Реєстраційний номер
0225U004320,
(0124U003756)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Деформаційна інженерія електронної структури тонких плівок GeSn для ІЧ оптоелектроніки нового покоління
Назва етапу роботи
Розробка методики формування GeSn плівок на Si та Ge підкладки методом іонної імплантації
Керівник роботи
Юхимчук Володимир Олександрович, д.ф.-м.н.
Дата реєстрації
01-12-2025
Організація виконавець
Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України
Опис роботи
Розробка фізико-технологічних засад деформаційної інженерії тонких GeSn плівок для оптоелектроніки ближнього та середнього ІЧ діапазону, а саме, створення робочих фізичних моделей зміни фундаментальних властивостей германієвих плівок за рахунок одночасного інкорпорування в їх гратку атомів Sn та C або бору в процесі магнетронного розпилення відповідних мішеней та під дією іонної імплантації іонів Sn та C (B) в Ge та в GeSn плівки та післяростових термічних обробок
Опис етапу
У роботі розроблено та оптимізовано два методи формування полікристалічних Ge1-x-ySnxСy плівок товщиною 200–300 нм на 100 нм Ge буферних шарах, попередньо осаджених на Si підкладки. Обидва підходи спрямовані на створення плівок із контрольованими структурними, компонентними та морфологічними характеристиками. Метод термічного напилення та лазерного відпалу включає формування багатошарових структур Ge/Sn термічним напиленням, наступну імплантацію іонів C+, та фінальний фемтосекундний лазерний відпал λ = 800 нм. Метод магнетронного розпилення з наступним скануючим лазерним відпалом включає магнетронне розпилення із використанням GeSn та графітових мішеней для осадження плівки Ge1-x-ySnxСy з подальшим скануючим безперервним лазерним відпалом (λ = 455 нм, середня густина енергії 120 Дж/см2).
Раманівська спектроскопія використовувалася для визначення частки інкорпорованих атомів Sn у кристалічну ґратку Ge, оскільки частотне положення коливної моди Ge-Ge є чутливим до вмісту олова. Незважаючи на полікристалічну природу плівок, було враховано механічні напруження, які виникають внаслідок різниці коефіцієнтів термічного розширення плівки Ge1-x-ySnxСy та підкладки при синтезі та охолодженні. Аналіз за допомогою мас-спектроскопії показав, що навіть при імпульсному лазерному відпалі відбувається часткова сегрегація атомів Sn та C з наступною їхньою дифузією на поверхню плівки та до інтерфейсу з буферним шаром. Рентгенівська дифрактометрія дозволила встановити, що швидкий лазерний відпал сприяє формуванню досконалішої кристалічної структури Ge1-x-ySnxСy порівняно з кристалізацією, досягнутою при традиційному термічному відпалі. Доведено, що кінцева частка вбудованого Sn у кристалічній ґратці залежить від його вмісту в початкових аморфних плівках Ge1-x-ySnxСy. Морфологічні дослідження поверхні плівок за допомогою атомно-силової та скануючої електронної мікроскопії виявили, що легування вуглецем сприяє значному зменшенню шорсткості поверхні.
Опис продукції
Автори роботи
Капуш Ольга Анатоліївна
Гудименко Олександр Йосипович
Тарасов Георгій Григорович
Сабов Томаш Мар'янович
Єфанов Володимир Семенович
Мазур Назар Володимирович
Додано/оновлено в НРАТ
2025-12-01
