Архив номеров

В работе методом наноиндентирования и атомно-силовой микроскопии исследованы механические свойства и структурные характеристики многослойных гетероструктур GaN/AlN/GaN/AlN и AlN/GaN/AlN, выращенных методом хлорид-гидридной эпитаксии на гибридных подложках SiC/Si(111) и сапфира Al₂O₃. Проведены измерения структурных характеристик и параметров шероховатости поверхностей исследуемых гетероструктур. Выявлено значительное влияние типа подложки на морфологию и механические свойства. Установлено, что для гетероструктур GaN/AlN/GaN/AlN, выращенных на подложке Al₂O₃, характерно образование глубоких (до 1500 нм) питов травления, тогда как на гибридных подложках SiC/Si(111) эти гетероструктуры демонстрируют отсутствие явно выраженных дефектов и равномерное распределение неровностей, близкое к нормальному распределению. Гетероструктуры AlN/GaN/AlN на обеих типах подложек имеют холмообразную морфологию поверхности и сопоставимую гладкость. Методом наноиндентирования показано, что подложка SiC/Si(111) обеспечивает лучшую стабильность механических свойств по глубине индентирования с модулем упругости до 320 ГПа для GaN/AlN/GaN/AlN и до 340 ГПа для AlN/GaN/AlN. Использование подложки Al₂O₃ приводит к более высоким значениям модуля упругости до 397 ГПа для GaN/AlN/GaN/AlN и до 428 ГПа для AlN/GaN/AlN и эффекту деформационного упрочнения. Обнаружено, что пористая структура подложки SiC/Si(111) способствует релаксации напряжений, но увеличивает дисперсию механических характеристик. Монолитная подложка Al₂O₃ обеспечивает лучшее качество приповерхностных слоев, но приводит к возникновению градиента механических напряжений, вдоль толщины слоя гетерострутур.