ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК AlN


https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-1-48-51

Полный текст:


Аннотация

Тонкие пленки нитрида алюминия часто применяют в качестве буферного слоя при выращивании полупроводниковых многослойных гетероструктур на основе нитрида галлия на кремниевой подложке с целью минимизации напряжений между подложкой и пленкой. Важной задачей является изучение электронных и структурных свойств тонких пленок нитрида алюминия. С помощью первопринципных расчетов в рамках теории функционала плотности проведено теоретическое исследование свойств Al−терминированной поверхности AlN(0001). Осуществлены расчеты поверхностной энергии указанной поверхности при различных значениях деформации растяжения и сжатия. Показано, что при рассмотренных в статье значениях деформации поверхностная энергия уменьшается в случае сжатия ячейки и увеличивается в случае растяжения. Получены значения поверхностной энергии, которые позволили рассчитать значение поверхностного напряжения. В рамках теории эластичности для случая свободного роста рассчитана кривизна поверхности пленки нитрида алюминия для различных значений толщины этой пленки. Установлено, что полученные расчетные значения кривизны близки к известным экспериментальным данным.


Об авторах

К. К. Абгарян
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына», ул. Вавилова, д. 40, Москва, 119333, Россия
Россия

кандидат физ.−мат. наук, зав. сектором



Д. И. Бажанов
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Ленинские горы, д. 1, Москва, 119991, Россия
Россия

кандидат физ.−мат. наук



И. В. Мутигуллин
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вычислительный центр РАН им. А. А. Дородницына», ул. Вавилова, д. 40, Москва, 119333, Россия
Россия

старший научный сотрудник, кандидат физ.−мат. наук



Список литературы

1. Абгарян,К.К.Применениеоптимизационныхметодовдля моделирования многослойных полупроводниковых наносистем / К. К. Абгарян // Тр. Ин−та системного анализа Рос. акад. наук. Динамика неоднородных систем. − 2010. − Т. 53(3).

2. Meng,W.J.GrowthofaluminumnitridethinfilmsonSi(111) and Si(001): Structural characteristics and development of intrinsic stress / W. J. Meng, J. A. Sell, T. A. Perry, L. E. Rehn, P. M. Baldo // J. Appl. Phys. − 1994. − V. 75. − P. 3446—3456.

3. Blöchl, P. E. Projector augmented−wave method / P. E. Blöchl // Phys. Rev. − 1994. − V. 50, N 24. − P. 17953—17979.

4. Kresse, G. Efficient iterative schemes for ab initio total− energy calculations using a plane−wave basis set / G. Kresse, J. Furthmuller // Phys. Rev. B. − 1996. − V. 54. − P. 11169—11186.

5. Monkhorst,H.SpecialpointsforBrillouin−zoneintegrations / H. Monkhorst, J. Pack // Phys. Rev. B. −1976. − V. 13. − P. 5188.

6. Kukushkin, S. A. Substrates for epitaxy of gallium nitride: new materials and techniques / S. A. Kukushkin, A. V. Osipov, V. N. Bessolov, B. K. Medvedev, V. K. Nevolin, K. A. Tcarik // Rev. Adv. Mater. Sci. − 2008. − V. 17. − P. 1—32.

7. Litvinov,D.Transmissionelectronmicroscopyinvestigation of AlN growth on Si(111) / D. Litvinov, D. Gerthsen, R. Vöhringer, D. Z. Hu, D. M. Schaadt // J. Cryst. Growth. − 2012. − V. 338. − P. 283—290.

8. Batyrev,I.AbinitiocalculationsontheAl2O3(0001)surface/ I.Batyrev,A.Alavi,M.W.Finnis//FaradayDiscuss.−1999−V. 114. − P. 33—43.

9. Holec,D.SurfaceenergiesofAlNallotropesfromfirstprinciples/D.Holec,P.H.Mayrhofer//ScriptaMaterialia.−2012.−V. 67. − P. 760—762.

10. Zhu,D.Low−costhigh−efficiencyGaNLEDonlarge−area Si substrate / D. Zhu, C. J. Humphreys // Proc. CS MANTECH Conf. − New Orleans (Louisiana, USA), 2013. − P. 269—272.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Абгарян К.К., Бажанов Д.И., Мутигуллин И.В. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК AlN. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2015;18(1):48-51. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-1-48-51

For citation: Abgaryan K.K., Bazhanov D.I., Mutigullin I.V. Theoretical Investigation of Electronic and Structural Properties of AlN Thin Films. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2015;18(1):48-51. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-1-48-51

Просмотров: 650

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)