Научная тема: «АТОМНЫЕ РЕКОНСТРУКЦИИ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВ А3В5 С АДСОРБАТАМИ»
Специальность: 01.04.10
Год: 2013
Отрасль науки: Физико-математические науки
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Развитый в работе ex situ метод химической обработки в безводном растворе НС1 в изопропиловом спирте и последующего прогрева в вакууме поверхностей полупроводниковых соединений А3В5 позволяет получать атомарно-чистые, структурно-упорядоченные поверхности с различными реконструкциями без использования молекулярных пучков V группы. Общим свойством для всех изученных соединений А3В5 является удаление собственных оксидов и образование на поверхности пассивирующего слоя. Состав пассивирующего слоя зависит от химического соединения АВ. Для соединений III-As (GaAs(OOl), (111)А,В, (НО); InAs(OOl), (lll)A; InGaAs(OOl)) обработка в НС1-ИПС приводит к образованию пассивирующего слоя элементного мышьяка толщиной 1-3 МС. Для соединений Ш-Р (InP(OOl) GaP(llO)) и Ш-Sb (InSb(OOl), GaSb(OOl)) происходит пассивация поверхностей этих полупроводников хлоридными соединениями элементов третьей группы. Для всех соединений А3В атомарно-чистая поверхность получается прогревом в вакууме в среднем на 200° ниже температуры, необходимой для десорбции собственных оксидов. Прогрев в вакууме соединений А3В5 приводит к последовательности анион- и катион- стабилизированных реконструкций, характерных для этих соединений.
  2. Низкотемпературная обработка поверхности GaAs(OOl), покрытой собственными оксидами, в атомарном водороде и последующий прогрев в вакууме позволяют получить новые Ga-стабилизированные реконструкции (4х4) и (2х4)/с(2х8). Структура Ga-(2х4) объяснена расчетами из первых принципов в рамках модели элементарной ячейки (2х4) «Ga- смешанный димер». В температурном интервале 280-г420°С получен ряд реконструкций от Ga- до As- стабилизированной поверхности GaAs(OOl). Обработка в АВ приводит к пассивации собственных электронных состояний и откреплению уровня Ферми на поверхности p-GaAs(OOl).
  3. Эффект снижения на -100° температуры сверхструктурного перехода от As- к Ga-стабилизированной поверхности GaAs(001)-(4x2)/c(8x2) под влиянием адсорбированного цезия обусловлен уменьшением энергии связи атомов мышьяка на As-стабилизированной поверхности GaAs(OOl) вследствие перераспределения электронной плотности между поверхностными атомами As и нижележащими атомами Ga. Cs-индуцированное уменьшение энергии связи поверхностных атомов позволяет использовать цезий в качестве сурфактанта при низкотемпературном росте арсенида галлия.
  4. Адсорбция щелочных металлов (К, Na) на поверхности GaAs(OOl) при температуре ниже 200 К и 9aik~0.5 MС приводит к динамическому фазовому переходу диэлектрик-металл первого рода. При увеличении концентрации атомов цезия на поверхностях GaAs при покрытиях 9>0.5 монослоя и температуре 300 К происходит переход к конденсированной двумерной металлической фазе, который сопровождается возникновением дублета узких пиков потерь энергии электронов, обусловленных возбуждением плазмонов в адсорбционном слое. Появление бездисперсионных плазменных потерь связано с динамическим фазовым переходом от газовой фазы атомов цезия к плотноупакованным двумерным островкам с металлическим спектром электронных возбуждений.
  5. Селективное взаимодействие электроположительных и электроотрицательных атомов с катион- и анион-стабилизированными поверхностями GaAs(OOl) приводит к атомно-слоевому (цифровому) травлению поверхности GaAs(OOl), контролируемому реконструкционными переходами.
  6. Барьеры Шоттки на основе Fe/GaAs(001) позволяют достигать эффективности в детектировании спина электронов F-2-10"5, сравнимой с эффективностью детекторов Мотта. Гетероструктуры Pd/Fe/GaAs/InGaAs с квантовыми ямами могут быть использованы для измерения спиновой поляризации свободных электронов методом катодолюминесценции.
Список опубликованных работ
A1. Tereshchenko O.E. Composition and structure of HCl-isopropanol treated and vacuum annealed GaAs(100) surface / O.E. Tereshchenko, S.I. Chikichev, A.S. Terekhov. // J. Vac. Sci. Technol. A – 1999. – Vol. 17. – p. 2655-2662.

A2. Tereshchenko O.E. Local structure of chemically prepared well-ordered GaAs(100) surface/ O.E. Tereshchenko A.S. Terekhov, D. Paget, P. Chiaradia, J.E. Bonnet, R. Belkhou, A. Taleb-Ibrahimi // Surf. Sci. – 2002. – Vol. 507-510. – p. 411-416.

A3. Paget D. Origin of the broadening of surface optical transitions of As-rich and Ga-rich GaAs(001) / D. Paget, O.E. Tereshchenko, A.B. Gordeeva, V.L. Berkovits, G. Onida. // Surf. Sci. – 2003. – Vol. 529. – p. 204-214.

A4. Tereshchenko O.E. Preparation of clean reconstructed InAs(100) surfaces using HCl/isopropanol wet treatments / O.E. Tereshchenko, D. Paget, P. Chiaradia, J.E. Bonnet, F. Wiame, and A. Taleb-Ibrahimi // Appl. Phys. Lett. – 2003. – Vol. 82. – p. 4280-4283.

A5. Paget D. Surface versus bulk origin of the optical anisotropy of As-rich (001)GaAs and (001)Ga1-xInxAs / D. Paget, C. Hogan, V.L. Berkovits, and O.E. Tereshchenko // Phys. Rev. B – 2003. – Vol. 67. – p. 245313-245317.

A6. Tereshchenko O.E. Well-ordered (100) InAs surfaces using wet chemical treatments / O.E. Tereshchenko, E. Placidi, D. Paget, P. Chiaradia, and A. Balzarotti // Surf. Sci. – 2004. – Vol. 570. – p. 237-244.

A7. Hogan C. Optical anisotropy induced by cesium adsorption on the As-rich c(2×8) reconstruction of GaAs(001) / C. Hogan, D. Paget, O.E. Tereshchenko, L. Reining, and G. Onida // Phys. Rev. B – 2004. – Vol. 69. – p. 125332-125339.

A8. Tereshchenko O.E. Composition and structure of chemically prepared GaAs(111)A and (111)B surfaces / O.E. Tereshchenko, V.L. Alperovich, A.S. Terekhov Tereshchenko O.E. // Surf. Sci. – 2006. – Vol. 600. – p. 577-582.

A9. Berkovits V.L. Bulk-like behavior of the optical anisotropy of cation-rich (001) surfaces of Ga1-xInxAs alloys / V.L. Berkovits, D. Paget, A.V. Subashiev, O.E. Tereshchenko // Phys. Rev. B – 2004. – Vol. 69. – p. 033305 - 033305-4.

A10. Tereshchenko O.E. Clean reconstructed InAs(111)A and B surfaces using chemical treatments and annealing / O. E. Tereshchenko, D. Paget, A. C. H. Rowe, V. L. Berkovits, P. Chiaradia, B. P. Doyle, S. Nannarone // Surface Science – 2009. – Vol. 603. – p. 518-522.

A11. Alperovich V.L. Surface passivation and morphology of GaAs(100) treated in HCl-isopropyl alcohol solution / V.L. Alperovich, O.E. Tereshchenko, N.S. Rudaya, D.V. Sheglov, A.V. Latyshev, A.S. Terekhov // Appl. Surf. Sci. – 2004. – Vol. 235. – p. 249-259.

A12. Tereshchenko O.E. Preparation of As-rich (2x4) – III-As (001) surfaces by wet chemical treatment and vacuum annealing / O.E. Tereshchenko // Phys. Stat. Sol. С – 2010. – Vol. 1-4. – p. 264-267.

A13. Tereshchenko O.E. Preparation of clean reconstructed InP(001) using HCl/isopropanol wet treatments / O.E. Tereshchenko, D. Paget, P. Chiaradia, J.E. Bonnet, F. Wiame, A. Taleb-Ibrahimi // Surf. Sci. – 2006. – Vol. 600. – p. 3160–3166.

A14. Tereshchenko O.E. Structure and composition of chemically prepared and vacuum annealed InSb(001) surfaces / O.E. Tereshchenko // Appl. Surf. Sci. – 2006. – Vol. 252. – p. 7684-7690.

A15. Терещенко О.Е. Низкотемпературная методика очистки поверхности GaN(0001) для фотоэмиттеров с отрицательным электронным сродством / О.Е. Терещенко, Г.Э. Шайблер, А.С. Ярошевич, С.В. Шевелев, А.С. Терехов, В.В. Лундин, Е.Е. Заварин, А.И. Бесюлькин // ФТТ – 2004. – т. 46. – c. 1881-1885.

A16. Terekhov A.S. Variations of the Fermi level, Photovoltage, and Photoemission Threshold on GaAs(100) Surface under Annealing in Hydrogen / A.S. Terekhov, O.E. Tereshchenko, A.G. Paulish, H.E. Scheibler, V.L. Alperovich // Phys. Low-Dim. Struct. – 1995. – Vol. 12. – p. 33-42.

A17. Toropetsky K.V. New reconstruction-stoichiometry correlation for GaAs(001) surface treated by atomic hydrogen / K.V. Toropetsky, O.E. Tereshchenko, D.A. Petukhov, A.S. Terekhov // Appl. Surf. Sci. – 2008. – Vol. 254. – p. 8041-8045.

A18. Терещенко О.Е. Новые Ga-обогащенные реконструкции на поверхности GaAs(001) / О.Е. Терещенко, К.В. Торопецкий, С.В. Еремеев, С.Е. Кулькова // Письма в ЖЭТФ – 2009. – т. 89 – c. 209-214.

A19. Tereshchenko O.E. Backward reconstructions on GaAs(001) surfaces induced by atomic hydrogen reactions: surfactant assisted low-temperature surface ordering / O.E. Tereshchenko, A.V. Bakulin, S.E. Kulkova S.V. Eremeev // The Journal of Physical Chemistry C. - 2013. - Vol. 117. - p. 9723-9733.

A19. Терещенко О.Е. Поверхность Cs/GaAs(100): двумерный металл или хаббардовский диэлектрик? / О.Е. Терещенко, А.Н. Литвинов, В.Л. Альперович, А.С. Терехов // Письма в ЖЭТФ – 1999. – т.70. – с.537-542.

A20. Alperovich V.L. Evolution of interface excitations under phase transition in two-dimensional layer of Cs on GaAs(100) and (111) / V.L. Alperovich, O.E. Tereshchenko, A.N. Litvinov, and A.S. Terekhov // Appl. Surf. Sci. – 2001. – Vol. 175-176. – p. 175-180.

A21. Tereshchenko O.E. Metallicity and disorder at the alkali-metal/GaAs(001) interface / O.E. Tereshchenko, D.V. Daineka, D.Paget. // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol. 64. – p. 085310-085310-11.

A22. Daineka D.V. Modulated photovoltage changes at the nonmetal-metal transition of the Na/GaAs(001) and K/GaAs(001) interfaces / D.V. Daineka, O.E. Tereshchenko, D. Paget,. Surf. Sci. – 2001. –Vol. 488. – p. 193-206.

A23. Tereshchenko O.E. Structural and electronic transformation at Cs/GaAs(100) interface / O.E. Tereshchenko, V.S. Voronin, H.E. Scheibler, V.L. Alperovich, and A.S. Terekhov // Surf. Sci. –2002. – Vol. 507-510. – p. 51-56.

A24. Hogan C. A RAS study of the adsorption of electronegative and electropositive elements on GaAs(001) / C. Hogan, D. Paget, O.E. Tereshchenko, and R. Del Sole // Phys. Stat. Sol. С. – 2003. – p. 1-6.

A25. Chiaradia P. Insulator - metal phase transitions of alkali atoms on GaAs (001) / P. Chiaradia, D. Paget, O.E. Tereshchenko, J.E. Bonnet, A. Taleb-Ibrahimi, R. Belkhou, F.Wiame // Surf. Sci. – 2006. – Vol. 600. – p. 287-297.

A26. Tereshchenko O.E. Cs-induced charge transfer on (2x4)-GaAs(001) studied by photoemission / O. E. Tereshchenko, D. Paget, P. Chiaradia, F. Wiame, R. Belkhou, and A. Taleb-Ibrahimi // Phys. Rev. B. – 2010. – Vol. 81. – p. 035304-035304-5.

A27. Tereshchenko O.E. Снижение энергии связи атомов мышьяка на поверхности GaAs(100)-(2x4)/c(2x8) под влиянием адсорбированного цезия / О.Е. Терещенко, В.Л. Альперович, А.С. Терехов // Письма в ЖЭТФ – 2004. – т.79. – c. 163-167.

A28. Tereshchenko O.E. Cesium-induced surface conversion: from As-rich to Ga-rich GaAs(001) at reduced temperatures / O.E. Tereshchenko, D. Paget, V.L. Alperovich, A.G. Zhuravlev, A.S. Terekhov // Phys. Rev. B. – 2005. – Vol. 71. – p. 155315-155315-7.

A29. Терещенко О.Е. Сурфактантные свойства цезия в молекулярно-лучевой эпитаксии GaAs(001) / О.Е. Терещенко, Д.В. Дмитриев, А.И. Торопов, С.В. Еремеев, С.Е. Кулькова // Письма в ЖЭТФ – 2011. – т. 93. – p. 647-652.

A30. Терещенко О.Е. Обратимые сверхструктурные переходы на поверхности GaAs(001) при селективном воздействии йода и цезия / О.Е. Терещенко, К.В. Торопецкий, В.Л. Альперович // Письма в ЖЭТФ – 2008. – т.87. – p. 41-44.

A31. Терещенко О.Е. Реконструкционная зависимость травления и пассивации поверхности GaAs(001) / О.Е. Терещенко, С.В. Еремеев, А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова // Письма в ЖЭТФ – 2010. – т.91. – c. 383-388.

A32. Бакулин А.В. Адсорбция хлора на поверхности ζ- InAs(001)-(4×2) / А.В. Бакулин, О.Е. Терещенко, С.В. Еремеев, С.Е. Кулькова // ФТП – 2011. – т. 45. – с. 23-31.

A33. Tereshchenko O.E. Etching or stabilization of GaAs(001) under alkali and halogen adsorption / O.E. Tereshchenko, D. Paget, K.V. Toropetsky, V.L. Alperovich, S.V. Eremeev, A.V. Bakulin, S.E. Kulkova, B.P. Doyle, and S. Nannarone // The Journal of Physical Chemistry C. – 2012. – Vol. 116. – p. 8535-8540.

A34. Tereshchenko O.E. Magnetic and transport properties of Fe/GaAs Schottky junctions for spin polarimetry applications // O.E. Tereshchenko, D. Lamine, G. Lampel, Y. Lassailly, X. Li, D. Paget, J. Peretti // J. of Appl. Phys. – 2011. – Vol. 109. – p. 113708 - 113708-7.

A35. Berkovits V.L. GaAs(111)A and B in hydrazine sulfide solutions: extreme polarity dependence of surface adsorption processes / V.L. Berkovits, V.P. Ulin, O.E. Tereshchenko, D. Paget, A.C. H. Rowe, P. Chiaradia, B.P. Doyle and S. Nannarone // Phys. Rev. B. – 2009. – Vol. 80. – p. 233303 - 233303-4.

A36. Терещенко О.Е. Оптическая регистрация спина электрона в структурах Pd/Fe/GaAs/InGaAs / О.Е. Терещенко, А.Г. Паулиш, Т.С. Шамирзаев, М.Н. Неклюдова, А.М. Гилинский, Д.В. Дмитриев, А.И. Торопов, X. Li, G. Lampel, Y. Lassailly, D. Paget, J. Peretti // Труды XV международного симпозиума “Нано физика и наноэлектроника” – 2011. 14 – 18 марта. Нижний Новгород. – с.363-364.

A37. Терещенко О.Е. Формирование границы раздела структуры Pd/Fe/GaAs/InGaAs для оптической регистрации спина свободных электронов / О.Е. Терещенко, А.Г. Паулиш, М.А. Неклюдова, Т.С. Шамирзаев, А.С. Ярошевич, И.П. Просвирин, И.Э. Жаксылыкова, Д.В. Дмитриев, А.И. Торопов, С.Н. Варнаков, М.В. Рауцкий, Н.В. Волков, С.Г. Овчинников, А.В. Латышев // Письма в ЖТФ – 2012. – т. 38. – с. 27-36.