Микроструктура нановключений AsSb в плазмонном метаматериале LTG-AlGaAsSb / Берт Н.А., Чалдышев В.В., Черкашин Н.А., Неведомский В.Н., Преображенский В.В., Путяято М.А., Семягин Б.Р., Ушанов В.И., Яговкина М.А

Оптические свойства ансамблей металлических наночастиц в диэлектрической матрицепривлекают возрастающее внимание из-за перспектив их применения в плазмонике,оптоэлектронике, катализе и биомедицине [1]. Для ряда применений требуется, чтобы методыполучения таких метаматериалов были совместимы со стандартной технологией полупроводниковойэлектроники. Одним из таких методов является низкотемпературная МПЭ, позволяющая получатьнестехиометрические материалы на основе GaAs (LTG-GaAs), в которых при последующем отжигеформируются металлические нановключения [2]. В выращенном по такой технологии LTG-AlGaAsSbс хаотическим распределением включений AsSb в оптическом поглощении регистрировалсяплазмонный резонанс [3].Объектом исследования являлись 1-мкм эпитаксиальные пленки Al0.28Ga0.72As0.972Sb0.028,полученные методом МПЭ на подложке GaAs(001) при 200°С и отожженные в течение 15 мин при600°С или 750°С. Микроструктура полученных образцов исследовалась методами электронноймикроскопии на приборе JEM-2100F и рентгеновской дифракции на установке Bruker D8 Discover.Обнаружено, что нановключения наряду с As содержат неожиданно высокое содержание Sb (до90%), несмотря на весьма низкуюее концентрацию в матрице.Микроструктура нановключений,сформированных притемпературах отжига 600°С или750°С радикально различалась.Установлено, что при 750°Сотжиге формируютсянановключения As0.1Sb0.9 размеромоколо 15 нм с ромбоэдрическоймикроструктурой A7, характернойдля элементов V группы (As, Sb,Bi) в нормальных условиях. Ориентационные соотношения их с матрицей соответствуют(0003)incl || {111}m и [2̅ 110]incl || m. Отжиг при 600°С имеет следствием формированиенановключений с признаками кубической фазы.Обогащение нановключений AsSb сурьмой объясняется на основе фазовой диаграммы жидкоетвердое системы Ga-As-Sb, а возможность их кристаллизации в кубической модификацииобсуждается в рамках существования фаз высокого давления [4].