Физика поверхности, тонкие пленки

Формирование вертикального графена на поверхности арсенид-галлиевых структур

Б. Н. Звонков^a, И. Н. Антонов^a, О. В. Вихрова^a, Ю. А. Данилов^a, М. В. Дорохин^a, Н. В. Дикарева^a, А. В. Нежданов^a, М. П. Темирязева<sup>b

a</sup> Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
^b Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Фрязино Московск. обл., Россия

Аннотация: Изучены свойства углеродных слоев (C-слоев), сформированных термическим разложением CCl$_4$ при температурах 600–700$^\circ$C на поверхности арсенид-галлиевых структур, изготовленных методом МОС-гидридной эпитаксии на пластинах $n^+$-GaAs(100). Морфология поверхности C-слоев исследована с использованием атомно-силовой микроскопии. Структурные и оптические свойства изучены с применением спектроскопии комбинационного рассеяния света и спектроскопии отражения. Обнаружено, что в случае C-слоя, изготовленного при температуре 650–700$^\circ$С, изображение атомно-силовой микроскопии демонстрирует наличие вертикальных углеродных наностенок (вертикального графена), расположенных параллельно одному из направлений [110] кристаллической решетки GaAs. Характеристики полос, наблюдаемых в спектрах комбинационного рассеяния света, соответствуют параметрам спектров вертикального графена. Коэффициент отражения таких углеродных слоев существенно уменьшается (диффузное отражение не превышает 25% для слоя, изготовленного при 700$^\circ$С) в диапазоне длин волн от 0.19 до 1.8 $\mu$m. Наличие значительной “поглощательной” способности делает полученные углеродные слои перспективными в качестве проводящего контакта в приборных фоточувствительных полупроводниковых структурах, что подтверждается предварительными результатами исследований вольтамперных характеристик и спектральных зависимостей фототока.

Ключевые слова: термическое разложение четыреххлористого углерода, арсенид галлия, морфология вертикального графена.

Поступила в редакцию: 24.01.2023
Исправленный вариант: 24.01.2023
Принята в печать: 01.02.2023

DOI: 10.21883/FTT.2023.04.55307.9

Реферативные базы данных:

•