Dynamics of Atomic Steps on GaN (0001) during Vapor Phase Epitaxy

纤锌矿晶体结构 外延 邻接 巴(单位) 结晶学 散射 相(物质) Crystal(编程语言) 材料科学 化学 凝聚态物理 分子物理学 六方晶系 光学 纳米技术 图层(电子) 物理 有机化学 气象学 程序设计语言 计算机科学
作者
Guangxu Ju,Dongwei Xu,Carol Thompson,Matthew J. Highland,J. A. Eastman,Weronika Walkosz,Peter Zapol,G. B. Stephenson
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2007.05083
摘要

Images of the morphology of GaN (0001) surfaces often show half-unit-cell-height steps separating a sequence of terraces having alternating large and small widths. This can be explained by the $αβαβ$ stacking sequence of the wurtzite crystal structure, which results in steps with alternating $A$ and $B$ edge structures for the lowest energy step azimuths, i.e. steps normal to $[0 1 \bar{1} 0]$ type directions. Predicted differences in the adatom attachment kinetics at $A$ and $B$ steps would lead to alternating $α$ and $β$ terrace widths. However, because of the difficulty of experimentally identifying which step is $A$ or $B$, it has not been possible to determine the absolute difference in their behavior, e.g. which step has higher adatom attachment rate constants. Here we show that surface X-ray scattering can measure the fraction of $α$ and $β$ terraces, and thus unambiguously differentiate the growth dynamics of $A$ and $B$ steps. We first present calculations of the intensity profiles of GaN crystal truncation rods (CTRs) that demonstrate a marked dependence on the $α$ terrace fraction $f_α$. We then present surface X-ray scattering measurements performed \textit{in situ} during homoepitaxial growth on (0001) GaN by vapor phase epitaxy. By analyzing the shapes of the $(1 0 \bar{1} L)$ and $(0 1 \bar{1} L)$ CTRs, we determine that the steady-state $f_α$ increases at higher growth rate, indicating that attachment rate constants are higher at $A$ steps than at $B$ steps. We also observe the dynamics of $f_α$ after growth conditions are changed. The results are analyzed using a Burton-Cabrera-Frank model for a surface with alternating step types, to extract values for the kinetic parameters of $A$ and $B$ steps. These are compared with predictions for GaN (0001).

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
闹闹加油完成签到,获得积分10
刚刚
沈迎南发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
刚刚
1秒前
无限的民完成签到,获得积分10
1秒前
可爱的番薯完成签到,获得积分10
1秒前
3秒前
彭于晏应助系啊懒虫采纳,获得10
3秒前
bkagyin应助罗亚亚采纳,获得10
4秒前
ding应助glow采纳,获得10
4秒前
4秒前
成就灭龙发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
Copyright应助sky采纳,获得10
5秒前
机灵的醉波完成签到,获得积分10
5秒前
爱看文献发布了新的文献求助10
5秒前
嗯呐完成签到,获得积分20
6秒前
7秒前
7秒前
8秒前
闹闹加油发布了新的文献求助10
8秒前
搜集达人应助沈迎南采纳,获得10
9秒前
Ling发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
9秒前
aikeyan发布了新的文献求助10
10秒前
丘比特应助北邙采纳,获得10
10秒前
11秒前
四叶草发布了新的文献求助10
11秒前
Treasure发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
12秒前
59发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
14秒前
李健的小迷弟应助zzt采纳,获得10
15秒前
Lucas完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
用于植入式医疗器械的馈通设计与实现 400
Animalia: Animal and Human Interaction in the Early Medieval English World (Exeter Studies in Medieval Europe) 400
Synfacts Issue 07 · Volume 22 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7138395
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8786854
关于积分的说明 18575559
捐赠科研通 6725940
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3154764
关于科研通互助平台的介绍 2281562
邀请新用户注册赠送积分活动 2129206