ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФОРМИРОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СЛОЯ ALN НА ПОВЕРХНОСТИ (0001)AL2O3
В.Г. МАНСУРОВ1, Ю.Г. ГАЛИЦЫН1, Ю.И. МИХАЙЛОВ2, Т.В. МАЛИН1, Д.С. МИЛАХИН1, К.С. ЖУРАВЛЕВ1
1Институт физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия
mansurov@isp.nsc.ru
2Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия
sve151965@yandex.ru
Ключевые слова: кинетика нитридизации, двумерная фаза AlN, решеточный газ, латеральное взаимодействие, фазовый переход, nitridation kinetics, two-dimensional AlN phase, lattice gas, lateral interaction, phase transition
Страницы: 317-322
Аннотация
Исследована температурная зависимость образования двумерной кристаллической фазы AlN на поверхности (0001)Al2O3 под потоком аммиака. В температурной зависимости скорости процесса экспериментально обнаружены две области. В области относительно низких температур ( T < 940 °C) скорость образования AlN лимитируется химическими реакциями. Предложена кинетическая схема процесса, определены эффективные значения кинетических констант основных стадий процесса. При более высоких температурах ( T > 940 °C) образование упорядоченной фазы AlN определяется непрерывным двумерным фазовым переходом в решеточном газе образовавшихся на поверхности ячеек AlN. Для описания процесса предложена трехпараметрическая изотерма. Хорошее согласие между теоретическими и экспериментальными изотермами получено при следующих параметрах латерального взаимодействия между заполненными ячейками AlN в решеточном газе: Ei = 0.725 эВ - латеральное отталкивание соседних заполненных ячеек AlN; U = -0.725 эВ - энергия стабилизации, возникающая при образовании заполненной ячейки; V = 0.09 эВ - энергетические затраты для создания промежуточной метастабильной ячейки решеточного газа. Критическая температура фазового перехода однозначно определяется найденными параметрами латерального взаимодействия и составляет 795 °C. Наблюдаемый фазовый переход в решеточном газе AlN носит непрерывный характер, так как эксперименты проводились при температурах выше критической.
DOI: 10.15372/KhUR2019140 |
