Эффекты низкоэнергетического ионного воздействия при эпитаксии Ge на Si тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Смагина Жанна Викторовна

ЭФФЕКТЫ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРИ ЭПИТАКСИИ Се НА в!

Специальность 01 04 10 (Физика полупроводников)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ООЗ165536

Новосибирск-2008

Работа выполнена в Институте физики полупроводников СО РАН

Научный руководитель

доктор физико-математических наук,

профессор Двуреченский Анатолий Васильевич

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор

Брудный Валентин Натанович,

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Соколов Леонид Валентинович

Ведущая организация

Институт физики микроструктур РАН (г Нижний Новгород)

Защита состоится "J_" апреля 2008 г в 15-00 на заседании диссертационного совета

Д 003 037 01 при Институте физики полупроводников СО РАН по адресу 630090, Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН

Автореферат разослан " 26 " Февраля 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук, доцент

А Г Погосов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В последние несколько лет наметились перспективы использования полупроводниковых материалов на основе германия и кремния, содержащих нанокристаллы Ge, "встроенные" в матрицу Si Такие нанокристаллы выступают в роли квантовых точек (КТ), т к в них происходит локализация носителей заряда во всех трех измерениях [1] Исследования гетероструктур с квантовыми точками в настоящее время можно разделить на два направления исследования одиночных квантовых точек [2] и изучение их ансамблей [1,3]

Для получения гетероструктур Ge/Si с квантовыми точками широко используется метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) Формирование Ge нанокристаллов (квантовых точек) происходит по механизму Странского-Крастанова Дисперсия по размерам нанокристаллов в таких структурах достигает 20% В массиве квантовых точек, как искусственных атомов, дисперсия размеров неизбежно приводит к разбросу энергетических уровней связанных состояний носителей заряда, в результате теряются достоинства систем с дискретным спектром состояний Поэтому актуальной задачей является разработка подходов к улучшению однородности ансамбля КТ

Данная задача возникает в связи с требованием высокой эффективности лазеров, фотоприемников [4], а также при создании быстродействующих и энергонезависимых элементов памяти [5] В сочетании с дополнительным требованием на малый размер (<10 нм) это приводит к необходимости формирования массивов нанокристаллов со слоевой плотностью не менее 1012 см"2 [6, 7]

В настоящее время развивается несколько подходов, основанных на управлении зарождением и ростом нанокристаллов на поверхности в процессе гетероэпитаксии Например, стимулирование зарождения нанокристаллов путем предварительного нанесения субмонослойных покрытий примесных элементов (сурьма, кислород) [8-11], создания напряженного слоя (предварительный рост слоев твердого раствора) [11], формирования мест зарождения при отклонении от сингулярных плоскостей или травлении локальных областей после прецизионных операций литографии [13, 14] В работах [15] предложен метод повышения однородности массива квантовых точек Ge/Si, основанный на импульсном лазерном воздействии на структуры с КТ

Независимую возможность в управлении процессом эпитаксии способно дать воздействие частиц, имеющих достаточно большую энергию по сравнению с энергией тепловых частиц (~ 0 1 эВ) в молекулярном пучке, но недостаточную для интенсивной генерации и накопления дефектов в объеме эпитаксиальной пленки и подложки Известно, что ионы с энергией порядка

100 эВ, взаимодействуя с поверхностью полупроводников, приводят к генерации адатомов, образованию вакансионных скоплений на поверхности (углубления на поверхности моноатомной величины) и распылению материала [16, 17] Кроме того, ионы, сталкиваясь с поверхностью, могут энергетически стимулировать процессы диффузии и фазового перехода [18, 19] Ионное облучение в процессе роста способно приводить к уменьшению высоты рельефа растущей поверхности [20], снижению температуры эпитаксии [21], росту совершенных тонких пленок при гетероэпитаксии в условиях большого рассогласования постоянных решеток (до 25%) [22]

В ряде работ [23,18] было показано, что импульсное ионное воздействие обеспечивает дополнительные возможности по сравнению с непрерывным облучением В частности, кратковременное ионное облучение используется для синхронизации зарождения двумерных (2D) островков и способствует росту пленки по двумерно-слоевому механизму [23] Применительно к гомоэпитаксии Si было установлено, что импульсное ионное воздействие меняет реконструкции растущей поверхности и существенно влияет на кинетику роста 2D островков [18]

Таким образом, изменение параметров ионного пучка (энергии, плотности, длительности ионного воздействия) дает возможность независимого управления скоростью основных процессов на поверхности растущей пленки (скорость зарождения, диффузии) Можно предположить, что ионное воздействие при гетероэпитаксии Ge/Si позволит контролировать процессы, связанные с формированием нанокристаллов Ge и выявить, какие из процессов являются определяющими, установить природу происходящих изменений

Цель диссертационной работы заключается в выявлении эффектов низкоэнергетического ионного воздействия при гетероэпитаксии Ge на Si и в разработке метода формирования нанокристаллов Ge из ионно-молекулярных пучков

В связи с этим, в настоящей работе решаются следующие задачи

1) Исследование морфологии и структуры слоев германия при гетероэпитаксии Ge/Si из ионно-молекулярных пучков в зависимости от условий их получения (температуры подложки, энергии ионов, доли ионизации молекулярного потока),

2) Исследование распределения островков Ge на поверхности Si по размерам для молекулярно-лучевой эпитаксии Ge на Si с непрерывным и импульсным облучением низкоэнергетическими (50250 эВ) ионами,

3) Исследование кристаллического совершенства и элементного состава гетероструктур Ge/Si со встроенными нанокристаллами Ge, сформированными при облучении низкоэнергетическими ионами,

4) Построение модели зарождения наноостровков Ge на поверхности Si при импульсном ионном воздействии в процессе гетероэпитаксии Ge/Si

Научная новизна настоящей работы заключается в следующем

1) Обнаружено, что облучение низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии Ge/Si приводит к уменьшению критической толщины псевдоморфного слоя, при которой происходит переход от двумерно-слоевого к трёхмерному росту островков

2) Впервые показано, что импульсное ионное воздействие в процессе гетероэпитаксии Ge на Si приводит к уменьшению разброса трёхмерных островков по размеру по сравнению с эпитаксией без ионного облучения

3) Предложена модель и проведены численные эксперименты, показывающие, что деформационные поля, создаваемые кластерами междоузельных атомов и вакансий в приповерхностной области, являются центрами зарождения трехмерных островков

Практическая ценность Предложен метод зарождения и роста однородного массива нанокристаллов Ge на Si с помощью импульсного воздействия собственных низкоэнергетических ионов в процессе осаждения из молекулярных пучков Данный метод может составить основу управления процессом формирования квантовых точек в полупроводниковых наноструктурах

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты

1) При облучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии Ge на Si (100) и (111) наблюдается уменьшение на 1-2 атомных слоя критической толщины пленки Ge, при которой происходит переход от двумерно-слоевого к трехмерному росту

2) В условиях импульсного ионного облучения определены режимы роста пленки Ge (температура подложки 250 - 350°С, плотность молекулярного потока 3 1013 - 2 1014 cm"V, интегральный поток ионов <1012 см2, энергия ионов 100 - 150 эВ, длительность ионного воздействия 0 5 с), при которых наблюдаются увеличение плотности трехмерных островков Ge на Si (с 1011 см"2 до 1012 см'2), уменьшение их среднего размера (с 22 нм до б 5 нм) и дисперсии по размерам (с 16% до 11%)

3) Найдены условия, при которых гетерострукгуры со встроенными нанокристаллами Ge^Six, сформированные в процессе эпитаксии с импульсным ионным облучением, не содержат протяженных дефектов При этом доля германия в островках остается той же, что и при эпитаксии без облучения (~75%)

4) Разработан метод формирования однородного массива нанокристаллов Ge на Si посредством гетероэпитаксии из ионно-молекулярных пучков Метод основан на периодическом,

кратковременном — меньше времени роста монослоя - воздействии собственными низкоэнергетическими ионами Ge+ на стадии начала роста каждого атомного слоя

5) Предложена модель ионно-стимулированного зарождения трехмерных островков в процессе гетероэпитаксии Ge/Si Модель включает в себя осаждение из молекулярного пучка, поверхностную диффузию адатомов и генерацию вакансий и междоузельных атомов ионным пучком в приповерхностном объеме растущей пленки В модели предполагается, что вакансии и междоузельные атомы создают дополнительную деформацию поверхностного слоя, которая изменяет энергию связи адатома с поверхностью Показано, что области локального растяжения поверхности над вакансиями и междоузельными атомами являются центрами преимущественного зарождения островков

Личный вклад соискателя в диссертационную работу заключается в разработке метода зарождения и роста однородного массива нанокристаллов Ge на Si с помощью импульсного воздействия собственных низкоэнергетических ионов в процессе осаждения из молекулярных пучков, в постановке экспериментов и обсуждении экспериментальных результатов, в проведении модельных расчетов и анализе полученных результатов

Апробация работы

Результаты, полученные в данной работе, докладывались и обсуждались на 3-ей Международной конференции по физике низкоразмерных структур (3rd Conference on Physics of Low-Dimensional Structures, Chernogolovka, October, 2001), V Российской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, сентябрь, 2001), 25-ой Международной конференции по физике полупроводников (25th International Conference on the Physics of Semiconductors, Osaka, Japan, September, 2000), 2-м российско-украинском семинаре «Нанофизика и наноэлектроника» (Киев, 2000), «Кремний-2002» (Новосибирск), 15-й Международной конференции по ионно-лучевым аналитическим методам (15th International Conference on Ion Beam Analysis, Cairns, Australia, 2001), 5-м Международном Уральском семинаре по радиационной физике металлов и сплавов (Снежинок, февраль, 2003), 27-ой Международной конференции по физике полупроводников (27th International Conference on the Physics of Semiconductors, Flagstaff, Arizona, USA, July, 2004), Кремний - 2004 (Иркутск), VII всероссийском семинаре «Физические и физико-химические основы ионной имплантации» (Нижний Новгород, октябрь, 2004), VI Международном Уральском Семинаре по радиационной физике металлов и сплавов (Снежинск, февраль, 2005), Международной конференции по взаимодействию ионов с поверхностью ВИП-2005 (Звенигород, август, 2005), V Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования наноматериалов и наносистем (Москва, 2005), VII Всероссийской конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано) систем»

(Звенигород, 2005), Международной конференции по микро- и наноэлектронике (International Conférence «Micro- and nanoelectronics 2005», October, Zvenigorod), 14-й Международной конференции «Наноструктуры физика и технология» (14th international symposium «Nanostructures physics and technology», June, St Petersburg, 2006), 15-м Международном симпозиуме «Наноструктуры физика и технология» (15th Int Symp «Nanostructures Physics and Technology», Novosibirsk, June, 2007), 5-ой Международной конференции по кремниевой эпитаксии и гетероструктурам (5th International Conférence on Silicon Epitaxy and Heterostructures, Marseille, 2007), Международной конференции «Микро- и наноэлекгроника - 2007 (Zvenigorod, October, 2007), VIII Российской конференции по физике полупроводников (Екатеринбург, 2007) Публикации

По материалам диссертации опубликовано 9 работ в центральных российских и зарубежных журналах

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы Полный текст занимает 211 страницы машинописного текста, включая 60 рисунков, 1 таблицу и список литературы из 181 наименования

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыты потенциальные преимущества упорядоченных массивов нано-кристаллов Ge на Si для микро- и наноэлектроники, обоснована актуальность разработки нового метода формирования нанокристаллов Ge при облучении низкоэнергетическими ионами в условиях молекулярно-лучевой эпитаксии Ge на Si, сформулирована главная цель работы и основные задачи, определена научная новизна и практическая значимость работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту

В первой главе дан обзор современных литературных данных по морфологическим и структурным изменениям поверхности пленки Ge в процессе эпитаксиального роста Ge на Si (100) и (111) Описаны некоторые методы управления процессом эпитаксии, а также влияние параметров роста на характеристики получаемого массива островков Отмечено, что к основным параметрам, позволяющим контролировать рост плёнок, можно отнести, прежде всего температуру подложки, скорость осаждения и состав осаждаемого материала Дополнительные методы воздействия на процесс эпитаксии могут включать в себя предварительное осаждение различных химических элементов, воздействие ионным пучком, подготовку поверхности путем литографии, и т д

Показано, что ионное облучение в процессе эпитаксии является независимым способом управления ростом пленок В этом случае к существующим параметрам управления ростом добавляются энергия ионного пучка, его плотность и длительность воздействия Анализируется влияние ускоренных частиц на кинетику роста и результирующие физические свойства пленок различных материалов, включая элементарные полупроводники, полупроводниковые соединения и металлы Особое внимание уделено экспериментальным результатам по эпитаксии полупроводниковых материалов из ионно-молекулярных пучков

Во второй главе приведено описание экспериментальной установки молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и методики проведения процессов эпитаксии Si и Ge Рабочие скорости осаждения Si составляли 0 25 монослоя/с, для Ge 0 01 - 0 5 монослоев/с Используемая область температур подложки составляла 250 — 500°С Особенность установки состояла в том, что над источником Ge (тиглем) располагалось устройство ионизации молекулярного потока и ускорения ионов Ge Ионизация молекулярного потока Ge осуществлялась поперечным пучком электронов Доля ионизации молекулярного потока германия составляет 0 01 - 0 6% Блок коммутации ускоряющего напряжения ионного источника управлялся компьютером и позволял создавать импульсы ионного тока с длительностью от 0 1 с Длительность и период следования импульсов управлялись разработанной программой Энергию ионов Ge+ (ускоряющее напряжение) варьировали в пределах 50 - 250 эВ Угол падения молекулярного и ионных пучков на подложку составлял 54 5° В качестве подложек использовали Si (100) и (111) Аналитическая часть установки состояла из дифрактометра быстрых электронов В процессе роста пленки германия картины дифракции быстрых электронов регистрировались на цифровую видеокамеру В дальнейшем данные вводились в компьютер и обрабатывались с помощью разработанной нами программы

Описан ряд методик, которые в совокупности дают полную информацию о структуре и морфологии поверхности пленки Ge, выращенной в процессе эпитаксии Ge на Si из ионно-молекулярных пучков Для исследования морфологии и реконструкции поверхности пленки Ge использовали метод дифракции быстрых электронов (ДБЭ) и сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) Совершенство и элементный состав гетероструктур Ge/Si исследовали методами просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), резерфордовского обратного рассеяния (POP), EXAFS-спектроскопии и комбинационного рассеяния света (КРС)

В третьей главе экспериментально установлена зависимость морфологии, структуры и состава Ge/Si гетеро-структур от параметров ионного облучения и условий эпитаксиального роста. Проводились эксперименты трёх видов: 1) обычная эпитаксия из молекулярного пучка; 2) облучение непрерывным пучком ионов Ge+ в процессе эпитаксии; 3) облучение импульсным пучком в моменты времени, соответствующие началу роста нового слоя при двумерно-слоевом росте1.

Обнаружено, что облучение непрерывным пучком ионов Ge+ в процессе гетероэпитаксии Ge/Si приводит к уменьшению числа осцил-ляций интенсивности зеркального рефлекса ДБЭ в диапазоне температур подложки 250-350°С (рис. 1а). Это свидетельствует об уменьшении критической толщины пленки Ge, при которой происходит переход от двумерно слоевого (2D) к трехмерному (3D) островковому росту, при облучении пучком ускоренных собственных частиц. Этот вывод подтверждается также данными СТМ (рис. 16): структуры, выращенные на Si(lll) при обычной МЛЭ, содержали только 2D островки, в то время как на структурах, полученных при непрерывном и импульсном ионном воздействии, обнаружены 3D островки в форме пирамид. Все три типа структур, представленные на рис. 16, имели одинаковую эффективную толщину осаждённого слоя Ge - 3 бислоя.

Осцилляции интенсивности зеркального рефлекса ДБЭ (а) и снимки участков поверхности (300 х 300 нм), полученных методом СТМ (б):

1 - обычная эпитаксия из молекулярного пучка;

2 - облучение непрерывным пучком ионов германия в процессе эпитаксии; 3 - облучение импульсным пучком ионов в процессе эпитаксии. Температура роста 350°С, плотность молекулярного потока 2Т0|4см"2с"', степень ионизации 0.5%, энергия ионов Ое+ в пучке - 230 эВ, длительность ионного тока — 0.5 с, количество осаждённого германия - 3 бислоя.

Моменты времени определялись в соответствии с периодом ДБЭ - осцилляции.

10 20 30 40 Ь, нм

Рис. 2. СТМ - изображения (200 х 200 нм) поверхности с ЗО островками, полученные после осаждения 5 МС германия на подложку 51(100) при температуре 350°С, и соответствующие им распределения островков по размерам (п -количество островков, Ь - латеральный размер) для трёх типов экспериментов: (а) - МЛЭ; (б) -МЛЭ с импульсным ионным облучением; (в) - МЛЭ с непрерывным ионным облучением. Энергия ионов 140 эВ.

При большем количестве осаждённого материала трёхмерные островки наблюдаются во всех трёх типах экспериментов, как на подложках $¡(111), так и на 31(100). Однако основные параметры массива островков (плотность, средний размер островков и дисперсия их размеров) существенно изменяются при ионном облучении — плотность островков увеличивается, а средний размер уменьшается (рис. 2). Особенно ярко эти эффекты проявляются при импульсном облучении. Так, при температуре роста 350°С и количестве осаждённого материала 5 монослоёв на 31(100) плотность увеличивается с 10" см-2 до 7-10" см-2, средний размер уменьшается с 22 нм до 6.5 нм. Кроме того, импульсный режим ионного воздействия уменьшает разброс размеров островков (с 16% до 11% — см. рис. 2). Процесс упорядочения островков Ое по размеру связан, по-видимому, с одномоментным (в пределах длительности импульса) зарождением островков ве после завершения роста каждого слоя.

Исследования морфологии поверхности методом СТМ проводились при различных температурах роста и энергиях ионов. На рис. 3 показана плотность островков как функция

температуры роста. Видно, что плотность островков, наблюдаемая при импульсном ионном облучении, превосходит плотность островков, наблюдаемую при обычной МЛЭ, во всем исследуемом температурном диапазоне. Влияние ионного воздействия на плотность островков ослабевает в области высоких температур >350°С, что может быть связано с отжигом центров зарождения островков, вводимых ионным облучением.

Рис 3 Температурная зависимость поверхностной плотности трехмерных островков 1 - МЛЭ ве на 81(100), 2 -МЛЭ с импульсным (0 5с) облучением ионами Ое+ с энергией 140 эВ Скорость осаждения ве - 0 1 МС/с Эффективная толщина осажденного слоя йе - 5 МС

Рис 4 Зависимость плотности трехмерных островков ве на $1(100) от энергии ионного пучка Гетероструктуры с островками выращивались методом МЛЭ в условиях импульсного ионного облучения при температуре 350°С Скорость осаждения Ое - 0 1 МС/с Эффективная толщина осаждённого слоя ве - 5 МС

По мере увеличения энергии ионов плотность островков возрастает, достигая максимального значения при энергиях 100 - 150 эВ, а затем начинает падать (рис 4) Характерный размер островков имеет обратную зависимость от энергии, достигая минимума при 100 - 150 эВ Немонотонная зависимость плотности островков от энергии ионов указывает на существование некоторой оптимальной энергии, при которой вводятся центры зарождения

Отметим, что максимальная плотность островков Ge ((9 ±0 7) 10исм"2) на поверхности Si(100) по порядку величины близка к интегральному потоку ионов (7 8 10псм"2) Следовательно, для выбранных условий эксперимента значительная часть введенных ионным облучением изменений на поверхности становится центрами преимущественного зарождения трехмерных островков Соотношение между плотностью островков и потоком ионов для поверхности Si(100) на 2 порядка отличается от аналогичного соотношения на поверхности Si(lll) По нашему мнению, причиной этого различия является более высокая стабильность поверхности (111) по переходу от двумерного к трехмерному росту

Методом ДБЭ проведено экспериментальное исследование эволюции формы трёхмерных островков в процессе гетероэпитаксии Ge на Si(100) из ионно-молекулярных пучков Переход к трехмерному росту на картине ДБЭ характеризуется появлением точечных рефлексов (рис 5, б, в, г), связанных с дифракцией электронного пучка при прохождении через объем

Рис.5. Дифракционные картины, полученные в процессе гетероэпитаксии ве на $¡(100) (в азимуте [110]): (а), (6) - без ионного облучения; (в), (г) - с импульсным (0.5 с) облучением ионами ве+ с энергией ~ 100 эВ. Температура подложки - 350°С. Эффективная толщина осажденного ве: (а), (в) - 3 МС и (б), (г) - б МС.

Картины ДБЭ соответствуют: (а)-атомарно гладкой поверхности 31(100); (б), (в) — формированию Ли/-островков с гранями {105}; (г) - росту с!оте-островков. 0 - угол между зеркальным рефлексом и тяжем, возникающим из-за рассеяния электронов на гранях {113} островков.

На вставках схематически изображены островки.

трехмерных островков. Изменение огранки 3D островков (переход от hut (рис.5, в) к dome (рис.5, г)) фиксировались по появлению дополнительных рефлексов ДБЭ, сформированных рассеянием электронов на гранях островков. На основе полученных данных была построена

кинетическая диаграмма фазовых состояний пленки Ge в процессе гетероэпитаксии Ge на Sí(lOO) (рис. 6), где показаны области послойного роста, роста hut- и dome-островков в зависимости от температуры подложки и толщины осаждённого Ge. Обнаружено, что импульсное ионное облучение приводит к переходу от 3D островков в форме hut к dome - островкам при меньших эффективных толщинах

осажденного материала.

Определены условия роста, при которых можно получить кристаллические структуры Ge/Si с плотным, однородным массивом

О '

к к

ю Н

400- f\ ^ domes

350- IT Ti т\

300- 2D \Т \: huts Nj Тч

250- н

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Эффективная толщина плёнки Ое, МС

Рис. 6. Кинетическая диаграмма фазовых состояний пленки Ое в процессе гетероэпитаксии 0е/81(100).

Серые линии - молекулярно-лучевая эпитаксия; черные - МЛЭ с импульсным ионным облучением. Энергия ионов 100 эВ.

12

"Г

нанокристаллов Ge (плотность 3D островков > 1012 см"2, средний размер < 10 нм, дисперсия по размерам ~ 11%) температура подложки 300-350°С, энергия ионов в диапазоне 130-150 эВ, интегральная плотность ионного потока порядка 1012 см"2

По данным POP, наиболее совершенные структуры2, с выходом обратного рассеяния %=2 5%, были получены в режиме импульсного облучения с эффективным числом осажденных слоев Ge <5 МС при температуре 350°С Величина % возрастает с увеличением энергии ионов (свыше 150 эВ) и при переходе к непрерывному ионному облучению

Методом ПЭМ было показано, что островки Ge, выращенные в условиях непрерывного ионного облучения, имеют размер ~ 20 нм и содержат дислокации При этих же параметрах роста пленки (температура, скорость осаждения) в условиях импульсного ионного облучения образуются островки размером меньше 10 нм, не содержащие дислокаций Исследования методами КРС и EXAFS-спектроскопии показали, что импульсное ионное облучение в процессе роста гетероструктур не приводит к существенному перемешиванию слоев Ge и Si в исследованной области температур Содержание германия в квантовых точках составляет около 75%

В четвертой главе приводятся результаты численного моделирования на основе двух моделей ионно-стимулированного зарождения наноостровков Ge на Si и проводится сравнение с экспериментом Модели отражают две точки зрения на то, как низкоэнергетическое (~100эВ) ионное облучение воздействует на зарождение и рост островков Первая точка зрения заключается в том, что ионы малых энергий приводят к генерации адатомов и поверхностных вакансионных кластеров в виде ямок моноатомной глубины, которые в свою очередь становятся центрами зарождения островков Вторая заключается в том что, наряду с указанными процессами, облучение низкоэнергетическими ионами приводит к генерации междоузельных атомов и вакансий на глубине нескольких атомных слоев от поверхности, которые создают дополнительную деформацию поверхности, тем самым влияя на зарождение и рост островков

Первая модель являлась обобщением стандартной Монте-Карло модели эпитаксиального роста плёнок, предложенной Введенским [24], Хансоном и др [25] В модели предполагалось, что вблизи границ островков наличие упругих деформаций из-за несовпадения постоянных решеток пленки - подложки уменьшает энергию связи краевых атомов и повышает вероятность их диффузионных переходов в вышележащие атомные слои, что может приводить в определенных условиях роста к трансформации 2D островков в 3D островки Эффект упругой деформации

2 Степень совершенства структур определяется по выходу обратного рассеяния частиц (х) В совершенных кристаллах для ориентации (100) величина % я 3%

учитывался в виде слагаемого Eslram в выражении для энергии активации поверхностной диффузии адатома Еа

Еа= щ Ei + п2Ег - Estram, (1)

где щ и И2 - число первых и вторых соседей адатома, соответственно, EihEz- константы энергии связи, Es,rmn - энергии упругой деформации в расчете на атом Величина Estram предполагалась зависящей только от размеров островка

Наряду с поверхностной диффузией и осаждением атомов из молекулярного пучка, в модель были включены следующие элементарные процессы, вызванные облучением низкоэнергетическими ионами 1) распыление материала, 2) генерация адатомов и поверхностных вакансионных кластеров, 3) ионно-стимулированное увеличение диффузионной подвижности адатомов

Результаты численных экспериментов на основе данной модели показали, что генерация адатомов и увеличение диффузионной подвижности адатомов приводит к стимулированию 2D => 3D перехода в процессе роста Причем генерация адатомов и поверхностных вакансионных кластеров является основным механизмом воздействия непрерывного ионного облучения, изменяющим кинетику роста островков В этом случае наблюдалось уменьшение размера островков и увеличение их плотности по сравнению с эпитаксией без ионного облучения, что согласуется с данными экспериментов по гетероэпитаксии Ge/Si(lll) из ионно-молекулярных пучков

Вторая модель реализует идею о том, что облучение ионами приповерхностных слоев германия приводит к генерации междоузельных атомов и вакансий на глубине нескольких атомных слоев, которые создают дополнительную деформацию поверхности, влияя тем самым на рост и зарождение островков Кристалл моделировался двумерной решеткой, состоящей из атомов Si и Ge Узлы решётки могут быть свободными или занятыми атомами двух видов Эволюция кристалла во времени моделировалась методом Монте-Карло Она состояла из процессов двух типов прыжков атомов в незанятую позицию и поступления новых атомов сверху Вероятности прыжков имеют активационный характер, причем так же как в первой модели энергия активации зависит от числа первых и вторых соседей

Новым элементом нашей модели является линейная зависимость энергии связи адатома с поверхностью от величины поверхностной деформации, что соответствует результатам расчетов из первых принципов (ab initio) [26, 27] В модели предполагается, что энергия связи адатома с поверхностью увеличивается при деформации растяжении (s > 0), тогда как при деформации сжатия (s < 0) уменьшается

Рис. 7. Расчетная морфология поверхности и распределение островков по размерам, полученные после моделирования осаждения 5 МС германия при температуре 350°С для следующих случаев: а, б - обычная МЛЭ; в, г - МЛЭ с введением вакансионных кластеров (15 кластеров по 9 вакансий расположенных на глубине 5 МС); д, е - МЛЭ с генерацией кластеров междоузельных атомов (15 кластеров по 9 междоузельных атомов на глубине 5 МС); ж - фрагмент расчета структуры для случая д. Средний размер основания островков (Ь) и разброс по размерам составляют 14.3 ± 1.3 нм (б), 12.9 ± 2.9 нм (г), 7.9 ± 0.8 нм (в).

Расчет деформаций проводился с помощью атомистической модели Китинга, в которой упругая энергия зависит от длины связей атомов и углов между ними. В модель закладывалось рассогласование параметров решёток Ge и Si (4%). Слагаемое £stra¡n, входящее в энергию активации согласно (1), предполагалось пропорциональным хх-компоненте тензора деформации, которая описывает латеральное растяжение или сжатие кристалла. Ионное воздействие рассматривалось как источник дополнительных искажений решётки. Предполагалось, что при импульсном ионном воздействии в определённый момент времени в растущий кристалл вводятся либо вакансии, либо междоузельные атомы. Вакансии или междоузельные атомы располагались вблизи границы раздела Ge/Si и были собраны в кластеры. Размер кластера варьировался от 5 до 15 атомов, глубина залегания от 3 до 5 МС.

Рис 8 Расчетные зависимости плотности трехмерных островков N от количества веденных ионным пучком кластеров С МЛЭ с кластерами междоузельных атомов (1) размер кластера составляет 9 междоузельных атомов, удаленность от исходной поверхности (глубина залегания) — 5 МС, (2) размер кластера - 9 междоузельных атомов, глубина залегания - 3 МС, (3) размер кластера — 15 междоузельных атомов, глубина залегания 5 МС, (4) МЛЭ с вакансионными кластерами (кластеры состоят из 9 вакансий и расположены на глубине 5 МС), (5) экспериментальная зависимость плотности островков от интегрального потока ионов полученная из данных, приведенных на рис 3 (более детальная информация присутствует в тексте статьи) Эффективная толщина осажденного слоя ве - 5 МС, скорость осаждения - 0 1 МС/с, температура поверхности - 350 °С

Рис. 9 Температурные зависимости изменения плотности островков в результате импульсного ионного воздействия Ш - разность между значениями плотности островков, полученных в процессе гетероэпитаксии с импульсным ионным воздействием и гетероэпитаксии без ионного облучения 1 - расчетная зависимость для гетероэпитаксии с кластерами междоузельных атомов, 2 - экспериментальная зависимость, 3 - расчетная зависимость для гетероэпитаксии с вакансионными кластерами

На рис 7 показаны изображения трехмерных островков и соответствующие им распределения по размерам, полученные на основе модельного расчета для следующих случаев 1) обычная гетероэпитаксия из молекулярного пучка, 2) гетероэпитаксия с введением только кластеров междоузельных атомов, 3) гетероэпитаксия с генерацией вакансионных кластеров Из рисунка хорошо видно, что оба типа кластеров являются центрами зарождения трёхмерных островков, что способствует увеличению их плотности и уменьшению среднего размера Однако при прочих равных условиях кластеры междоузельных атомов оказывают более сильное влияние на кинетику роста островков, чем вакансионные кластеры

На рис 8 представлены расчетные и экспериментальные зависимости плотности островков от количества введенных ионным пучком кластеров Кривая №2, полученная при расчетах с кластерами междоузельных атомов, ближе к экспериментальной зависимости (№5) по своим значениям Было установлено, что эффект увеличения плотности трёхмерных островков имеет место только в области малой плотности кластеров междоузельных атомов, не более 1012 см"2

При этом плотность островков достигает максимального значения примерно 1012 см'2, а затем начинает уменьшаться Это означает, что вероятность аннигиляции центров зарождения становится тем выше, чем больше нарушений вводится ионным пучком Дело в том, что кластеры междоузельных атомов и вакансий, вводимые ионным пучком в приповерхностный объём кристалла, создают на его поверхности как области локального растяжения, так и сжатия В областях сжатия энергия связи адатома с поверхностью уменьшается, и материал начинает эффективно уходить из этих областей Это, по-видимому, приводит к выходу кластера междоузлий (вакансий) на поверхность и его дальнейшей аннигиляции При увеличении концентрации вводимых центров их деформационные поля перекрываются, и это приводит к увеличению вероятности их выхода на поверхность Таким образом, после некоторого значения интегрального ионного потока происходит эффективная аннигиляция центров зарождения, приводящая к падению плотности островков Для вакансионных кластеров эффект увеличения плотности островков оказался заметно слабее (кривая 4, рис 8)

На рис 9 показана температурная зависимость эффекта возрастания плотности островков в результате импульсного ионного воздействия Моделирование в области температур от 300 до 400°С показало, что с повышением температуры средний размер островков увеличивается, плотность уменьшается Из рисунка хорошо видно, что так же, как в эксперименте, эффект ионного воздействия ослабевает с увеличением температуры роста Однако при гетероэпитаксии с введением кластеров междоузельных атомов эффект возрастания плотности островков заметно сильнее, чем при гетероэпитаксии с введением вакансионных кластеров

Обе модели качественно воспроизводят эффекты ионного воздействия, наблюдаемые в эксперименте В частности, средние размеры островков уменьшаются в 2 - 4 раза, их плотность возрастает в 4 — 10 раз Таким образом, воздействие ионами как на поверхность, так и на приповерхностный объем растущего кристалла может обеспечить наблюдаемые изменения морфологии Однако на основе количественного сопоставления данных моделирования с экспериментом мы заключили, что основной причиной увеличения плотности островков и уменьшения их размеров является внедрение междоузельных атомов или вакансий в объем растущего кристалла на глубину несколько монослоев, как предполагалось во второй модели Дело в том, что морфологические изменения поверхности, созданные за время действия ионного импульса практически сразу залечиваются после его прекращения, слабо меняя поверхностную плотность островков Поэтому первая модель дает удовлетворительное согласие с экспериментом только в условиях непрерывного ионного облучения в процессе гетероэпитаксии

В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Предложен метод зарождения однородного массива нанокристаллов Ge на Si с помощью импульсного воздействия в определенные моменты времени (по степени заполнения атомного слоя) собственными низкоэнергетическими ионами Ge+ при осаждении из молекулярных пучков

Методом сканирующей туннельной микроскопии в сочетании с дифракцией быстрых электронов обнаружено, что ионное облучение поверхности при эпитаксии Ge на Si (100) и (111) приводит к уменьшению критической толщины пленки Ge на 1-2 атомных слоя, при которой происходит переход от двумерно-слоевого к трехмерному росту Экспериментальные исследования зарождения и роста трехмерных островков при гетероэпитаксии Ge на Si из молекулярных пучков в условиях импульсного облучения низкоэнергетическими ионами Ge+ показали, что при определенных значениях интегрального потока ионов (< 1012 см"2), энергии ионов (100 - 150 эВ) и температуры подложки (250 - 400°С) происходит уменьшение среднего размера островков Ge < 10 нм, увеличение плотности островков Ge > 1012 см 2, уменьшение дисперсии по размеру до 10% Обнаружено, что импульсное ионное облучение растущей гетероструктуры Ge/Si(100) в области температур 250 — 350°С вызывает изменение огранки трёхмерных островков (переход от hut- к cfome-островкам) при меньших эффективных толщинах осажденного материала, по сравнению с МЛЭ без ионного облучения

Найдены условия, при которых импульсное ионное облучение, используемое при осаждении Ge, не приводит к формированию протяженных дефектов По данным метода резерфордовского обратного рассеяния, наиболее совершенные кристаллические структуры с нанокластерами GexSii_f были получены в режиме импульсного облучения с эффективным числом осажденных слоев Ge <5 при температуре 350°С, энергии ионов в диапазоне 100 - 150 эВ Содержание Ge в нанокластерах составляет около 75% (по данным комбинационного рассеяния света)

Предложена модель ионно-стимулированного роста наноостровков Ge на поверхности Si, включающая в себя осаждение из молекулярного пучка, поверхностную диффузию адатомов, генерацию междоузельных атомов и вакансий ионным пучком в приповерхностном объеме растущего слоя Предполагалось, что поверхностная деформация изменяет энергию связи адатома с поверхностью В модели учитывалась как

деформация, возникающая за счет рассогласования решеток Ge и Si, так и дополнительная деформация, обусловленная генерацией вакансий и междоузельных атомов в приповерхностном слое

Расчет на основе предложенной модели показал, что в местах столкновения ионов с поверхностью формируются центры преимущественного зарождения трехмерных островков Такими центрами служат области локального растяжения, возникающие над кластерами междоузельных атомов или вакансий, введенных ионным воздействием

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ

1 Двуреченский А В, Зиновьев В А, Кудрявцев В А, Смагина Ж В Эффекты низкоэнергетического ионного воздействия при гетероэпитаксии Ge/Si из молекулярных пучков - Письма в ЖЭТФ, 2000, т 72, вып 3, с 190-194

2 Двуреченский А В , Зиновьев В А, Смагина Ж В Эффекты самоорганизации ансамбля наноостровков Ge при импульсном облучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии на Si -Письма в ЖЭТФ, 2001, т 74, вып 5, с 296-299

3 Dvurechenskn А V, Zinovyev V А, Kudryavtsev V А, Smagrna J V , Novikov Р L , and

Teys S A Ion-Beam Assisted Surface Islanding During Ge MBE on Si - Phys Low-Dim Struct, 2002, 1/2, p 303-314

4 Двуреченский А В , Смагина Ж В , Зиновьев В А , Армбристер В А , Володин В А, Ефремов М Д Элементный состав нанокластеров, формируемых импульсным облучением низкоэнергетическими ионами в процессе эпитаксии Ge/Si — Письма в ЖЭТФ, 2004, т 79, вып 7, с 411-415

5 Dvurechenskn А V, Smagma J V, Zinovyev V А, Teys S A, Gutakovskn А К , Groetzschel R Modification of Growth Mode of Ge on Si by Pulsed Low-Energy Ion-Beam Irradiation — Intern J Nanoscience, 2004, v 3,Nl&2,p 19-27

6 Dvurechenskn A V, Smagrna J V, Armbnster V A, Zinovyev V A , Novikov P L , Teys S A , Groetzschel R Ge/Si nanostructures with quantum dots grown by юп-beam-assisted heteroepitaxy -In Quantum Dots Fundamentals, Applications and Frontiers, ed В Joyce, P Kelires, A Naumovets, and D Vvedensky, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 2005, p 135-144

7 Dvurechenskn A V, Smagma J V, Groetzschel R, Zinoviev V A, Armbnster V A, Novikov P L, Teys S A, Gutakovsku А К Ge/Si quantum dot nanostructures grown with low-energy ion beam-epitaxy - Surface & Coating Technology, 2005, v 196, No 1-3, p 25-29

8 Эренбург С Б, Бауск Н В, Двуреченский А В, Смагина Ж В, Ненашев А В, Никифоров А И, Мансуров В Г, Журавлев К С, Торопов А И Применение XAFS-

спектроскопии для исследования микроструктуры и электронного строения квантовых точек - Поверхность Рентгеновские, Синхронные и Нейтронные Исследования, 2007, № 1, с 31-40

9 Смагина Ж В, Зиновьев В А, Ненашев А В , Двуреченский А В Армбристер В А, Тийс С А Самоорганизация Ge наноостровков при импульсном облучении пучком низкоэнергетических ионов в процессе гетероэпитаксии Ge/Si(100) - ЖЭТФ, 2008, т 133, вып 3, с 593

Цитируемая литература

[1] Jacak L , Hawrylak Р, Wojs A Quantum dots- Berlin Springer-Verlag, 1998 -176p

[2] Kouwenhoven L P , Austing D G, and Tarucha S Few-electron quantum dots - Rep Prog Phys , 2001, v 64, p 701-736

[3] Алферов Ж И История и будущее полупроводниковых гетероструктур - ФТП, 1998, т32, вып 1, с 3-17

[4] Якимов А И, Двуреченский А В, Степина Н П, Никифоров А И, Ненашев А В Эффекты электрон-электронного взаимодействия в оптических свойствах точек Ge/Si — ЖЭТФ, 2001, т 119, вып 3, с 574 - 589

[5] KingY С, King Т J, and Ни С Change-trap memory device fabricated by oxidation ofSii.xGex -ШЕЕ Trans Electron Devices, 2001, v 48, p 696

[6] Леденцов H H, Устинов В M, Щукин В А , Копьев П С, Алферов Ж И, Бимберг Д Гетероструктуры с квантовыми точками получение, свойства, лазеры - ФТП, 1998, т 32, вып 4, с 385-410

[7] Пчеляков О П, Болховитянов Ю Б , Двуреченский А В , Никифоров А И , Якимов А И , Фойхтлендер Б Кремний-германиевые наноструктуры с квантовыми точками механизмы образования и электрические свойства - ФТП, 2000, т 34, вып 11, с 1281-1299

[8] Peng С S , Huang Q, Cheng W Q, Zhou J M, Zhang Y H, Sheng T T, Tung С H Improvement of Ge self-organized quantum dots by use of Sb surfactant - Appl Phys Lett, 1998, v 72, № 20, p 2541-2543

[9] ShMyaev A A , Shibata M, Ichikawa M High-density ultrasmall epitaxial Ge islands on St(lll) surfaces with a Si02 coverage - Phys Rev B, 2000, v 62, №3, p 1540 - 1543

[10] Barski A, Denvaz M, Rouviere J L, and Buttard D Epitaxial growth of germanium dots on Si(001) surface covered by a very thm silicon oxide layer - Appl Phys Lett, 2000, v 77, №22, p 3541-3543

[11] Никифоров А И, Ульянов В В , Пчеляков О П, Тийс С А, Гутаковский А К Рост и структура наноостровков Ge на атомарно-чистой поверхности окиси Si — ФТТ, 2004, т 46, № 1, с 80-82

[12] Востоков Н В, Дроздов Ю Н, Красильник 3 Ф, Лобанов Д Н, Новиков А В, Яблонский А Н, Stoffel М, Denker U, Schmidt О G, Горбенко О М, Сошников И П Влияние предосаэюдеия Sii.xGex слоя на рост SiGe/SifOOl) самоформирующихся островков -ФТТ, 2005, том 47, вып 1, с 29-32

[13] Zhu J, Brunner К, Abstreiter G Two-dimensional ordering of self-assembled Ge islands on vicinal Si(001) surfaces with regular ripples -Appl Phys Lett, 1998, v 73, № 5, p 620-622

[14] Stangl J , Holy V , Bauer G Structural properties of self-organized semiconductor nanostructures - Reviews of Modern Physics, 2004, v 76, p 725-783

[15] Yakrmov A I, Dvurechenskii A V, Volodin V A, Efremov M D, Nikiforov A I, Mikhalyov G Yu, Gatskevich E I, and Ivlev G D Effect of pulsed laser action on hole-energy spectrum of Ge/Si self-assembled quantum dots -Phys Rev B, 2005, v72, p 115318

[16] Hemig К -H, Stock D , Boettger H, Zmovyev V A, Dvurechenskii A V, Aleksandrov L N Formation of double-height Si(100) steps by sputtering with Xe ions — a computer simulation — Proceeding of MRS Symposium, Materials Research Society, Pittsburgh, 1994, v316, p 10351040

[17] Zmovyev V A, Aleksandrov L N, Dvurechenskii A V, Heimg K-H, Stock D Modelling of layer-by-layer sputtering of Si(lll) surfaces under irradiation with low-energy ions — Thin Solid Films, 1994, v 241, p 167-170

[18] Двуреченский А В, Зиновьев В А, Марков В А, Механизм структурных изменений поверхности кремния импульсным воздействием низкоэнергетическими ионами при эпитаксии из молекулярного пучка -ЖЭТФ, 1998, т 67, с 2055-2064

[19] Ditchfield R, Seebauer Е G Semiconductor surface diffusion Effects of low-energy ion bombardment -Phys Rev B,2001, v 63, 125317

[20] Bedrossian P , Houston J E , Tsao J Y , Chason E , Picraux S T Layer—by-layer Sputtering and Epitaxy ofSi (100) -Phys Rev Lett, 1991, v 67, №1, p 124-127

[21] Rabalais J W, Al-Bayati A H, Boyd К J, Matron D , Kulik J , Zhang Z , and Chu W К Ion effects in silicon-beam epitaxy - Phys Rev В , 1996, v 53, № 16, p 10781-10792

[22] Yamada I, Usui H, Tanaka S , Dahmen U , and Westmacott К H Atomic Resolution of the structure and Interface of Aluminum Films Deposited Epitaxially on Silicon by Ionized Cluster Beam Method - J Vac Sci Technol A, 1990, v 8, № 3, p 1443-1446

[23] Rosenfeld G, Poelsema B , Comsa G The concept of two mobilities in homoepitaxial growth - J Crystal Growth, 1995, v 151, p 230-233

[24] Vvedensky D D , Clarke S Recovery kinetics during interrupted epitaxial growth - Surf Sci, 1990, v 225, p 373 -389

[25] Hansson G V , Larsson M I Initial stages of Si molecular beam epitaxy on Si(IIl) studied with reflection high-energy electron-diffraction intensity measurements and Monte Carlo simulation -Surf Sci, 1994, v 321, p 1255-1260

[26] Kratzer P , Penev E, Scheffler M First-principles studies of kinetics in epitaxial growth of II1-V semiconductors - Appl Phys A, 2002, v 75, p 79-88

[27] Huang L, Feng Liu, and Gong X G Strain effect on adatom binding and diffusion in homo- and heteroepitaxies of Si and Ge on (001) surfaces -Phys Rev B, 2004, v 70,155320

Подписано к печати 19 февраля 2008г

Тираж 100 экз Заказ № 715 Отпечатано "Документ-Сервис", 630090, Новосибирск, Институтская 4/1, тел 335-66-00

5 - среднеквадратическое отклонение от среднего размера островка . vjep- скорость осаждения материала Eel ~ упругая энергия решетки

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

§1.1. Формирование гетероструктур Ge/Si.

1.1.1. Механизмы формирования трёхмерных островков в процессе гетероэпитаксии.

1.1.2. Морфологические перестройки в гетероструктурах Ge/Si.

1.1.3. Сверхструктурные переходы в процессе эпитаксии Ge на Si(l 11).

1.1.4. Сверхструктурные переходы в процессе эпитаксии Ge на Si(100).

1.1.5. Способы управления процессом эпитаксии в системе Ge/Si.

1.1.5.1. Температура и скорость осаждения.

1.1.5.2. Влияние состава осаждаемого материала.

1.1.5.3. Присутствие дополнительных химических элементов

1.1.5.4. Предосаждение слоя Si\.xGex.

1.1.5.5. Облучение низкоэнергетическими ионами.

1.1.5.6. Дополнительные пути управления характеристиками массивов самоформирующихся островков.

§ 1.2. Ионное облучение как способ управления ростом эпитаксиальных пленок.

1.2.1. Физические процессы при взаимодействии ионов с твердым телом.

1.2.1.1. Шкала энергий ионов.

1.2.1.2. Упругие и неупругие столкновения.

1.2.1.3. Приближение парных столкновений и молекулярная динамика.

1.2.1.4. Локальная модификация поверхности, генерация адатомов.

1.2.1.5. Сверхструктурные переходы.

1.2.1.6. Стимуляция зародышеобразования.

1.2.1.7. Распыление, создание дефектов в приповерхностном слое, выглаживание.

1.2.2. Влияние ионного пучка на процесс роста пленок.

1.2.2.1. Энергия ионного пучка.

1.2.2.2. Плотность ионного пучка.

1.2.2.3. Длительность воздействия ионным пучком.

В конце 1980-х годов прогресс в физике и технологии двумерных гетероструктур с квантовыми ямами привлёк внимание многих учёных к изучению систем, обладающих ещё меньшей размерностью — квантовых проволок и квантовых точек (КТ) [1]. Квантовые точки представляют собой предельный случай систем с пониженной размерностью: движение носителей заряда в них ограничено во всех трёх направлениях, а энергетический спектр носителей — дискретный. В настоящее время ведутся работы по созданию новых устройств электроники и оптоэлектроники на основе гетероструктур с квантовыми точками: транзисторов [2, 3], быстродействующих элементов электронной памяти [4, 5], узкополосных светодиодов [6], гетеролазеров с излучением нужного цвета [7], фотоприемников ИК-диапазона [8, 9], квантовых компьютеров [10].

В последние несколько лет наметились перспективы использования полупроводниковых материалов на основе германия и кремния, содержащих нанокристаллы Ge, "встроенные" в матрицу Si. Такие нанокристаллы выступают в роли квантовых точек, т. к. в них происходит локализация носителей заряда во всех трёх направлениях [13]. Интерес к нанокластерам Ge в Si связан с рядом обстоятельств: 1) успехи в разработке технологии получения достаточно однородного по размеру массива нанокластеров Ge; 2) возможность уменьшения размеров нанокластеров до значений, обеспечивающих проявление эффектов размерного квантования и электрон-электронного взаимодействия вплоть до комнатной температуры; 3) совместимость разработанных методов с существующей кремниевой технологией изготовления дискретных приборов и схем.

Для получения гетероструктур Ge/Si с квантовыми точками широко используется метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) [12]. Формирование Ge нанокристаллов (квантовых точек) происходит по механизму Странского-Крастанова. Дисперсия по размерам нанокристаллов в таких структурах достигает 20%. В массиве квантовых точек, как искусственных атомов одного сорта, дисперсия размеров неизбежно приводит к разбросу энергетических уровней связанных состояний носителей заряда, в результате теряются достоинства систем с дискретным спектром состояний. Поэтому актуальной задачей является разработка подходов к улучшению однородности ансамбля КТ.

Другая важная задача заключается в повышении плотности массива нанокристаллов. Данная задача возникает в связи с требованием высокой эффективности лазеров, фотоприемников [13], а также при создании быстродействующих и энергонезависимых элементов памяти [11]. В сочетании с дополнительным требованием на малый размер (<10 нм) это приводит к необходимости формирования массивов КТ со слоевой плотностью не менее 1012 см"2 [7, 12].

В настоящее время развивается несколько подходов, основанных на управлении зарождением и ростом нанокристаллов на поверхности в процессе гетероэпитаксии. Например, стимулирование зарождения нанокристаллов путем: предварительного нанесения субмонослойных покрытий примесных элементов (сурьма, кислород) [14-17]; создания напряженного слоя (предварительный рост слоев твердого раствора) [18]; формирования мест зарождения при отклонении от сингулярных плоскостей или травлении локальных областей после прецизионных операций литографии [19, 20]. В работе [21] предложен метод повышения однородности массива квантовых точек Ge/Si, основанный на импульсном лазерном воздействии на структуры с КТ.

Независимую возможность в управлении процессом эпитаксии способно дать воздействие частиц, имеющих достаточно большую энергию по сравнению с энергией тепловых частиц (~ 0.1 эВ) в молекулярном пучке, но недостаточную для интенсивной генерации и накопления дефектов в объеме эпитаксиальной пленки и подложки. Моделирование методом молекулярной динамики показывает, что столкновение низкоэнергетического (-100 эВ) иона с поверхностью полупроводников приводит к генерации адатомов за счет выбивания атомов из приповерхностного слоя толщиной 1-3 монослоя и распылению материала [22]. На месте выбитых атомов на поверхности растущего слоя формируется вакансионный и адатомные кластеры, которые могут служить местами преимущественного зарождения островков новой фазы [22, 23]. Кроме того, ионы, сталкиваясь с поверхностью, могут энергетически стимулировать процессы диффузии и фазового перехода [24, 25].

Известно, что использование «сверхтепловых частиц» при осаждении и эпитаксии приводит к сильным изменениям в кинетике роста и результирующих физических свойствах пленок различных материалов, включая элементарные полупроводники [26-30], полупроводниковые соединения [31,32], металлы [33]. При этом наблюдается ряд физических эффектов: уменьшение глубины рельефа поверхности («выглаживание» поверхности) [34]; снижение температуры эпитаксии полупроводников на несколько сотен градусов [35]; повышение вероятности встраивания элементов при росте из молекулярного пучка [36]; рост совершенных тонких пленок при гетероэпитаксии в условиях большого рассогласования постоянных решеток, при котором в отсутствии низкоэнергетического облучения ионами формируются неупорядоченные системы. Наиболее ярким примером последнего эффекта является рост кристаллической пленки алюминия на кремнии при рассогласовании постоянных решеток до 25% [37].

В ряде работ [38, 24] было показано, что импульсное ионное воздействие обеспечивает дополнительные возможности по сравнению с непрерывным облучением. В частности, кратковременное ионное облучение используется для синхронизации зарождения двумерных островков (2D) и способствует росту плёнки по двумерно-слоевому механизму [38]. Применительно к гомоэпитаксии Si было установлено, что импульсное ионное воздействие меняет реконструкции растущей поверхности и существенно влияет на кинетику роста 2D островков [24].

Таким образом, изменение параметров ионного пучка (энергии, плотности, длительности ионного воздействия) дает возможность независимого управления скоростью основных процессов на поверхности растущей плёнки (скорость зарождения, диффузии). Можно предположить, что ионное воздействие при гетероэпитаксии Ge/Si позволит контролировать процессы, связанные с формированием нанокристаллов Ge, и вьмвить, какие из процессов являются определяющими, установить природу происходящих изменений.

Цель данной работы заключается в вьмвлении эффектов низкоэнергетического ионного воздействия при гетероэпитаксии Ge на Si и в разработке метода формирования нанокристаллов Ge из ионно-молекулярных пучков.

В связи с этим, в настоящей работе решаются следующие задачи:

1) Исследование морфологии и структуры слоев германия при гетероэпитаксии Ge/Si из ионно-молекулярных пучков в зависимости от условий их получения (температуры подложки, энергии ионов, доли ионизации молекулярного потока);

2) Исследование распределения островков Ge на поверхности Si по размерам для молекулярно-лучевой эпитаксии Ge на Si с непрерывным и импульсным облучением низкоэнергетическими (50-250 эВ) ионами;

3) Исследование кристаллического совершенства и элементного состава гетероструктур Ge/Si со встроенными нанокристаллами Ge, сформированными при облучении низкоэнергетическими ионами;

4) Построение модели зарождения наноостровков Ge на поверхности Si при импульсном ионном воздействии в процессе гетероэпитаксии Ge/Si.

Научная новизна настоящей работы заключается в следующем:

1) Обнаружено, что облучение низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии Ge/Si приводит к уменьшению критической толщины псевдоморфного слоя, при которой происходит переход от двумерно-слоевого к трёхмерному росту островков.

2) Впервые показано, что импульсное ионное воздействие в процессе гетероэпитаксии Ge на Si приводит к уменьшению разброса трёхмерных островков по размеру по сравнению с эпитаксией без ионного облучения.

3) Предложена модель и проведены численные эксперименты, показывающие, что деформационные поля, создаваемые кластерами междоузельных атомов и вакансий в приповерхностной области являются центрами зарождения трёхмерных островков.

Практическая ценность. Предложен метод зарождения и роста однородного массива нанокристашюв Ge на Si с помощью импульсного воздействия собственных низкоэнергетических ионов в процессе осаждения из молекулярных пучков. Данный метод может составить основу управления процессом формирования квантовых точек в полупроводниковых наноструктурах.

На защиту выносятся следующие основные положения и результаты:

1) При облучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии Ge на Si (100) и (111) наблюдается уменьшение на 1-2 атомных слоя критической толщины плёнки Ge, при которой происходит переход от двумерно-слоевого к трёхмерному росту.

2) В условиях импульсного ионного облучения определены режимы роста плёнки Ge температура подложки 250 - 300°С, плотность молекулярного потока З-Ю13 - 2-Ю14 см с , интегральный поток ионов < 1012 см"2, энергия ионов 100 - 150 эВ, длительность ионного воздействия 0.5 с), при которых наблюдаются увеличение плотности трёхмерных островков 11 2 12 2

Ge на Si (с 10 см' до 10 см"), уменьшение их среднего размера (с 22 нм до 6.5 нм) и дисперсии по размерам (с 16% до 11%).

3) Найдены условия, при которых гетероструктуры со встроенными нанокристаллами Gei.jSlt, сформированные в процессе эпитаксии с импульсным ионным облучением, не содержат протяженных дефектов. При этом доля германия в островках остается той же, что и при эпитаксии без облучения (-75%).

4) Разработан метод формирования однородного массива нанокристашюв Ge на Si посредством гетероэпитаксии из ионно-молекулярных пучков. Метод основан на периодическом, кратковременном - меньше времени роста монослоя - воздействии собственными низкоэнергетическими ионами Ge+ на стадии начала роста каждого атомного слоя.

5) Предложена модель ионно-стимулированного зарождения трёхмерных островков в процессе гетероэпитаксии Ge/Si. Модель включает в себя осаждение из молекулярного пучка, поверхностную диффузию адатомов и генерацию вакансий и междоузельных атомов ионным пучком в приповерхностном объёме растущей плёнки. В модели предполагается, что вакансии и междоузельные атомы создают дополнительную деформацию поверхностного слоя, которая изменяет энергию связи адатома с поверхностью. Показано, что области локального растяжения поверхности над вакансиями и междоузельными атомами являются центрами преимущественного зарождения островков.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Предложен метод зарождения однородного массива нанокристаллов Ge на Si с помощью импульсного воздействия в определённые моменты времени (по степени заполнения атомного слоя) собственными низкоэнергетическими (-100 эВ) ионами Ge+ при осаждении из молекулярных пучков.

2. Методом сканирующей туннельной микроскопии в сочетании с дифракцией быстрых электронов обнаружено, что ионное облучение поверхности при эпитаксии Ge на Si (100) и (111) приводит к уменьшению критической толщины плёнки Ge на 1-2 атомных слоя, при которой происходит переход от двумерно-слоевого к трёхмерному росту.

3. Экспериментальные исследования зарождения и роста трёхмерных островков при гетероэпитаксии Ge на Si из молекулярных пучков в условиях импульсного облучения низкоэнергетическими ионами Ge+ показали, что при определённых значениях интегрального потока ионов (< 1012 см"2) и энергии ионов (100 - 150 эВ), температуры подложки (250 — 400°С) происходит: уменьшение среднего размера островков Ge < 10 нм, увеличение плотности островков Ge > 1012 см"2, уменьшение дисперсии по размеру до 10%.

4. Обнаружено, что импульсное ионное облучение растущей поверхности в области температур 250 - 350°С вызывает изменение огранки трёхмерных островков (переход от hut-is. Jcwe-островкам) при меньших эффективных толщинах осаждённого материала, по сравнению с МЛЭ без ионного облучения.

5. Найдены условия, при которых импульсное ионное облучение, используемое при осаждении Ge, не приводит к формированию протяженных дефектов^ По данным метода резерфордовского обратного рассеяния, наиболее совершенные кристаллические структуры с нанокластерами GexSiix были получены в режиме импульсного облучения с эффективным числом осажденных слоев Ge <5 при температуре 350°С, энергии ионов в диапазоне 100 — 150 эВ. Содержание Ge в нанокластерах составляет около 75% (по данным комбинационного рассеяния света).

6. Предложена модель ионно-стимулированного роста наноостровков Ge на поверхности Si, включающая в себя: осаждение из молекулярного пучка; поверхностную диффузию адатомов; генерацию междоузельных атомов и вакансий ионным пучком в приповерхностном объеме растущего слоя. Предполагалось, что поверхностная деформация изменяет энергию связи адатома с поверхностью. В модели учитывалась как деформация, возникающая за счет рассогласования решеток Ge и Si, так и дополнительная деформация, обусловленная генерацией вакансий и междоузельных атомов в приповерхностном слое. Расчёт на основе предложенной модели показал, что в местах столкновения ионов с поверхностью формируются центры преимущественного зарождения трёхмерных островков. Такими центрами служат области локального растяжения, возникающие над кластерами междоузельных атомов или вакансий введенных ионным воздействием.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа проводилась в ИФП СО РАН в лаборатории неравновесных полупроводниковых систем под руководством зав. лаб. д. ф.-м. н., проф. А. В. Двуреченского. Содержание диссертации отражено в 9 публикациях:

1. Двуреченский А. В., Зиновьев В. А., Кудрявцев В. А., Смагина Ж. В. Эффекты низкоэнергетического ионного воздействия при гетероэпитаксии Ge/Si из молекулярных пучков. - Письма в ЖЭТФ, 2000, т. 72, вып. 3, с. 190-194.

2. Двуреченский А. В., Зиновьев В. А., Смагина Ж. В. Эффекты самоорганизации ансамбля наноостровков Ge при импульсном облучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии на Si. - Письма в ЖЭТФ, 2001, т. 74, вып. 5, с. 296-299.

3. Dvurechenskii А. V., Zinovyev V. A.,. Kudryavtsev V. A, Smagina J. V., Novikov P. L., and Teys S. A. Ion-Beam Assisted Surface Islanding During Ge MBE on Si. — Phys. Low-Dim. Struct., 2002, 1/2, p. 303-314.

4. Двуреченский А. В., Смагина Ж. В., Зиновьев В. А., Армбристер В. А., Володин В. А., Ефремов М. Д. Элементный состав нанокластеров, формируемых импульсным облучением низкоэнергетическими ионами в процессе эпитаксии Ge/Si. - Письма в ЖЭТФ, 2004, т. 79, вып. 7, с. 411-415.

5. Dvurechenskii А. V., Smagina J. V., Zinovyev V. A., Teys S. A., Gutakovskii A. K., Groetzschel R. Modification of Growth Mode of Ge on Si by Pulsed Low-Energy Ion-Beam Irradiation. — Intern. J. Nanoscience, 2004, v. 3, N 1&2, p. 19-27.

6. Dvurechenskii A. V., Smagina J. V., Armbrister V. A., Zinovyev V. A., Novikov P. L., Teys S. A., Groetzschel R. Ge/Si nanostructures with quantum dots grown by ion-beam-assisted heteroepitaxy. - In: Quantum Dots: Fundamentals, Applications and Frontiers, ed. B. Joyce, P.

Kelires, A. Naumovets, and D. Vvedensky, Kluwer Academic Publishers, Netherlands, 2005, p. 135-144.

7. Dvurechenskii A. V., Smagina J. V, Groetzsche] R., Zinoviev V. A., Armbrister V. A., Novikov P. L., Teys S. A., Gutakovskii А. К Ge/Si quantum dot nanostructures grown with low-energy ion beam-epitaxy. — Surface & Coating Technology, 2005, v.196, No. 1-3, p. 25-29.

8. Эренбург С. Б., Бауск Н. В., Двуреченский А. В., Смагина Ж. В., Ненашев А. В., Никифоров А. И., Мансуров В. Г., Журавлев К. С., Торопов А. И. Применение XAFS-спектроскопии для исследования микроструктуры и электронного строения квантовых точек. - Поверхность: Рентгеновские, Синхронные и Нейтронные Исследования, 2007, № 1, с. 31-40.

9. Смагина Ж. В., Зиновьев В. А., Ненашев А. В., Двуреченский А. В. Армбристер В. А., Тийс С. А. Самоорганизация Ge наноостровков при импульсном облучении пучком низкоэнергетических ионов в процессе гетероэпитаксии Ge/Si(100). - ЖЭТФ, 2008, т. 133, вып. 2.

Результаты, полученные в данной работе, докладывались и обсуждались на: 3-ей Международной конференции по Физике Низкоразмерных Структур (3rd Conference on Physics of Low- Dimensional Structures, Chernogolovka, October, 2001), Y Российской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, сентябрь, 2001), 25-ой Международной конференции по физике полупроводников (25th International Conference on the Physics of Semiconductors, Osaka, Japan, September, 2000), 2-м российско-украинском семинаре ("Нанофизика и наноэлектроника", Киев, 2000), «Кремний-2002» (Новосибирск), 15-й Международной конференции по ионно-лучевым аналитическим методам (15lh International Conference on Ion Beam Analysis, Cairns, Australia, 2001), 5-м Международном Уральском Семинаре по Радиационной Физике Металлов и Сплавов (Снежинск, 2003), 27-ой Международной конференции по физике полупроводников (27 th International Conference on the Physics of Semiconductors, Flagstaff, Arizona, USA, July,2004), Кремний — 2004 (Иркутск), VII всероссийском семинаре «Физические и физико-химические основы ионной имплантации» (Нижний Новгород, октября, 2004), VI Международном Уральском Семинаре по Радиационной физике металлов и сплавов (Снежинск, 2005), Международной конференции по взаимодействию ионов с поверхностью ВИП-2005 (Звенигород, август), V Национальной конференции по применению Рентгеновского, Синхротронного излучений, Нейтронов и Электронов для исследования наноматериалов и наносистем (Москва, 2005), VII Всероссийской конференции "Физикохимия ультрадисперсных (нано) систем" (Звенигород, 2005), Международной конференции по Микро- и наноэлектронике (International Conference "Micro- and nanoelectronics 2005", October, Zvenigorod), 14-й Международной конференции «Наноструктуры: физика и технология» (14th international symposium "Nanostructures: physics and technology", June, St Petersburg, 2006), 15-м Международном симпозиуме «Наноструктуры: физика и технология» (15th Int. Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", Novosibirsk, June, 2007), 5-ой Международной конференции по кремниевой эпитаксии и гетероструктурам (5th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures, Marseille, 2007), Международной конференции «Микро-и наноэлектроника - 2007, Zvenigorod, October, 2007), VIII Российской конференции по физике полупроводников (Екатеринбург, 2007).

Работа выполнялась в рамках проектов: РФФИ №99-02-17196, №02-02-16020, № 06-0208077, INTAS №2001-0615, федеральной НТП (контракт 40.012.1.1.1153) и программы «Поверхностные атомные структуры», проект № 4.2.99.

В заключение автор считает своим долгом выразить искреннюю благодарность научному руководителю д. ф.-м. н, профессору А. В. Двуреченскому за руководство и постоянную помощь в работе.

Автор признателен к. ф.-м. н. В.А. Зиновьеву за всестороннюю помощь в работе и полезное и конструктивное обсуждение основных результатов проводимых исследований; к. ф.-м. н. А.В. Ненашеву — за помощь в проведении численных экспериментов и участие в подготовке диссертационной работы; В.А. Кудрявцеву и В.А. Армбристеру — за помощь в проведении экспериментальных работ, к. ф.-м. н. С.А. Тийсу — за получение СТМ-изображений изучаемых структур, д. ф.-м. н. А.К. Гутаковскому, к. ф.-м. н. Н.П. Стёпиной, к. ф.-м. н. В.А. Володину, к. ф.-м. н. С.Б. Эренбургу (Институт неорганической химии СО РАН) и д-ру Р. Грёцшелю (исследовательский центр Россендорф, Германия) — за характеризацию образцов методами ПЭМ, ФЛ, КРС, EXAFS и POP.

Автор благодарен к. ф.-м. н. Л.В. Соколову за интерес к работе и полезное обсуждение ряда вопросов, связанных с экпериментальными методиками.

Автор выражает благодарность всем сотрудникам лаборатории неравновесных полупроводниковых систем за участие в обсуждении результатов работы и создание творческой атмосферы при решении поставленных задач.

1. Алферов Ж. И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур. — ФТП, 1998, т.32, вып. 1, с. 3-17.

2. Zhuang L., Guo L., Chou S. Y., Silicon single-electron quantum dot transistor switch operating at room temperature. Apple. Phys. Lett., 1998, v. 72, № 10, p. 1205-1207.

3. Dilger M., Haung R. J., Eberl K., von Klitzing K. Single-electron transistors with a self-assembled quantum dot. Semicond. Sci. Technol., 1996, v. 11, p. 1493-1497.

4. Tiwari S., Rana F., Hanafi H., Harstein A., Crabbe E. F., Chan K. A silicon nanocrystals based memory. — Appl. Phys. Lett., 1996, v. 68, №10, p. 1377-1379.

5. Guo L., Leobandung E., Chou S. Y. A room-temperature silicon single-electron metal-oxide-semiconductor memory with nanoscale floating-gate and ultranarrow channel. Appl., Phys. Lett., 1997, v. 70, №7, p. 850-852.

6. Vescan L., Stoica T. Room-temperature SiGe light-emitting diodes. — Journal of Luminescence, . 1999, v.80, p. 485-489.

7. Леденцов H. H., Устинов В. M., Щукин В. А., Копьев П. С., Алферов Ж. И., Бимберг Д. Гетероструктуры с квантовыми точками: получение, свойства, лазеры. ФТП, 1998, 32, вып. 4, с. 385-410.

8. Miesner С., Rothig О., Brunner К., Abstreiter G. Mid-infrared photocurrent measurements on self-assembled Ge dots in Si. Physica E, 2000, v. 7, p. 146-150

9. Liu H. C. Gao M., McCaffrey J., Wasilevscki Z. R., Fafard S. Quantum dot infrared photodetectors. Appl. Phys. Lett., 2001, v. 78, №1, p. 79-81.

10. Loss D., DiVincenzo D. P. Quantum computation with quantum dots. Phys. Rev. A, 1998, v. 57, № l,p. 120-126.

11. King Y. C., King T. J., and Ни C. Change-trap memory device fabricated by oxidation of Si,.xGex. IEEE Trans. Electron Devices, 2001, v. 48, p. 696.

12. Пчеляков О. П., Болховитянов Ю. Б., Двуреченский А. В., Никифоров А. И., Якимов А. И., Фойхтлендер Б. Кремний-германиевые наноструктуры с квантовыми точками: механизмы образования и электрические свойства. — ФТП, 2000, т. 34, вып. 11, с. 1281-1299.

13. Якимов А. И., Двуреченский А. В., Степина Н. П., Никифоров А. И., Ненашев А. В. Эффекты электрон-электронного взаимодействия в оптических свойствах точек Ge/Si. — ЖЭТФ, 2001, т. 119, вып. 3, с. 574 589.

14. Peng С. S., Huang Q., Cheng W. Q., Zhou J. M., Zhang Y. H., Sheng Т. Т., Tung С. H. Improvement of Ge self-organized quantum dots by use of Sb surfactant. — Appl. Phys. Lett., 1998, v. 72, №20, p. 2541-2543.

15. Shklyaev A. A., Shibata M., Ichikawa M. High-density ultrasmal epitaxial Ge islands on S(lll) surfaces with a Si02 coverage. Phys. Rev. B, 2000, v. 62, №3, p. 1540 - 1543.

16. Barski A., Derivaz M., Rouviere J. L., and Buttard D. Epitaxial growth of germanium dots on Si(001) surface covered by a very thin silicon oxide layer. — Appl. Phys. Lett., 2000, v. 77, №22, p. 3541 -3543.

17. Никифоров А. И., Ульянов В. В., Пчеляков О. П., Тийс С. А., Гутаковский А. К. Рост и структура наноостровков Ge на атомарно-чистой поверхности окиси Si. — ФТТ, 2004, т.46, № 1, с. 80-82.

18. Zhu J., Brunner К., Abstreiter G. Two-dimensional ordering of self-assembled Ge islands on vicinal Si(001) surfaces with regular ripples. Appl. Phys. Lett., 1998, v. 73, № 5, p.620-622.

19. Stangl J., Holy V., Bauer G. Structural properties of self organized semiconductor nanostructures. Reviews of Modern Physics, 2004, v. 76, p. 725-783.

20. Zinovyev V. A., Aleksandrov L. N., Dvurechenskii A. V., Heinig K.-H., Stock D. Modelling of layer-by-layer sputtering of Si(l 11) surfaces under irradiation with low-energy ions. Thin solid Films, 1994, v.241, p.167-170.

21. Двуреченский А. В., Зиновьев В. А., Марков В. А., Механизм структурных изменений поверхности кремния импульсным воздействием низкоэнергетическими ионами при эпитаксии из молекулярного пучка. ЖЭТФ, 1998, т. 67, с 2055-2064.

22. Ditchfield R., Seebauer Е. G. Semiconductor surface diffusion: Effects of low-energy ion bombardment. Phys. Rev. B, 2001, v. 63,p. 125317-1 - 125317-9.

23. Rabalais J. W., Al-Bayati A.H., Boyd K. J., Matron D., Kulik J., Zhang Z., and Chu W. K. Ionteffects in silicon-beam epitaxy. Phys. Rev. В., 1996, v.53, №16, p. 10781-10792.

24. Murty M. V. R., Atwater H. A. Crystal-state-amorphous-state transition in low-temperature silicon homoepitaxy. Phys. Rev. В., 1994, v. 49, №12, p.8483 - 8486.

25. Двуреченский А. В., Зиновьев В. А., Марков В. А., Кудрявцев В. А. Сверхструктурный фазовый переход, индуцированный импульсным ионным воздействием при молекулярно-лучевой эпитаксии Si(lll). Неорганические материалы, 1999, т.35, №6, с. 646-649.

26. Lee N.-E., Tomash G. A., and Greene J. E. Low-temperature Si(100) epitaxy using low-energy (<E > = 18 eV) Si atoms. Appl. Phys. Lett., 1994, v.65, №25, p. 3236 - 3238.

27. Park S. W., Shim J. Y., Baik H. K. Growth mode of epitaxial Sio sGeo 5 layer grown on Si(100) by ion-beam-assisted deposition. J. Appl. Phys., 1995, v. 78, №10, p. 5993-5999.

28. Ghose S. К., Robinson I. K., Averbak R. S. Defect formation in Si(l 11)7x7 surfaces due to 200 eVAr+ ion bombardment. -Phys. Rev. B, 2003, v. 68, p. 165342 165350.

29. Marton D., Boyd K. J., Al-Bayati, Todorov S. S., Rabalais J. W. Carbon nitride deposited using energetic species: a two-phase system. -Phys. Rev. Lett., 1994, v. 73, №1, p.118-121.

30. Rosenfeld G., Servaty R., Teichert C., Poelsema В., Comsa G. Layer-by layer growth of Ag on Ag(lll) induced by enhanced nucleation : A model study for surfactant-mediated growth. Phys. — Rev. Lett., 1993, v. 71, №6, p. 895-898.

31. Bedrossian P., Houston J. E., Tsao J. Y., Chason E., Picraux S. T. Layer-by-layer Sputtering and Epitaxy of Si (100). Phys. Rev. Lett., 1991, v. 67, №1, p. 124-127.

32. Zalm P. C. and Beckers L. J. Ion beam epitaxy of silicon on Ge and Si at temperatures of 400 K. Appl. Phys. Lett., 1982, v. 41, №2, p. 167-169.

33. Hasan M. A., Knall J., Barnett S. A., Sundren J.-E. et. al. Incorporation of accelerated low-energy (50-500 eV) In* ions in Si(100) films during growth by molecular-beam epitaxy. J. Appl. Phys., 1989, v. 65, № 1, p. 172-179.

34. Yamada I., Usui H., Tanaka S., Dahmen U. and Westmacott К. H. Atomic Resolution of the structure and Interface of Aluminum Films Deposited Epitaxially on Silicon by Ionized Cluster Beam Method. J. Vac. Sci. Technol. A, 1190, v. 8, № 3, p. 1443-1446.

35. Ensinger W. Low energy assist during deposition — an effective tool for controlling thin film microstructure. — Phys. Rev. В., 1997, v. 127/128, p. 796-808.

36. Cullis A. G., Booker G. R. The epitaxial growth of silicon and germanium films on (111) silicon surface using UHV sublimation and evaporation techniques. — J. of Crystal Growth, 1971, v. 9, p. 132-138.

37. Aleksandrov L. N., Lovyagin R. N., Pchelyakov O. P., Stenin S. I. Heteroepitaxy of germanium thin films on silicon by ion sputtering. — J. of Crystal Growth, 1974, v.24/25, p. 298-301.

38. Eaglesham D. J., Cerullo M. Dislocation-free Stranski-Krastanow growth of Ge on Si(100). — Phys. Rev. Lett., 1990, v. 64, №16, p. 1943-1946.

39. Шик А. Я., Бакуева JI. Г., Мусихин С. Ф., Рыков С. А. Физика низкоразмерных систем. — СПб., Наука, 2001,160 с.

40. Кукушкин С. А., Осипов А. В., Schmitt F., Hess Р. Зарождение когерентных полупроводниковых островков при росте по механизму Странского-Крастанова, индуцированное упругими напряжениями. — ФТП, 2002, т.36, вып.10, с. 1177-1185.

41. Гусева М. Б. Ионная стимуляция в процессах образования тонких пленок на поверхности твердого тела. — Соросовский образовательный журнал, 1998, №10, с. 106-112.

42. Кукушкин С. А., Осипов А. В. Процессы конденсации тонких пленок. — УФН, 1998, том 168, №10, с. 1083-1116.

43. Tersoff J., LeGoues F. К. Competing Relaxation Mechanisms in Strained Layers. Phys.Rev. Lett., 1994, v. 72, №22, p.3570-3573.

44. Asaro R. J., Tiller W. A. Interface morphology development during stress corrosion cracking: part 1. Via surface diffusion. Metall. Trans., 1972, v. 3, p. 789-798.

45. Гринфельд M. А. Неустойчивость границы раздела между негидростатически напряженным упругим телом и расплавом. ДАН СССР, 1986, т. 290, вып. 6, 1358-1363.

46. Osipov А. V., Kukushkin S. A., Schmitt F., and Hess P. Kinetic model of coherent island formation in the case self limiting growth. Phys. Rev. B, 2001, v. 64, 205421.

47. ChenY., and Washburn J. Structural transition in large-lattice-mismatch heteroepitaxy. — Phys. Rev. Lett., 1996, v.77, № 19, p. 4046-4049.

48. Barabasi A-L. Self-assembled island formation in heteroepitaxial growth. Appl. Phys. Lett., 1997, v. 70, №19, p. 2565-2567.

49. Nikiforov A. I., Cherepanov V. A., Pchelyakov O. P., Dvurechenskii A. V., Yakimov A. I. In-situ RHEED control of self-organized Ge quantum dots. Thin Solid Films, 2000, v. 380, №1-2, p. 158-163.

50. Mo Y.-W., Savage D. E., Swartzentruber B. S., Lagally M. G. Kinetic Pathway in Stranski-Krastanov Growth ofGe on Si(001). Phys. Rev. Lett., 1990, v. 65, № 8, p. 1020-1023.

51. Rastelli A., Hans von Kanel. Surface evolution of faceted islands. Surf. Sci. Lett., 2002, v. 515, p. 493-498.

52. Flora J. A., Chason E., Freund L. В., Twesten R. D., Hwang R. Q., Lucadamo G. A. Evolution of coherent islands in Sii-xGex/Si(001). Phys. Rev. B, 1999, v. 59, № 3, p. 1990-1998.

53. Berbezier I., Gallas В., Ronda A., Derrien J. Dependence of SiGe growth instabilities in stabilities on Si substrate orientation. Surf. Sci., 1998, v. 412/413, p. 415-429.

54. Талочкин А. В., Тийс С. А. Оптические фононы в квантовых точках Ge, полученных на Si(lll). Письма в ЖЭТФ, 2002, №75, с. 314-317.

55. Teys S. A. and Olshanetsky В. Z. Formation of the wetting layer in Ge/Si(lll) epitaxy at low growth rates studied with STM. Phys. Low-Dim. Structures, 2002, 1/2, p. 37-46.

56. Pintus S. M., Stenin S. I., Toropov A. I. et al. Morphological transformations of thin heteroepitaxialfilms. Thin Solid Films, 1987, v. 151, p. 275-288.

57. Shklyaev A., Shibata M., Ichikava M. Ge islands on Si(lll) at coverages near the transition from two-dimensional to three-dimensional growth. Surf. Sci., 1998, v. 419, p. 192-199.

58. Shklyaev A., Shibata M., Ichikava M. Instability of 2D Ge layer near the transition to 3D islands on Si(lll). Thin Solid Films, 1999, v. 343/344, p. 532-536.

59. Voigtlander B. Fundamental processes in Si/Si and Ge/Si epitaxy studied by scanning tunneling microscopy during growth. Surface Science Report, 2001, v. 43, p. 127-254.

60. Voigtlander В., Zinner A. Simultaneous molecular beam epitaxy growth and scanning tunneling microscopy imaging during Ge/Si epitaxy. Appl. Phys. Lett., 1993, v. 63,1. 22, № 29, p. 3055-3057.

61. Александров JI. Н., Ловягин Р. Н., Пчеляков О. П., Стенин С. И. Начальные стадии эпитаксии германия на кремнии при ионном распылении. — В кн.: Рост и легирование полупроводниковых кристаллов и пленок, ч. 2. Новосибирск: Наука, 1997, с. 139-149.

62. Латышев А. В. Атомные ступени на поверхности кремния в процессах сублимации, эпитаксии и фазовых переходов. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, ИФП СО РАН, Новосибирск, 1998, с. 229-248.

63. Kohler U., Jusko О., Pietsch G., Muller and Henzler M. Strained-layer growth and islanding of germanium on Si(lll)-(7x7) studied with STM. Surface Science, 1991, v. 248, p. 321-331.

64. Pchelyakov O. P., Markov V. A., Nikiforov A. I., Sokolov L. V. Surface processes and phase diagrams in MBE growth of Si/Ge heterostures. Thin Solid Films, 1997, v. 306, p. 299-306.

65. Goldfarb I, Owen J. H. G., Hayden P. Т., Bowler D. R., Miki K., Briggs G. A. D. Gas-source growth of group IV semiconductors: III. Nucleation and growth of Ge/Si(001). Surf. Sci., 1997, v. 394, p. 105-118.

66. Li K., Bowler D. R., Gillan M. J. Tight binding studies of strained Ge/Si(001) growth.- Surface Science, 2003, v. 526, p. 356-366.

67. Liu F., Lagally M. G. Interplay of Stress, Structure and Stoichiometry in Ge- Covered Si(001). Phys. Rev. Lett, 1996, v. 76, №17, p. 3156-3159.

68. Kastner M., Voigtlander B. Kinetically Self-Limiting Growth of Ge Islands on Si(001). Phys. Rev. Lett., 1999, v. 82, № 13, p. 2745-2748.

69. Востоков Н. В., Красильник 3. Ф., Лобанов Д. Н., Новиков А. В., Шалеев М. В., Яблонский А. Н. Влияние скорости осаждения Ge на рост и фотолюминесценцию самоформирующихся островков Ge(Si)/Si(001). — ФТТ, 2005, том. 47, вып. 1, с.41-43.

70. Марков В. А., Пчеляков О. П., Соколов Л. В., Стенин С. И., Стоянов С. Молекулярно-лучевая эпитаксия с синхронизацией зароэ/сдения. — Поверхность. Физика, химия, механика, 1991, №4, с. 70-75.

71. Sutter Е., Sutter P., Bernard J. Е. Extended shape evolution of low mismatch Sii.xGex alloy islands on Si(100).- Appl. Phys. Letters, 2004, v. 84, № 13, p. 2262-2264.

72. Sutter P. and Lagally M. G. Nucleationless Three-Dimensional Island Formation in Low-Misfit Heteroepitaxy. Phys. Rev. Letters, 2000, v. 84, № 20, p. 4637-4640.

73. Rastelli A. Kummer M., H. von Kanel. Reversible Shape Evolution of Ge Islands on Si(001). -Phys. Rev. Lett., 2001, v. 87, № 25, 256101.

74. De Seta M., Capellini G., and Evangelisti F. Intermixing-promoted scaling of Ge/Si(100) island sizes. J. Appl. Phys., 2002, v. 92, № 1, p. 614-619.

75. Tersoff J., Spencer B. J., Rastelli A, H. von Kanel. Barrierless Formation and Faceting of SiGe Islands on Si(001). Phys. Rev.Lett, 2002, v. 89, 196104.

76. Тонких А. А. Полупроводниковые гетероструктуры с Ge/Si квантовыми точками для излучающих приборов на основе Si. — Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.-м.н., ФТИ имени А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, 2005, с.3-20.

77. Kahng S.-J., Park J.-Y., Kuk Y. Atomic view of Ge on the monohydride Si(001)-(2xl) surface. Phys. Rev. B, 1999, v. 60, № 24, p. 16558-16562.

78. Akira Sakai and Torn Tatsumi. Ge growth on Si using atomic hydrogen as a surfactant. — Appl. Phys. Lett., 1994, v. 64, № 1, p. 52-54.

79. Yakimov A. I., Markov V. A., Dvurechenskii А. V., Pchelyakov О. P. Coulomb staircase in Si/Ge structure. Phil. Mag., 1992, v. 65, № 4, p.701-705.

80. Liu F., Lagally M. G. Self-organized nanoscale structures in Si/Ge films. Surf. Sci., 1997, v. 386, p. 169-181.

81. Zhong Z., Halilovic A., Fromherz Т., Sehaffler F., Bauer G. Two-dimensional periodic positioning of self assembled Ge islands on prepatterned Si(001) substrates. Appl. Phys. Lett., 2003, v. 82, № 26, p. 4779-4781.

82. Экштайн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твёрдого тела.1 Пер. с англ. Под ред. Е.С. Машковой, М.: Мир, 1995, 321 с.

83. Chason Е., Bedrossian P., Horn К. М., Tsao J. Y., Picraux S. Т. Ion-Beam Enhanced Epitaxial Growth ofGe(OOl).- Appl. Phys. Lett., 1990, v. 57, p. 1793-1803.

84. Choi C.-H., A1 R., Barnett S.A. Suppression of Three-Dimensional Island Nucleation during GaAs growth on Si(100). Phys. Rev. Lett., 1991, v.67, № 20, p. 2826-2829.

85. Кинчин Г. H. и Пиз Р. С. Смещение атомов в твердых телах под действием излучения. -УФН, 1956, т. 60, вып. 4, с. 591-615.

86. Ni W.-X., Hansson G. V., Buyanova I. A., Henry A., Chen W. M., and Momemar B. Influence of ion bombardment on Si and SiGe films during molecular beam epitaxy growth. Appl.Phys. Lett., 1996, v. 68, № 2, p. 238-240.

87. Bedrossian P., Klistner T. Anisotropic. Vacancy Kinetics and Single-Domain Stabilization on Si(100)-2xl. Phys. Rev. Lett., 1992, v. 68, № 5, p. 646-649.

88. Takaoka G. Н., Seki Т., Tsumura К., Matsuo J. Scanning tunneling microscope observations of Ge deposition on Si(ll 1)7x7 surfaces irradiated by Xe ions. — Thin Solid Films, 2002, v. 405, p. 141-145.

89. Ditchfield R., Seebauer E. G. Direct Measurement of Ion-Influenced Surface Diffusion. — Phys. Rev. Lett., 1999, v.82,№6, p. 1185-1188.

90. Yoneyama K., Ogawa K. Scanning Tunneling Microscope Studies on Recovery Processes of Sputter-Induced Surface Defects on Si(lll)-7x7. Jpn. J. Appl. Phys., 1996, v. 35, № 6B, p. 37193723.

91. Millunchick J. M. and Barnett S. A. Suppression of strain relaxation and roughening of InGaAs on GaAs using ion-assisted molecular beam epitaxy. Appl. Phys. Lett., 1994, v. 65, № 9, p. 11361138.

92. Brake J., Wang X.-S., Pechman R. J., Weaver J. H. Enhanced epitaxial growth on substrates modified by ion sputtering: Ge on GaAs(llO) Phys. Rev. Lett., 1994, v. 72, № 22, p. 3570-3573.

93. Marton D., Boyd K. J., Rabalais J.W. Synergetic effects in ion beam energy and substrate temperature during hyperthermalparticle fdm deposition. J. Vac. Sci. Technol. A, 1998, v. 16, № 3, p. 1321-1326.

94. Bedrossian P., Klistner T. Surface reconstruction in layer-by-layer sputtering of Si(lll). Phys. Rev. В., 1991, v. 44, № 24, p. 13783-13786.

95. Ensinger W. Low energy assist during deposition an effective tool for controlling thin film microstructure. -Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. В., 1997, v. 127/128, p. 796-808.

96. Грибков В. А., Григорьев Ф. И., Калин Б. А., Якушин В. JL Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов. М.: Круглый год, 2001, 528 с.

97. Фелдман JL, Майер Д. Основы анализа поверхности и тонких пленок: Пер. с англ. М.: Мир, 1989,344 с.

98. Marton D. Film deposition from low-energy ion beams. In: Low Energy Ion-Surface Interactions, ed. by Rabalais J.W., Wiley & Sons, 1994, 524p.

99. Кинчин Г. Н. и Пиз Р. С. Смещение атомов в твердых телах под действием излучения. -УФН, 1956, т. 60, вып. 4, с. 591-615.

100. Физические процессы в облученных полупроводниках. /Отв. ред. JLC. Смирнов. — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1977, 254 с.

101. Chose S. К., Robinson I. К., and Averback R. S. Defect formation in Si(l 11)7x7 surfaces due to 200 eVAr+ ion bombardment. Phys. Rev. B, 2003, v. 68, p. 165342.

102. Strickland В., Roland C. Low-temperature growth and ion-assisted deposition. — Phys. Rev. B, 1995, v.51, № 8, p.5061-5064.

103. Choi C.-H., Hultman L., and Barnett S. A. Ion-irradiation-induced suppression of free-dimensional island formation during InAs growth on Si(100). — J.Vac.Sci.Technol. A, 1990, v. 8, № 3, p. 1587- 1592.

104. Yehoda J. E., Yang В., Vedam K., and Messier R. Investigation of the void structure in amorphous germanium thin films as a function of low-energy ion bombardment. J. Vac. Sci. Technol. A, 1988, v. 6, №3, p. 1631-1635.

105. Бабаев В. Г., Гусева М. Б. Адсорбг^ия паров металла в присутствии ионного облучения. — Известия Академии Наук (сер. физ.), 1973, т.27, № 12, с. 2596-2602.

106. Esch S., Breeman М., Morgenstern М., Michely Т., Comsa G. Nucleation and morphology of homoepitaxial Pt(lll)-films grown with ion beam assisted deposition. Surf. Sci., 1996, v. 365, p. 187-204.

107. Tsai C. J., Atwater H. A., and Vreeland T. Strain modification in coherent Ge and SixGej.x epitaxial films by ion-assisted molecular beam epitaxy. Appl.Phys.Lett., 1990, v. 57, №22, p. 2305-2307.

108. Wulfhenkel W., Lipkin N. N., Kliewer J., Rosenfeld G., Jorritsma L. C., Poelsema В., Comsa G. Conventional and manipulated growth of Cu/Cu(l 11). — Surf. Sci., 1996, v. 348, p. 227242.

109. Wulfhenkel W., Beckmann I., Lipkin N. N., Rosenfeld G., Poelsema В., Comsa G. Manipulation of growth modes in heteroepitaxy: Ni/Cu(ll 1). Appl. Phys. Lett., 1996, v.69, №23, p. 3492-3494.

110. Dvurechenskii A. V., Zinovyev V. A., Markov V. A., Kudryavtsev V. A. Surface reconstruction induced by low-energy ion-beam pulsed action during Si(lll) molecular beam epitaxy. — Surface Scince, 1999. v. 425, № 2-3, p. 185-194.

111. Qian G.-X., Chadi D.J. Total-energy calculations on Takayanagi model for the Si(l 11)7x7 surface. J. Vac. Technol. B, 1986, v. 4, № 4, p. 1079-1082.

112. Yang N. Y., Williams E. D. Domain-boundary-induced metastable reconstructions during epitaxial growth of Si/Si(lll). Phys. Rev. B, 1995, v. 51, № 19, p.13238-13243.

113. Зиновьев В.А. Процессы на поверхности кремния при низкоэнергетическом ионном воздействии в условиях молекулярио-лучевой эпитаксии.- Автореф. дис. к.ф.-м.н. — Новосибирск, 2004, 22с.

114. Stepina N. P., Dvurechenskii А. V., Armbrister V. A., Kesler V. G, Novikov P.L., Gutakovskii А. К., Kirienko V. V. and Smagina Zh. V. Pulsed ion-beam induced nucleation and grown of Ge nanocrystals on S1O2. Appl. Phys. Lett., 2007, 90, p. 133120.

115. Fedina L., Lebedev О. I., G. Van Tendeloo, J. Van Landuyt, Mironov O. A., and Parker E. H. C. In situ HREM irradiation study of point-defect clustering in MBE grown strained Si.xGex/(001)Si structure. - Phys. Rev. B, 2000, v. 61, p. 10336-10345.

116. Tersoff J., Teichert C. and Lagally M. G. Self-Organization in Growth of Quantum Dot Superlattices. Phys. Rev. Lett. 76, 1675 (1996).

117. Кантер Б. 3., Мошегов H. Т., Стенин С. И., Тийс С. А. Сверхвысоковакуумная установка для молекулярно-лучевой эпитаксии кремния. — ПТЭ, 1988, № 2, с.171-173.

118. Кантер Б. 3., Никифоров А. И. Электронно-лучевые испарители для эпитаксии элементарных полупроводников. — ПТЭ, 1990, № 2, с.156-159.

119. Кантер Б. 3., Никифоров А. И. Применение электронной пушки с оксидным катодом в системе дифракции быстрых электронов на отражение. ПТЭ, 1990, № 5, с. 156-159.

120. Ishizaka A., Nakagawa К., and Shiraki Y. Low-temperature surface cleaning of silicon and it's application to silicon MBE. Pros, of MBE-CST-2, Tokyo, 1983, p. 183-186.

121. Tatsumi Т., Aizari N. and Tsuya H. Advanced techniques to decrease defect density in molecular beam epitaxy. Jap. J. Appl. Phys., 1985, v. 24, №4, p. L227-L229.

122. Rzhanov A. V., Stenin S. I., Pchelyakov O. P. and Kanter B. Z. Molecular beam epitaxial groth of germanium and silicon films: surface structure, film defects and properties. — Thin Solid Films, 1986, v. 139, p. 169-175.

123. Hansson G. V., Larsson M. I. Initial stages of Si molecular beam epitaxy on Si(lll) studied with reflection high-energy electron-diffraction intensity measurements and Monte Carlo simulation. Surf. Sci., 1994, v.321, p.1255-1260

124. Sakamoto Т., Kawai N. J., Nakagawa Т., Ohta K., Kojima Т., and Hashiguchi G. RHEED intensity oscillationsduring silicon MBE growth. Surf. Sci., 1986, v. 174, p. 651-657.

125. Марков В. А., Пчеляков О. П. Молекулярная эпитаксия пленок GexSi/-x на Si(lll): исследование методом дифракции быстрых электронов. ФТП, 1996, том.38, №10, с. 31523160.

126. Goldfarb I., Briggs G. A. D. Comparative STM and RHEED studies of Ge/Si(001) and Si/Ge/si(001) surfaces. Surf. Sci., 1999, v. 433-435, p. 449-454.

127. Dentel D., Bischoff J. L., Kubler L., Werckmann J., Romeo M. Surface smoothing induced by epitaxial Si capping of rough and strained Ge or Sii.xGex morphologies: a RHEED and ТЕМ study. -Journal of Crystal Growth, 1998, v. 191, p. 697-710.

128. Cimalla V., Zekentes K., Vouroutzis N. Control of morphological transitions during heteroepitaxial island growth by reflection high-energy electron diffraction. — Materials Science end Engineering, 2002, B88, p. 186-190.

129. Никифоров А. И., Черепанов В. А., Пчеляков О. П. Исследование процесса роста пленки Ge на поверхности Si(100) методом регистрирующей дифрактометрии. ФТП, 2001, том 35, вып. 9, с. 1032-1035.

130. Turban P., Hennet L., Andrieu S. In-plane lattice spacing oscillatory behaviour during the two-dimensional hetero- and homoepitaxy of metals. Surf. Sci., 2000, v. 446, p. 241-253

131. Flemming Besenbacher. Scanning tunneling microscopy studies of metal surfaces. Rep. Prog. Phys. 59,3, 1996, p. 1737-1802.

132. Киселев В. Ф., Козлов С. Н., Зотеев А. В. Основы физики поверхности твердого тела. — Москва, Издательство МГУ, 1999, 287 с.

133. Праттон М. Введение в физику поверхности. Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2000, 256 с.

134. Yakimov A. I., Nikiforov A. I., Dvurechenskii А. V., Ulyanov V. V., Volodin V. A. and Groetzschel R. Effect of growth rate on the morphology and structural properties of hut-shaped Ge islands in Si(001). Nanotechnology, 2006, v. 17, p. 4743-4747.

135. Bakker H., Bleeker A., Mul P. Design and performance of an ultra-high-resolution 300kV microscope. Ultramicroscopy, 1996, v. 64, №1, p. 17-34.

136. Спенс Дж. Экспериментальная электронная микроскопия высокого разрешения. Перевод с англ. под редакцией Рожанского В. Н. — М.: Наука, 1986, с. 320.

137. Хирш П., Хови А., Николсон Р., Пэшли Д., Уэлан М. Электронная микроскопия тонких кристаллов. Москва: Мир, 1968, с. 574.

138. Гутаковский А. К., Асеев А. Л. Исследование полупроводниковых гетеросистем современными методами просвечивающей электронной микроскопии. — Нанотехнологии в полупроводниковой электронике, Новосибирск: Издательство СО РАН, 2004, с.154-179.

139. Рассеяние света в твердых телах: проблемы прикладной физики. Под редакцией Кардоны М. М.: Мир, 1979, 392 с.

140. Mowbray D. J., Cardona М., and Ploog К. Confined LO phonons in GaAs/AlAs super lattices. -Phys. Rev. B, 1991, v.43, n.2, p. 1598 1603.

141. Iqbal Z., and Veprek S. Raman scattering from hydrogenated microcrystalline and amorphous silicon. J. Phys. C: Solid State Phys., 1982, v. 15, n.2, p.377 - 393.

142. Милёхин А. Г., Никифоров А. И., Ладанов M. Л., Пчеляков О. П., Шульце Ш., Цан Д. Р. Т. Резонансное комбинационное рассеяние света напряженными и срелаксированными Ge — квантовыми точками. — ФТТ, 2004, т. 46, вып. 1, с. 94 — 97.

143. Агекян В. Ф. Фотолюминесценция полупроводниковых кристаллов. Соросовский образовательный журнал, 2000, т. 6, №10, с. 101-107.

144. Бурбаев Т. М., Курбатов В. А., Погосов А. О., Рзаев М. М., Сибельдин Н. Н., Цветков В. А. Фотолюминесценция Si/Ge — наноструктур,выращенных при низких температурах молекулярно-пучковой эпитаксии. — ФТТ, 2004, т. 46, вып. 1, с.74-76.

145. Двуреченский А. В., Зиновьев В. А., Кудрявцев В. А., Смагина Ж. В. Эффекты низкоэнергетического ионного воздействия при гетероэпитаксии Ge/Si из молекулярных пучков. Письма в ЖЭТФ, 2000, т. 72, вып. 3, с. 190-194.

146. Dvurechenskii А. V., Zinovyev V. A., Kudryavtsev V. A, Smagina J. V., Novikov P. L., and

147. Teys S. A. Ion-Beam Assisted Surface Islanding During Ge MBE on Si. Phys. Low-Dim. Struct., 2002,1/2, p. 303-314.

148. Смагина Ж. В., Зиновьев В. А., Ненашев А. В., Двуреченский А. В. Армбристер В. А., Тийс С. А. Самоорганизация Ge наноостровков при импульсном облучении пучком низкоэнергетических ионов в процессе гетероэпитаксии Ge/Si(100). ЖЭТФ, 2008, т. 133, вып. 2.

149. Yuhai Tu and Tersoff J. Origin of Apparent Critical Thickness for Island Formation in Heteroepitaxy. Phys. Rev. Lett., 2004, v. 93, № 21, 216101.

150. Двуреченский А. В., Зиновьев В. А., Смагина Ж. В. Эффекты самоорганизации ансамбля наноостровков Ge при импульсном облучении низкоэнергетическими ионами в процессе гетероэпитаксии на Si. Письма в ЖЭТФ, 2001, т. 74, вып. 5, с. 296-299.

151. Kolobov А. V. Raman scattering from Ge nanostructures grown on Si substrates: Power and limitations. J. Appl. Phys., 2000, v. 87, Is. 6, p. 2926-2930.

152. Tan P. Н., Brunner К., Bougeard D., and Abstreiter G. Raman characterization of strain and composition in small-sized self assembled Si/Ge dots. — Phys. Rev. B, 2003, v. 68, 125302.

153. Nelin G. and Nilsson. Phonon Density of States in Germanium at 80 К Measured by Neutron Spectrometry. Phys. Rev. B, 1972, v. 5, p. 3151-3160.

154. Cerdeira F., Buchenauer C. J., Fred H. Pollak, and Manuel Cardona. Stress-Induced Shifts of First-Order Raman Frequencies of Diamond- and Zinc-Blend-Type Semiconductors. — Phys. Rev. B, 1972, v. 5, p. 580-593.

155. Groenen J., Carles R., Christiansen S., Albrecht M., Dorsch W., Strunk H. P., Wawra H., and Wagner G. Phonons as probes in self-organized SiGe islands. — Appl. Phys. Lett., 1997, v. 71, Is. 26, p. 3856-3858.

156. Dvurechenskii A. V., Nenashev A. V., and Yakimov A. I. Electronic structure of Ge/Si quantum dots. Nanothechnology, 2002, v. 13, p. 72-80.

157. Vvedensky D. D., Clarke S. Recovery kinetics during interrupted epitaxial growth. Surf. Sci., 1990, v.225, p.373-389.

158. Keating P. N. Effect of Invariance Requirements on the Elastic Strain Energy of Crystals with Application to the Diamond Structure. Phys. Rev., 1966, v. 145, № 2, p. 637-645.

159. Ditchfleld R and Seebauer E. G. Semiconductor surface diffusion: Effects of low-energy ion bombardment. Phys. Rev. B, 2001, v.63, p. 125317

160. Kratzer P., Penev E., Scheffler M. First-principles studies of kinetics in epitaxial growth of III-Vsemiconductors. — Appl. Phys. A, 2002, v. 75, p. 79-88

161. Huang L., Feng Liu, and Gong X. G. Strain effect on adatom binding and diffusion in homo-and heteroepitaxies of Si and Ge on (001) Surfaces. Phys. Rev. B, 2004, v. 70, p. 155320.

162. Ильина В. А., Силаев П. К. Численные методы для физиков-теоретиков. I — Москва — Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 132 с.

163. Clarke Sh. and Vvedensky D. D. Growth mechanism for molecular-beam epitaxy of group-IV semiconductors. Phys. Rev. B, 1988, v. 37, № 11, p. 6559-6562.

164. Tang M., Colombo L., Zhu J. and T. D. de la Rubia. Intrinsic paint defects in crystalline silicon : Phys. Rev. B, 1997, v. 55, p.14279 - 14289.

165. Федина Jl. И. О рекомбинации и взаимодействии точечных дефектов с поверхностью при кластеризации точечных дефектов. ФТП, 2001, т. 35, с. 1120-1127.