Influencia de la procedimiento de preparación del sustrato de Si en la polaridad de las nanocables de GaN autoensambladas en Si(111): estudios de microscopía de fuerza de sonda de Kelvin
Autores: Sobanska, Marta; Garro, Núria; Klosek, Kamil; Cros, Ana; Zytkiewicz, Zbigniew R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Influencia de la procedimiento de preparación del sustrato de Si en la polaridad de las nanocables de GaN autoensambladas en Si(111): estudios de microscopía de fuerza de sonda de Kelvin
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Nanocables
Polaridad
GaN
Sustratos
Crecimiento
Control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
El crecimiento de nanocables de GaN con una estructura polar de wurtzita en sustratos de Si no polares plantea el problema de la polaridad de los nanocables de GaN. Dependiendo del procedimiento de crecimiento, se ha informado de la coexistencia de nanocables con diferentes polaridades dentro de un conjunto. Dado que la polaridad afecta las propiedades ópticas y electrónicas de los nanocables, se necesitan métodos confiables para su control. En este trabajo, utilizamos la microscopía de fuerza de sonda de Kelvin para evaluar la polaridad de los nanocables de GaN crecidos por Epitaxia por Haces Moleculares asistida por plasma en sustratos de Si(111). Mostramos que la uniformidad de la polaridad de los nanocables de GaN depende críticamente del procesamiento del sustrato antes del crecimiento. Se encontró que casi el 18% de los nanocables con polaridad invertida (es decir, polar Ga) estaban en los sustratos grabados con HF con pasivación de superficie de hidrógeno. Se probaron pasos alternativos de tratamiento de sustratos de Si (grabado RCA, desoxidación desencadenada por Ga). Sin embargo, los mejores resultados, es decir, un conjunto de nanocables puramente N-polares, se obtuvieron en obleas de Si desoxidadas térmicamente en la cámara de crecimiento a ~1000 grados Celsius. Curiosamente, no se encontró polaridad mixta para los nanocables de GaN crecidos en condiciones similares en sustratos de Si(111) con una capa de amortiguación de AlO delgada. Nuestros resultados muestran que la inversión de la polaridad de los nanocables puede prevenirse haciéndolos crecer en una superficie de sustrato químicamente uniforme, en nuestro caso en amortiguadores de SiN formados in situ o depositados ex situ de AlO.
Descripción
El crecimiento de nanocables de GaN con una estructura polar de wurtzita en sustratos de Si no polares plantea el problema de la polaridad de los nanocables de GaN. Dependiendo del procedimiento de crecimiento, se ha informado de la coexistencia de nanocables con diferentes polaridades dentro de un conjunto. Dado que la polaridad afecta las propiedades ópticas y electrónicas de los nanocables, se necesitan métodos confiables para su control. En este trabajo, utilizamos la microscopía de fuerza de sonda de Kelvin para evaluar la polaridad de los nanocables de GaN crecidos por Epitaxia por Haces Moleculares asistida por plasma en sustratos de Si(111). Mostramos que la uniformidad de la polaridad de los nanocables de GaN depende críticamente del procesamiento del sustrato antes del crecimiento. Se encontró que casi el 18% de los nanocables con polaridad invertida (es decir, polar Ga) estaban en los sustratos grabados con HF con pasivación de superficie de hidrógeno. Se probaron pasos alternativos de tratamiento de sustratos de Si (grabado RCA, desoxidación desencadenada por Ga). Sin embargo, los mejores resultados, es decir, un conjunto de nanocables puramente N-polares, se obtuvieron en obleas de Si desoxidadas térmicamente en la cámara de crecimiento a ~1000 grados Celsius. Curiosamente, no se encontró polaridad mixta para los nanocables de GaN crecidos en condiciones similares en sustratos de Si(111) con una capa de amortiguación de AlO delgada. Nuestros resultados muestran que la inversión de la polaridad de los nanocables puede prevenirse haciéndolos crecer en una superficie de sustrato químicamente uniforme, en nuestro caso en amortiguadores de SiN formados in situ o depositados ex situ de AlO.