Three-dimensional structure of antiphase domains in GaP on Si(0 0 1)
Three-dimensional structure of antiphase domains in GaP on Si(0 0 1)
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Si(0â0â1)上GaP反相畴的三维结构
DOI：
10.1088/1361-648x/aafcfb
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
A. Lenz
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
P. Farin ;M. Marquardt;W. Martyanov;J. Belz;A. Beyer;K. Volz;A. Lenz
反相畴是通常在III-V族半导体和Si的界面处产生的三维晶体缺陷。虽然已经实现了对它们的形成的控制，但通过所谓的反相边界与晶体的主相分离的反相域本身的几何形状尚未完全理解。在这项工作中，我们首先调查的界面GaP和Si本身的横截面扫描隧道显微镜（XSTM），揭示可能的混合在一个8单层宽的区域。此外，我们提出了一个广泛的分析相结合的透射电子显微镜和XSTM来阐明的形状反相域的磷化镓。为了建立一个真实的反相畴的三维模型，首先绘制了平面透射电子显微镜图像，然后通过XSTM分析了从（110）和（10）解理面观察到的反相畴界在差距晶体中的发展，直至原子水平。这使得能够详细分析反相畴的形状和物理尺寸。发现在生长方向上的典型测量延伸为最大60 nm，并且在[10]和[110]方向上的基平面的最大测量延伸分别为约160 nm和50 nm。它们表现为具有各向异性基面的金字塔，其侧面多次扭结。
Antiphase domains are three-dimensional crystal defects commonly arising at the interface of III–V semiconductors and Si. While control over their formation has been achieved, the geometry of the antiphase domain itself that is separated from the mainphase of the crystal by the so-called antiphase boundary, has not yet been fully understood. In this work, we first investigate the interface between GaP and Si itself by cross-sectional scanning tunneling microscopy (XSTM) to reveal possible intermixing within an 8 monolayers wide region. Furthermore, we present an extensive analysis combining transmission electron microscopy and XSTM to elucidate the shape of antiphase domains in GaP. To create a true-to-scale, three-dimensional model of an antiphase domain, firstly, plan-view transmission electron microscopy images are drawn on. Subsequently, the progression of many antiphase boundaries through the GaP crystal as viewed from the (1 1 0) and (1 0) cleavage planes is analyzed all the way down to the atomic level by means of XSTM. This enables a detailed analysis of the shape and physical dimensions of the antiphase domains. A typical measured extension in growth directions is found to be a maximum of 60 nm and the maximum measured extension of the base plane in [1 0] and [1 1 0] directions is about 160 nm and 50 nm, respectively. They appear as pyramids with anisotropic base planes whose side facets kink many times.
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