I. V. InGaAs/InP quantum well intermixing studied by cross-sectional scanning tunneling microscopy / J. Appl. Phys. 2001. Vol. 89. Issue 9. P. 4815 - 4823.

9. Liang Wang, Weifeng Zhao, Ilesanmi Adesida. Correlating the Schottky barrier height with the interfacial reactions of Ir gates for InAlAs/InGaAs high electron mobility transistors / Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. P. 211910-1 - 211910-3.

10. Васильев А. Л., Васильевский И. С., Галлиев Г. Б., Имамов Р. М., Климов Е. А., Ковальчук М. В., Пономарев Д. С., Роддатис В. В., Субботин И. А. Структурные и электрофизические свойства квантовых ям с наноразмерными вставками InAs в гетероструктурах на основе InyAl1 yAs/InxGa1 xAs на подложках InP / Кристаллография. 2011. Т. 56. № 2. С. 324 - 335.

11. Галиев Г. Б., Климов Е. А., Клочков А. H., Мальцев П. П., Пушкарев С. С., Жигалина О. М., Имамов Р. М., Кускова А. H., Хмеленин Д. Н. Электрофизические и структурные характеристики метаморфных HEMT-наногетероструктур In0,3gAl0,62As/ In0,37Ga0,63As/In0,38Al0,62As / Кристаллография. 2013. Т. 58. № 6. С. 916 - 921.

12. Galiev G. B., Vasil’evskii I. S., Pushkarev S. S., Klimov E. A., Imamov R. M., Buffat P. A., Dwir B., Suvorova E. I. Metamorphic InAlAs/InGaAs/InAlAs/GaAs HEMT heterostructures containing strained superlattices and inverse steps in the metamorphic buffer / J. Cryst. Growth. 2013. Vol. 366. P. 55 - 60.

13. Семенов А. H., Мельцер Б. Я., Соловьев В. А., Комиссарова Т. А., Ситникова А. А., Кириленко Д. А., Надточий А. М., Попова Т. В., Копьев П. С., Иванов С. В. Особенности молекулярно-пучковой эпитаксии и структурные свойства гетероструктур на основе AlInSb / Физика и техника полупроводников. 2011. Т. 45. Вып. 10. С. 1379 - 1385.

14. Bushuev V. A., Lomov A. A., Sutyrin A. G. Reconstruction of the surface layer density profile by the x-ray reflectometry method / Crystallogr. Rep. 2002. Vol. 47. Issue 4. P. 683 - 690.

15. Сутырин А. Г., Имамов Р. М. Решение обратной задачи восстановления реальной структуры материалов по совокупности данных различных рентгеновских методов / Кристаллография. 2009. Т. 54. № 2. С. 202 - 208.

16. Пинскер 3. Г. Дифракция электронов. - М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1949. - 406 с.

17. Вайнштейн Б. К. Структурная электронография. - М.: АН СССР, 1956. -314 с.

18. Клечковская В. В., Имамов Р. М. Электронографический структурный анализ (от Вайнштейна до наших дней) / Кристаллография. 2001. Т. 46. №4. С. 598-613.

19. Stadelmann P. The Java Electron Microscopy Software (JEMS). 2012. [Электронный ресурс] http://cimewww.epfl.ch.

20. Yeh Chin-Yu, Lu Z. W., Froyen S., Zunger A. Zinc-blende - wurtzite polytypism in semiconductors / Phys. Rev. B. 1992. Vol. 46. P. 10086 - 10097.

21. Галиев Г. Б., Пушкарев С. С., Орехов А. С., Галиев Р. Р., Климов Е. А., Мальцев П. П., Имамов Р. М. Электрофизические характеристики и структурные параметры метаморфных НЕМТ-наногетероструктур In0,7Al0,3As/In0,7Ga0,3As/In0,7Al0,3As, содержащих разнопериодные сверхрешетки в метаморфном буфере / Кристаллография. 2014. Т. 59. № 3. С. 471 476.

22. Имамов Р. М., Клечковская В. В., Суворова Е. И. Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения для решения задач кристаллографии наноматериалов / Кристаллография. 2011. Т. 56. № 4. С. 698 710.

23. Галиев Г. Б., Пушкарев С. С., Васильевский И. С., Климов Е. А., Имамов Р. М. Исследование свойств новых конструкций метаморфного буфера InAlAs на подложках GaAs с распределенной компенсацией упругих деформаций / Физика и техника полупроводников. 2013. Т. 47. Вып. 7. С. 990 996.

24. Жукова Л. А., Гуревич М. А. Электронография поверхностных слоев и пленок полупроводниковых материалов. - М.: Металлургия, 1971. - 173 с.

25. Хазанова С. В., Байдусь Н. В., Звонков Б. H., Павлов Д. А., Малехонова Н. В., Дегтярев В. Е., Смотрин Д. С., Бобров И. А. Туннельно-связанные квантовые ямы InGaAs/GaAs: структура, состав и энергетический спектр / Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46. Вып. 12. С. 1510 1514.