Взаимосвязь между внешне проявляющимися свойствами материалов и их внутренним строением, страница 9

ЕТОД молекулярно-лучевой эпитаксии пока еще не освоен в промышленных масштабах для производства интегральных схем, но скоро это произойдет. В то время как специалисты в сфере производства решают практические вопросы, связанные с достижением этой цели, теоретики и экспериментаторы исследуют важные проблемы, связанные с наращиванием слоев сверхрешеток и изучением их электронной структуры.

Например, на микрофотографии с большим увеличением, полученной с помощью электронного пучка, можно отчетливо видеть отдельные атомы двух различных полупроводников на границе раздела слоев. (В действительности это изображения, обусловленные дифракцией электронов на электронных оболочках каждого атома.) Можно видеть, что неизбежно возникающая на границе раздела этих «нестыкующихся» решеток деформация снимается благодаря периодичности размещения несогласующихся дислокаций. Возникает вопрос: как влияют такие границы раздела между соприкасающимися слоями на рост этих структур? И опять основная роль периодичности, определяющей электронные свойства твердых веществ, подвергается новым испытаниям в искусственно созданном мире сверхрешетки. Вероятно, можно синтезировать такие твердые материалы, в которых электроны имеют новые диапазоны уровней энергии и переходят с одного энергетического уровня на другой или из одной точки в другую. И если требуется достаточно точно предсказывать свойства перемежающихся слоев в целом, следует понять не только эти свойства, но и явления, обусловленные поведением электронов на границах раздела.

Возможность синтезирования модулированных структур открывает путь в совершенно новый мир структур, которым можно придавать желаемые свойства. Это относится не только к полупроводниковым сверхрешеткам, но и ко многим другим материалам, которые могут иметь очень широкую область применения. С помощью молекулярно-лучевой эпитаксии, например, в конце концов будут получать оптические покрытия, которые придадут зеркалу способность по-разному реагировать на излучение в различных участках

НАУКИ-1986/№

ТРЕХСЛОЙНАЯ СВЕРХРЕШЕТКА, полученная с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии. Изображение структуры в поперечном сечении увеличено в 800 тыс. раз. Светлые полосы — это соединение цинка и селена, широкие темные полосы — соединение цинка, магния и селена, каждая тонкая темная линия — это единичная ячейка соединения магния и селена.

ОТДЕЛЬНЫЕ АТОМЫ (в действительности их дифракционные изображения) на границе раздела между слоями арсенида галлия и теллурида кадмия в сверхрешетке видны на электронной микрофотографии. Поперечное сечение на снимке увеличено в 5,1 млн. раз. Снимок получен Оцука в Технологическом институте в Токио с помощью электронного микроскопа, работающего под напряжением 1 млн. вольт. В нижней части снимка видны атомы галлия и мышьяка, в верхней части — атомы кадмия и теллура. Несовпадающие дислокации снимают напряжения на границе раздела.