Использование Sn в качестве катализатора роста бездислокационных наноструктур SiSn

Интерес к классу материалов Si-Ge-Sn значительно возрос в последние годы в связи свозможностью реализации прямозонного материала и монолитной интеграции электронных ифотонных устройств на едином кремниевом кристалле [1, 2]. Большинство исследований направленына создание структур на основе GeSn и GeSiSn. Тем не менее, SiSn также является важнымматериалом для кремниевой фотоники.Наши исследования были посвящены изучению влияния Sn на образование твердого раствора SiSnна подложке Si(100) методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Вначале на поверхности Siформировалась пленка Sn различной толщины, а затем отжигалась для создания массива островковSn, которые использовались в качестве катализаторов роста островков SiSn с кремниевымипьедесталами. Основным методом контроля морфологии и структуры поверхности была дифракциябыстрых электронов. Морфологиюпленки, включая островки Sn и островкиSiSn с пьедесталами, анализировали спомощью сканирующей электронноймикроскопии (СЭМ) и сканирующейтуннельной микроскопии. Элементныйсостав исследовали методамиэнергодисперсионной рентгеновскойспектроскопии, встроенной в системуСЭМ, и рентгеновской фотоэлектроннойспектроскопии (РФС). Оптическиесвойства образцов изучали методомспектроскопии фотолюминесценции (ФЛ).Массив островков SiSn с кремниевымпьедесталом на подложке Si(100) полученметодом молекулярно-лучевой эпитаксиипо механизму пар-жидкость-кристалл(ПЖК) [3]. Образование твердогораствора SiSn в островках былоподтверждено методамиэнергодисперсионной рентгеновскойспектроскопии и РФС. Уникальность этих структур заключается в отсутствии каких-либо дислокацийи дефектов. Кроме того, они продемонстрировали интенсивную фотолюминесценцию в ближнейинфракрасной (ИК) области 1,3-1,7 мкм (рисунок). Эти структуры показывают фотолюминесценцию,которая больше, чем сигнал фотолюминесценции от многослойных периодических структур (кривая2 на рисунке), включая псевдоморфные слои SiSn и полученные нами ранее.