Электронные и электромеханические явления в AIIIBV нитевидных нанокристаллах / Алексеев П.А., Шаров В.А., Дунаевский М.С., Смирнов А.Н., Давыдов В.Ю., Кириленко Д.А., Резник Р.Р., Цырлин Г.Э., Берковиц В.Л.

Полупроводниковые нитевидные нанокристаллы (ННК, нанопровода, вискеры) являютсяперспективными объектами, как для прикладных, так и фундаментальных исследований. Сфундаментальной точки зрения ННК позволяют исследовать ряд явлений при условияхтруднодостижимых для объёмных полупроводниковых структур. В частности, (GaAs, AlGaAs, InAs,GaP, InP) ННК могут быть выращены с вюрцитной кристаллической структурой. Кроме того, ННКвыдерживают упругую деформацию до 10% без разрушения. Нитевидные нанокристаллы такжеявляются хорошим модельным объектом для исследования электронных свойств поверхности.Действительно, в силу большого соотношения поверхность/объём проводимость ННК будетобусловлена плотностью поверхностных состояний, приводящих к обеднению проводящего канала вННК носителями заряда [1].Вышеперечисленные явления могут быть исследованы методами сканирующей зондовоймикроскопии (СЗМ). С помощью проводящего СЗМ зонда возможно измерять упругиехарактеристики одиночных ННК [2], измерять вольт-амперные характеристики [3], а такжеисследовать электромеханические явления [4]. Методом Кельвин-зонд микроскопии возможноисследовать распределения поверхностного потенциала в области Шоттки-барьеров и p-n переходов,а также определять положение поверхностного закрепления уровня Ферми [5].В докладе будут представлены оригинальные СЗМ исследования позволившие определитьосновную причину закрепления уровня Ферми на поверхности AIII-As (GaAs, AlGaAs, InGaAs) ННКсо слоем естественного оксида. Исследования, комбинированные с рамановской спектроскопией ипросвечивающей электронной микроскопией, показали предпочтительное окисление соединенийтретьей группы, приводящее к формированию приповерхностного слоя мышьяка толщиной донескольких нанометров [5]. Формирование слоя приводило к закреплению уровня Ферми на одномрасстоянии от уровня вакуума вне зависимости от состава AIII-As соединения. При этом в InAs ННКуровень Ферми закреплялся в зоне проводимости, что приводило к формированию поверхностногоэлектронного канала и омического контакта между СЗМ зондом и ННК. При уменьшениисодержания In в InxGa1-xAs ННК поверхностный уровень Ферми смещался из зоны проводимости взапрещённую зону. Это приводило к исчезновению электронного поверхностного канала иобеднению ННК с резким увеличением сопротивления. Такое увеличение сопротивленияпроисходило в InxGa1-xAs ННК при х<0.8. При этом деформация ННК (In0.8Ga0.2As) СЗМ зондомприводила к обратному эффекту, связанному с движением дна зоны проводимости ниже уровняпиннинга, вследствие тензорезистивного эффекта и увеличению проводимости ННК на три порядка.Кроме того, в докладе будут представлены результаты исследований генерации пьезоэлектрическоготока при деформации GaAs ННК с вюрцитной кристаллической структурой с помощью СЗМ зонда[4], а также обсуждены вклады пьезоэлектрического и тензорезистивного эффектов в изменениепроводимости ННК при деформации.