ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОНКИХ ПЛЕНОК AlN
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
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
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
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.
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: 1113
Послать статью по эл. почте 