Морфология поверхности гетероструктур

Морфология поверхности гетероструктур исследовалась с помощью АСМ На рис. 2.12, 2.13 приведены снимки поверхности образцов 76 и 77 соответственно.

Рис. 2.12 фотография поверхности образца 76 (толщина плёнки CaF₂ 550Å) полученная с помощью АСМ

Рис. 2.13. фотография поверхности образца 77 (толщина плёнки CaF₂ 330Å) полученная с помощью АСМ

Поверхности гетероструктур достаточно гладкие: высота микрорельефа не превышает 12 Ǻ, что говорит о двумерно-слоевом механизме роста плёнки. Инородные включения и проколы диаметром 20 нм и более – отсутствуют. Однако, учитывая, что на аналогичной пленке измерены I-V характеристики, и они показали малые токи утечки, можно предположить, что это не сквозные проколы. На образце с меньшей толщиной заметны ступени роста, образующие невысокие (h < 5 нм) холмики роста. Кроме того, на поверхности плёнки отчётливо видны следы скольжения дислокаций.

Картины линий скольжения отличаются от таковых для слабо релаксированной системы GeSi/Si(001) только наличием оси симметрии третьего порядка. Это связано с использованием подложек Si, имеющих ориентацию поверхности, параллельно плоскости (111). Следовательно, можно утверждать, что релаксация механических напряжений несоответствия в данных гетероструктурах происходит таким-же путем, как и в гетероструктурах GeSi/Si, то есть за счет скольжения дислокаций. Так же как и в гетероструктурах GeSi/Si, степень релаксации возрастает с ростом толщины пленки. Это заметно по большей плотности линий скольжения на образце №76 (h=55 нм), по сравнению с образцом №77 (h=33нм).

Необходимо обратить внимание, что типичная длина следов скольжения превышает латеральный размер холмиков роста, являвшихся, по-видимому, центрами зарождения пленки на начальной стадии. Это означает, что скольжение дислокаций началось уже после образования сплошной пленки. То есть, как и система GeSi/Si(001), гетеросистема CaF₂/Si(111) имеет стадию псевдоморфного роста.