Contrôle de la morphologie du GaN sur Si(111) par pré-dépôt d'Al et ratio Ga/N en MBE
Résumé
En ajustant le ratio Ga/N et en introduisant un bref pré-dépôt d'Al, nous avons obtenu un contrôle précis des modes de croissance du GaN — nanocolonnes, réseaux de nanofeuilles et films compacts — sur Si(111) via l'épitaxie par faisceau moléculaire assistée par plasma (PA-MBE). Les nanocolonnes de GaN émergent sous des conditions riches en N sur Si nu, tandis qu'un flux de Ga plus élevé produit un film compact dense. Remarquablement, un pré-dépôt d'Al de 40 secondes avant la croissance du GaN produit un réseau continu de nanofeuilles dans le plan. La microscopie à force atomique a révélé que l'Al forme des gouttelettes de ~80 nm (~6,7 nm de haut). Nous proposons un modèle de croissance dans lequel le GaN nucléé sur Si nu, mais la croissance est supprimée au-dessus des gouttelettes d'Al, conduisant au réseau caractéristique. Cette approche élimine les obstacles dans la fabrication de nanodispositifs et démontre une voie évolutive vers des nanostructures de GaN de haute qualité sur silicium.
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