Научная тема: «ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА СТУПЕНЯХ В КИНЕТИКЕ ЭПИТАКСИАЛЬНОГО РОСТА И ЛЕГИРОВАНИЯ ПРИ СИЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЯХ ОТ РАВНОВЕСИЯ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2012
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Коэффициенты встраивания адатомов в ступень и коэффициенты проницаемости ступени представляют собой определенные комбинации констант скоростей элементарных процессов и концентрации изломов на ступени, связанные соотношениями, отражающими взаимозависимость процессов встраивания адатомов в ступень и перехода через нее на соседнюю террасу.
  2. Увеличение доли изломов, формирующихся по неравновесному механизму образования одномерных островков на крае ступени, приводит к уменьшению проницаемости ступени при увеличении скорости роста и может иметь следствием немонотонную зависимость проницаемости ступени от температуры.
  3. Перенос вещества на начальной стадии перехода от двумерного к трехмерному росту может происходить за счет перескоков адатомов через края 2D островков. Для этого необходимо, чтобы край 2D островка был проницаемым для адатомов. При постоянном наличии изломов на краях 2D островков требуется также асимметрия потенциального рельефа для адатома, способствующая переходу адатома на поверхность островка и препятствующая возвращению на край островка.
  4. Кинетика многостадийного процесса образования 2D островков на реконструированной поверхности существенным образом зависит от механизма превращения неэпи-таксиального кластера в эпитаксиальный 2D островок. Если превращение кластера в островок инициируется присоединением дополнительных атомов, то, при определенных условиях, реализуется квазистационарный режим образования островков, характеризуемый нестандартной слабой зависимостью концентрации островков от потока осаждаемого вещества.
  5. Особенности формирования изломов на краях 2D островков, растущих по механизму "ряд-за-рядом", могут оказывать существенное влияние на кинетику образования островков на субмонослойной стадии роста, если скорость образования кристаллического ряда ограничена частотой встречи адатомов на крае островка, необходимой для формирования изломов (одномерного островка). В этом случае поток адатомов в островки нелинейно зависит от концентрации адатомов, что приводит к нестандартным зависимостям концентрации островков от температуры роста и потока осаждаемого вещества.
  6. Накопление примеси в ад слое по механизму перескоков адатомов примеси че рез движущиеся ступени приводит к немонотонным зависимостям ширины переходной концентрационной области легирования (ширины ПКО) от температуры и скорости ро ста, подобным зависимостям, наблюдаемым в экспериментах по легированию полупро водников рядом примесей. Характерное для низкотемпературного режима легирования уменьшение ширины ПКО с уменьшением температуры и увеличением скорости роста может быть связано с более эффективным блокированием атомов примеси в изломах атомами основного вещества и с оттеснением адатомов примеси движущейся ступенью.
Список опубликованных работ
1. Рузайкин М.П., Эрвье Ю.Ю. О нестационарном легировании при низкотемпературной кристаллизации из молекулярного пучка // Кристаллография. — 1992. - Т.37, Вып.З. - С.807-812.

2.Рузайкин М.П., Эрвье Ю.Ю. О связи между характеристиками стационарного и нестационарного процессов захвата примеси при кристаллизации из молекулярного пучка // Изв. вузов. Физика. - 1995. - Т.38, N8. - С.102-107.

3.Рузайкин М.П., Эрвье Ю.Ю. О роли эффекта оттеснения примеси ступенью на начальной стадии ее захвата при кристаллизации из молекулярного пучка // Кристаллография. - 1996. - Т.41, Вып.4. - С.597-601.

4.Рузайкин М.П., Филимонов С.Н., Эрвье Ю.Ю. Имитационное моделирование эволюции структуры поверхности при росте кристаллов из молекулярного пучка // Изв. вузов. Физика. - 1997. - Т.40, N8. - С.103-109.

5.Котляревский В.М., Рузайкин М.П., Эрвье Ю.Ю. Моделирование миграции адатомов в плотных многокомпонентных адсорбционных слоях // Изв. вузов. Физика. — 1998. — Т.41, N6. - С.89-94.

6.Hervieu Yu.Yu., Ruzaikin M.P. Surface processes of impurity incorporation during MBE growth // Surf. Sci. - 1998. - V.408. - P.57-70.

7.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. On the kinetics of ^-doping during MBE // Phys. Low-Dim. Struct. - 1998. - N7/8. - P.91-100.

8.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. The dopant incorporation and surface segregation during 2D islands growth in MBE: a computer simulation study // Phys. Low-Dim. Struct. — 1998. - N9/10. - P.141-152.

9. Филимонов С.Н., Эрвье Ю.Ю. Модели поверхностной сегрегации и захвата приме си при различных механизмах кристаллизации из молекулярного пучка // Изв. вузов. Материалы электронной техники. — 2000. — Вып.2. — С.50-54.

10.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Growth kinetics in surfactant mediated MBE: effects of blocking of kinks // Phys. Low-Dim. Struct. - 2000. - N1/2. - P.81-92.

11.Филимонов С.Н., Эрвье Ю.Ю. О статистике образования зародышей когерентных 3D-ocTpoBKOB при гетероэпитаксии из молекулярного пучка // Изв. вузов. Физика. — 2001. - Т.44, N4. - С.34-38.

12.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Statistics of second layer nucleation in heteroepitaxial growth // Surf. Sci. - 2002. - V.507-510 C. - P.270-275.

13. Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Origin of step permeability in growth of coherently strained 2D islands // Phys. Low-Dim. Struct. - 2002. - N7/8. - P. 15-25.

14. Hervieu Yu.Yu., Ruzaikin M.P. Growth and doping of semiconductor compounds: kinetics of incorporation processes at kink sites // Growth of Crystals / Eds. E.I.Givargizov and A.M.Melnikova. — Kluver Academic (Consultant Bureau), NY, Boston, London, Moscow, 2002. - V.21. - P.l-9.

15. Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Terrace-edge-kink model of atomic processes at the permeable steps // Surf. Sci. - 2004. - V.553, N1/3. - P. 133-144.

16.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Permeability of steps - interplay of the step edge diffusion, detachment and kink creation processes // Proc. Symposium on Surface Science, Les Arcs 1800, France. - 2005. - 039 (1-2).

17.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Kinetics of adatom incorporation and step crossing at the edges of nanoislands // Nanostructures: physics and technology, Proc. 13 Intern. Symposium, St Petersburg. - 2005. - P.320-321.

18.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Step permeability effect and interlayer mass-transport in the Ge/Si(lll) MBE // Mat. Sci. Semicon. Proc. - 2005. - V.8, N1/3. - P.31-34.

19.Filimonov S.N., Cherepanov V., Hervieu Yu.Yu., Voigtlander B. Non-standard scaling of the 2D island density on Si(lll)-7x7 // Nanostructures: physics and technology, Proc. 15 Intern. Symposium, Novosibirsk. — 2007. — P.170-171.

20.Filimonov S., Cherepanov V., Hervieu Yu., Voigtlander B. Multistage nucleation of two-dimensional islands on Si/Si(lll)-7x7 during MBE growth: STM experiments and extended rate-equation model // Phys. Rev. B. - 2007. - V.76. - P.035428 (7 p.).

21.Filimonov S.N., Cherepanov V., Hervieu Yu.Yu., Voigtlander B. Si nucleation on Si(lll)-7x7: from cluster pairs to 2D islands // Surf. Sci. - 2007. - V.601. - P.3876-3880.

22.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Adatom incorporation and step crossing at the edges of 2D nanoislands // Int. J. Nanosci. - 2007. - V.6, N3/4. - P.237-240.

23.Filimonov S., Hervieu Yu. Kink formation kinetics and submonolayer density of magic two-dimensional islands in molecular beam epitaxy // Phys. Rev. E. — 2009. — V.80. — P.051603 (9 p.).

24.Филимонов С.Н., Эрвье Ю.Ю. Зарождение и рост "магических"наноостровков при кристаллизации из молекулярного пучка // Узбекский физический журнал. — 2010. — Т.12, N1-2. - С.18-25.

25.Филимонов С.Н., Эрвье Ю.Ю. Влияние проницаемости края 2D островка на переход от 2D к 3D росту // Изв. вузов. Материалы электронной техники. — 2010. — Вып.З. — С.52-59.

26.Filimonov S.N., Hervieu Yu.Yu. Kinetics of two-dimensional island nucleation on reconstructed surfaces // Phys. Rev. B. - 2012. - V.85. - P.045423 (7 p.).