INDIUM SEGGEGATION IN MBE GROWN GAAS/INGAAS/GAAS QUANTUM WELLS

Article Sidebar

กองบรรณาธิการยินดีที่จะแจ้งท่านผู้อ่านและสมาชิกที่เคารพ ด้วยศูนย์ดัชนีการอ้างอิงวารสารไทย (Thai Journal Citation Index-TCI) ได้ประกาศให้ วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยราชภัฏอุดรธานี ผ่านการประเมินคุณภาพให้อยู่ในฐานข้อมูล TCI กลุ่มที่ 2 ตั้งแต่บัดนี้ จนถึง 31 ธันวาคม 2562 โดยวารสารฉบับนี้ ซึ่งเป็นฉบับที่ 2 ปีที่ 6 ประจำปี พ.ศ. 2561 มีบทความวิจัยรวมจำนวน 10 บทความ ซึ่งมีเนื้อหาครอบคลุมทั้งด้านวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ประยุกต์ วิทยาศาสตร์การอาหาร เทคโนโลยี และวิศวกรรมศาสตร์ โดยมีกำหนดในการจัดพิมพ์ออกเผยแพร่ ปีละ 2 ฉบับ ดังนั้นกองบรรณาธิการวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ขอเชิญชวนผู้ที่สนใจ ทั้งคณาจารย์ นักวิจัย นักวิชาการและนักศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี โดยวารสารรับตีพิมพ์เผยแพร่บทความในกลุ่มวิทยาศาสตร์ สาขาเคมี ฟิสิกส์ ชีววิทยา และคณิตศาสตร์ กลุ่มวิทยาศาสตร์ประยุกต์สาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ วิทยาศาสตร์การกีฬา วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม วัสดุศาสตร์ และเทคโนโลยีชีวภาพ กลุ่มเกษตรศาสตร์ สาขาพืชศาสตร์ เศรษฐศาสตร์เกษตร ประมง และสัตวศาสตร์ และกลุ่มวิศวกรรมศาสตร์ สาขาเครื่องกล พลังงาน อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์
PDF
เผยแพร่แล้ว: ธ.ค. 20, 2018
คำสำคัญ:
เครื่องปลูกผลึกด้วยลำโมเลกุล สารกึ่งตัวนำชนิดธาตุหมู่ 3 และธาตุหมู่ 5 การแยกตัวของอินเดียม เครื่องไทม์ออฟไฟลท์-แมสสเปกโทรเมตรีไอออนทุติยภูมิ

Main Article Content

Aphirak Loykaew
Department of Physics, Faculty of Science, Udon Thani Rajabhat University
Brian Francis Usher
Department of Physics, Faculty of Science, Udon Thani Rajabhat University

บทคัดย่อ

การใช้สารกึ่งตัวนำสถานะของแข็งที่ประกอบด้วยธาตุหมู่ 3 และหมู่ 5 สามารถใช้งานได้ดีในเทคโนโลยีการสร้างอุปกรณ์คลื่นไมโครเวฟความเร็วสูงและอุปกรณ์อิเล็คโทรนิกส์ทางแสง ที่ผ่านมามีความพยายามที่จะตรวจวัดการแยกตัวของอินเดียมสู่พื้นผิวที่ตำแหน่งรอยต่อระหว่าง InGaAs/GaAs เพื่อเป็นการปรับปรุงคุณภาพที่รอยต่อดังกล่าว ซึ่งในการศึกษาที่ผ่านมานั้นยังไม่มีวิธีการใดที่เป็นวิธีการวัดการแยกตัวของอินเดียมโดยตรง อีกทั้งเมื่อมีการตีความที่ผิดของรูปแบบการกระจายตัวของปริมาณอินเดียมในระดับชั้นผลึกทำให้เกิดการผิดพลาดในการจำลองสมการทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายการแยกตัวของอินเดียมบนพื้นผิวผลึก การศึกษาในงานวิจัยนี้ทำการปลูกชั้นผลึกด้วยเครื่องปลูกผลึกด้วยลำโมเลกุล (Molecular Beam Epitaxy) และ เตรียมตัวอย่างด้วยเทคนิคพิเศษเพื่อแปลงส่วนประกอบทางเคมีของชั้นผลึกตามความลึกไปยังพื้นผิวตามระยะแนวราบ และจากการตรวจวัดปริมาณอินเดียมโดยเครื่องไทม์ออฟไฟลท์แมสสเปกโทรเมตรีไอออนทุติยภูมิ พบว่าปริมาณอินเดียมแยกตัวที่วัดได้ในแต่ละตำแหน่งความลึกของชั้นผลึกนั้นขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ในระหว่างการปลูกผลึกได้แก่ อุณหภูมิ สัดส่วนระหว่างปริมาณฟลักซ์ของ As4 ต่อปริมาณฟลักซ์ของธาตุหมู่ 3 และ อัตราการปลูกผลึกซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณฟลักซ์ของธาตุหมู่ 3 จากการสร้างแบบจำลองเพื่ออธิบายกลศาสตร์การปลูกผลึกด้วยสมการอัตราที่พิจารณาถึงพารามิเตอร์ในระหว่างการปลูกคืออุณหภูมิ สัดส่วนระหว่างปริมาณฟลักซ์ของ As4 ต่อ ปริมาณฟลักซ์ของธาตุหมู่ 3 และ อัตราการปลูกผลึกโดยพิจารณาก้บผลที่ได้จากการทดลองและการตั้งสมมุติฐานที่โมเลกุล As4 ขัดขวางการก่อตัวของธาตุหมู่ 3 เข้าสู่โครงสร้างผลึก พบว่าแบบจำลองนี้สามารถอธิบายปฏิกิริยาระหว่างธาตุหมู่ 3 และ ธาตุหมู่ 5 บนพื้นผิวผลึกที่ปกคลุมด้วยแกลเลียมและพื้นผิวผลึกที่ปกคลุมด้วยอาร์เซนิกในกระบวนการปลูกด้วยลำโมเลกุลได้เป็นอย่างดี

Article Details

ฉบับ
ปีที่ 6 ฉบับที่ 2 (2018): กรกฎาคม - ธันวาคม
บท
บทความวิจัย

References

Bosacchi, A., Colonna, F., Franchi, S., Pascarella, P., Allegri, P., & Avanzini, V. (1995). Indium surface segregation in InGaAs-based structures prepared by molecular beam epitaxy and atomic layer molecular beam epitaxy. Crystal Growth, 150, 185-189.

Foxon, C. T., & Joyce, B. A. (1975). Interaction kinetics of As4 and Ga on {100} GaAs surfaces using a modulated molecular beam technique. Surface Science, 50, 434-450.

Gérard, J. M., d'Anterroches, C., & Marzin, J. Y. (1993). Monolayer scale study of segregation effects in InAs/GaAs heterostructures. Journal of crystal growth, 127(1), 536-540.

Gérard, J. M., & d'Anterroches, C. (1995). Growth of InGaAs/GaAs heterostructures with abrupt interfaces on the monolayer scale. Journal of crystal growth, 150, 467-472.

Loykaew, A., Usher, B. F., Jones, R. T., & Pigram, P. J. (2013). A Novel Sample Structure for the Measurement of Indium Segregation Profiles in GaAs/ InGaAs/GaAs Heterostructures. International Journal of Applied Physics and Mathematics, 3(3), 191-197.

Martini, S., Quivy, A. A., da Silva, M. J., Lamas, T. E., da Silva, E. C. F., Leite, J. R., & Abramof, E. (2003). Ex-situ investigation of indium segregation in In GaAs/GaAs quantum wells using high-resolution x-ray diffraction. Journal of applied physics, 94(11), 7050-7052 .

Mishra, P., Ramesh, V., Srinivasan, T., Singh, S. N., Goyal, A., Sharma, R. K., & Muralidharan, R. (2006). Observation of indium segregation effects in structural and optical properties of pseudomorphic HEMT structures, Semiconductor science and technology, 21(2), 131.

Moison, J. M., Guille, C., Houzay, F., Barthe, F., & Van Rompay, M. (1989). Surface segregation of third-column atoms in group III-V arsenide compounds: Ternary alloys and heterostructures. Physical Review B, 40(9), 6149-6162.

Muraki, K., Fukatsu, S., Shiraki, Y., & Ito, R. (1992). Surface segregation of In atoms during molecular beam epitaxy and its influence on the energy levels in InGaAs/GaAs quantum wells. Applied Physics Letters, 61, 557-559.

Nagle, J., Landesman, J. P., Larive, M., Mottet, C., & Bois, P. (1993). Indium surface segregation in strained GaInAs quantum wells grown on GaAs by MBE. Journal of crystal growth, 127(1), 550-554.

Yamaguchi, K., Okada, T., & Hiwatashi, F. (1997). Analysis of indium surface segregation in molecular beam epitaxy of InGaAs/GaAs quantum wells. Applied surface science, 117, 700-704.

Zheng, J. F., Walker, J. D., Salmeron, M. B., & Weber, E. R. (1994). Interface segregation and clustering in strained-layer InGaAs/GaAs heterostructures studied by cross-sectional scanning tunneling microscopy. Physical review letters, 72(15), 2414-2421.