Evolution morphologique des nanostructures Si(1-x)Ge(x) pendant la croissance par EJM

Morphological evolution of Si(1-x)Ge(x) nanostructures during MBE growth

• Auteur / Autrice : Alina Mihaela Pascale
• Direction : Alberto Pimpinelli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanostructures

Épitaxie par faisceaux moléculaires

Résumé

Dans ce travail nous avons étudié l'auto-organisation d'îlots de Ge sur des substrats vicinaux de Si nanostructurés en utilisant un processus à deux étapes qui consiste en :1) l'auto-structuration naturelle du substrat et 2) la nucléation préférentielle des îlots de Ge sur les motifs créés. Après des rappels bibliographiques dans les trois premiers chapitres, nous présentons les résultats, à la fois théoriques et expérimentaux, dans les deux derniers chapitres. En particulier, nous avons mis en évidence : a) une pseudo-barrière Ehrlich-Schwoebel inverse implicite à l'origine de l'instabilité cinétique qui se développe durant l'homoépitaxie Si/Si(001), avec des exposants critiques en bon accord avec la théorie et b) une réduction importante de l'énergie élastique d'un système comprenant un îlot de Ge, une couche de mouillage de Ge et un substrat à motifs de Si (où chaque motif est représenté par des marches) lorsque le motif possède au moins trois marches.

In this work we studied the Ge dots self-organization on vicinal Si substrates nanostructured by using a two stages process which consists of: i) substrate natural self-structuration and ii) Ge dots preferential nucleation on the created patterns. After bibliographical recalls in the first three chapters, we present the theoretical and experimental results in the two last chapters. In particular, we have evidenced: a) an implicit inverse Ehrlich-Schwoebel pseudo-barrier at the origin of the kinetic instability which develops during the homoepitaxial growth Si/Si(001), with scaling exponents in good agreement with the theory and b) an important reduction of the elastic energy of a system including a Ge dot, a Ge wetting layer and a Si patterned substrate (where each pattern is represented by steps) when the pattern is constitued of three steps at least.