X-ray study of strain, composition, elastic energy and atomic ordering in Ge islands on Si(001)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Jose Francisco de Sampaio
Ricardo Wagner Nunes
Eduardo Abramof
Jonder Moraes
Ricardo Wagner Nunes
Eduardo Abramof
Jonder Moraes
Resumo
Neste trabalho foram utilizadas técnicas de difração de raios-x para estudar propriedades químicas e estruturais de ilhas de Ge:Si(001). Através de experimentos de difração por incidência rasante foi realizado um mapeamento estrutural da relaxação de strain dentro de pirâmides e domos de Ge. Alterando-se a energia dos raios-x próximo à borda K do Ge em medidas de difração anômala foi possível determinar a composição química dos dois tipos de ilhas. A energia elástica, obtida correlacionandose estes dois resultados, provou ser um dos fatores responsáveis pelas transições morfológicas neste sistema. Uma extensão dos resultados, com o uso de um novo método de análise, permitiu um completo mapeamento tri-dimensional da estrutura e estequiometria dos domos de Ge. Por último, foi observada a existência de uma liga ordenada de SiGe dentro dos domos, indicando o importante papel da cinética de crescimento na incorporação de Si nas ilhas.
Abstract
X-ray diffraction techniques were employed here to study several structural and chemical properties of Ge:Si(001) islands. Grazing incidence diffraction was used to map the strain status of Ge pyramids and domes. By tuning the x-ray energy near the Ge K edge to perform anomalous diffraction measurements it was possible to determine the chemical composition of both types of islands. The elastic energy was directly evaluated and found to be one of the driving forces of morphological evolution in this system. These results were extended by a new analysis method to a complete threedimensional chemical and structural mapping of Ge domes. Finally, the existence of SiGe ordered alloys was observed inside domes, indicating the important rule played by surface kinetics on Si interdiffusion.
Assunto
Filmes de germânio silício, Ordenamento atômico, Ilhas de germânio em superfície de silício, Raios X Difração, Física
Palavras-chave
Elastic energy, Si(001)