Mavzu: Nanotuzilmalarni hosil qilishning epitaksial usullari. Molekulyar nurli epitaksya. Epitaksya usulida kvant nurlarini o’z-o’zidan tashkillashish vositasida shakillantirish

3.2.Termik parchalanish orqali grafenning epitaksial o'sishi
Termal parchalanish orqali grafenning kremniy karbid (SiC) substratiga epitaksial o'sishi tadqiqotchilar tomonidan yupqa grafen plyonkalarini sintez qilish uchun o'rganilgan. Ushbu jarayonning printsipi qizdirilgan SiC yuzasidan atomlarning desorbsiyasini o'z ichiga oladi. Uglerodning bug 'bosimi Si atomiga nisbatan juda past. Demak, juda yuqori haroratda Si atomlari substratdan desorbsiyalanadi va substratda tartibli grafen qatlamlarini hosil qiluvchi uglerod atomlari qoladi . Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ultra yuqori vakuumli holat termal parchalanish jarayoniga yordam beradi. Bundan tashqari, hosil bo'lgan grafen varaqlarining o'lchami SiC gofreti substratining o'lchamiga bog'liq. Grafenning qalinligi, tashuvchisi zichligi va harakatchanligiga substrat yuzasi ta'sir qiladi. SiC-epitaxial grafen eksfoliatsiyalangan grafen bilan solishtirganda zaif antilokalizatsiya va yuqori haroratga bog'liq bo'lmagan harakatchanlikni ko'rsatadi.
"Kvant nuqtalari" va "kvant simlari" kabi nano-miqyosli past o'lchamli tuzilmalarni ishlab chiqarish qiyin vazifadir. Qiziqarli yondashuvlardan biri o'z-o'zini yig'ishdan foydalanadi. Ushbu yondashuv aniq cheklovlarga ega - eng yaxshi holatda saqlash yoki opto-elektron ilovalar uchun mos bo'lgan, ammo mantiqiy qurilmalar uchun emas, balki muntazam nanostrukturalarni olish mumkin. Amalda cheklangan tartib va ​​bir xillik hatto eng oddiy ilovalarni ham qiyinlashtiradi. Bu erda men o'z-o'zini yig'ish orqali nisbatan bir xil past o'lchamli tuzilmalarni yaratish strategiyasini taklif qiladigan so'nggi nazariy tadqiqotlarni ko'rib chiqaman.
O'z-o'zini yig'ish" atamasi, ehtimol, juda kengdir, chunki hatto kristall o'sishi ham o'zini o'zi yig'ishning bir turidir. Bu erda bizning qiziqishimiz bir xil nano-miqyosdagi xususiyatlarning o'z-o'zidan tashkil etilgan o'sishidir. Bunday o'sish, heteroepitaksial tizimlarda mos kelmaydigan kuchlanish yoki qotishmalarda o'murtqa parchalanish kabi asosiy beqarorlik tufayli yuzaga kelishi mumkin. Keyin termodinamik beqarorlik va kinetik effektlar o'rtasidagi raqobat natijasida bir xillik paydo bo'lishi mumkin.

Bu erda ko'rib chiqilgan ish noto'g'ri mos kelmaydigan geteroepitaksial qatlam holatidagi kabi harakatlantiruvchi kuch sifatida kuchlanish holatiga qaratilgan. Men kuchlanish nol o'lchamli "kvant nuqtalari", bir o'lchovli "kvant simlari" va ikki o'lchovli "kvant quduqlari" super panjaralarining o'z-o'zini tashkil qilishiga olib kelishi mumkinligini qisqacha ko'rib chiqaman.

Kvant nuqtalari.
Geteroepitaksial o'sishda noto'g'ri shtamm sirtdagi cho'zilgan materialning uch o'lchovli "orollari" ning yadrolanishiga olib kelishi mumkin. Kattaroq tarmoqli bo'shliqqa ega matritsaga ko'milgandan so'ng, bu orollar "kvant nuqtalari" bo'lib xizmat qilishi mumkin. Biroq, energetika tasodifiy yadrolanish va qo'pollashishga mos keladi [1], keng o'lchamdagi taqsimotni keltirib chiqaradi. (Bir qatlamli plyonkalarda bo'lgani kabi, o'sish ikki o'lchov bilan cheklangan bo'lsa, qiziqarli istisno sodir bo'ladi [2].)
Kvant simlari
Yaqin sirtlarda kuchlanish atom pog'onalari o'rtasida jozibali o'zaro ta'sirni hosil qiladi va ularni 6, 7-to'plamlarga yig'ishga undaydi. O'sish jarayonida energiya bilan boshqariladigan bu to'plam bosqichli oqim kinetikasi tufayli parchalanish bilan raqobatlashadi. Natijada (nazariy simulyatsiyalarga ko'ra) bir xil pog'onali to'plamlarning muntazam massivlarini o'z-o'zidan tashkil etish mumkin [8].
Bunday pog'onali qator kvant simlarining o'sishi uchun shablon bo'lib xizmat qilishi mumkin. Ushbu umumiy yondashuv ko'p yillar oldin Petroff tomonidan taklif qilingan