Неруйнівний контроль поверхні фосфіду галію

Abstract

Випромінювальні характеристики фосфіду галію як матеріалу оптоелектроніки значною мірою залежать від стану поверхні. У роботі зроблено спробу за допомогою атомного силового мікроскопа проконтролювати виникнення порушень структури на поверхні кристалів GaP, підданих впливу різних видів радіації (швидкі електрони, протони та альфа-частинки). Виявлено, що на поверхні опромінених зразків виникають виступи конічної форми (nano-hills). Форма і розміри наноутворень залежать від маси і енергії частинок. Максимальна густина таких утворень спостерігається у зразках із високою концентрацію точкових дефектів (опромінення електронами). Формування специфічного рельєфу поверхні може бути обумовлене дифузією найпростіших порушень структури та їхнім накопиченням у приповерхневому шарі напівпровідника.

Излучательные характеристики фосфида галлия в качестве материала оптоэлектроники главным образом зависят от состояния поверхности. В работе сделана попытка с помощью атомного силового микроскопа проконтролировать возникновения нарушений структуры на поверхности кристаллов GaP, подверженных воздействию различных видов радиации (быстрые электроны, протоны и альфа-частицы). Выявлено, что на поверхности облученных образцов возникают выступления конической формы (nano-hills). Их форма и размеры зависят от массы и энергии частиц. Максимальная плотность таких образований наблюдается в образцах с высокой концентрацией точечных дефектов (облучение электронами). Формирование специфического рельефа поверхности может быть обусловлено диффузией простейших нарушений структуры и их накоплением в приповерхностном слое полупроводника.

Radiative recombination of gallium phosphide as the material of modern optoelectronics is sensitive to the surface state, which in tern is strongly dependent on internal action. GaP-based devices operate often in the fields of ionizing radiation, therefore it appears actual studding the changes of GaP microrelief after treatment. In work the attempt is made to trace the appearing of surface defects of crystals irradiated by accelerated particles: electrons, protons and alpha-particles. Atomic force microscope (AFM) was used to analyze the surface morphology. It was discovered conical nanohills on the surface of irradiated crystal, and the form and size of them depend on the particle mass and energy. The maximal density of such creations was observed in samples with high concentration of point defects (electrons). Specific relief might be formed by the diffusion of the simple defects and their accumulation in near surface region.