Влияние упругих деформаций на локальные токовые характеристики отдельных нанокластеров Ge на Si, исследованных методом проводящей атомно-силовой микроскопии

Abstract

Методом проводящей атомно-силовой микроскопии (АСМ) исследованы локальные токовые характеристики эпитаксиальных систем с наноостровками Ge на Si(001). Аномальное распределение тока в квантовых точках Ge на Si(100) объясняется распределением упругих деформаций внутри самих нанокластеров Ge и, как следствие, различной плотностью состояний в центре и на периферии нанокластеров. Показано, что при увеличении их размеров распределение тока становится однородным по всей площади нанокластеров, что связано с релаксацией упругих деформаций.

Local current characteristics of epitaxial systems with Ge nanoislands on Si (001) were investigated using conducting atomic force microscopy (AFM). The distribution of local currents inside Ge quantum dots showed a good correspondence with the values of internal deformations that determine the maximal density of states by the nanoisland edges. The linear dependence of the current value to the power 3/2 on Ge nanoisland lateral size was revealed that corresponds to the calculated linear dependence of local density of states on the value of unit deformation inside Ge nanoisland made within the framework of classical theory of elasticity and continuous medium theory.

Методом провідної атомно-силової мікроскопії (АСМ) досліджено локальні характеристики струму епітаксіальних систем з наноострівцями Ge на Si(001). Показано, що розподіл локальних струмів всередині квантових точок Ge на Si пов’язаний з величиною внутрішніх пружних деформацій, які визначають максимальну густину станів по контурах острівців. Виявлено лінійну залежність величини струму від латерального розміру в ступені 3/2 нанокластера германію, що відповідає розрахунку лінійної залежності локальної густини станів від величини питомої пружної деформації всередині нанокластера в рамках класичної теорії пружності та теорії суцільних середовищ.