КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-22-20031

НазваниеНовые полупроводниковые AIII-BV гетероструктуры с квантовыми точками для создания ячеек универсальной памяти

Руководитель Абрамкин Демид Суад, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-202 - Полупроводники

Ключевые слова Самоорганизованные квантовые точки, GaSb/AlP, флеш-память, длительное хранения заряда, плавающий затвор, разрыв валентных зон, эмиссия дырок из квантовых точек, морфология поверхности, молекулярно-пучковая эпитаксия, квантовые точки в квантовой яме, фотолюминесценция, энергетический спектр, вольт-фарадное профилирование, спектроскопия адмиттанса.

Код ГРНТИ29.19.22

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект посвящён разработке технологии выращивания новых полупроводниковых гетероструктур с самоорганизованными GaSb/AlP квантовыми точками (КТ). Теоретические оценки энергетического спектра дырочных состояний таких КТ показывают, что энергия локализации дырок в них может достигать значений вплоть до 2 эВ. Это позволяет ожидать достаточно длительного (> 10 лет) времени хранения заряда в КТ, что делает их перспективными с точки зрения использования в качестве плавающего затвора в ячейках флеш-памяти [T. Nowozin, et.al. Journal of Nanomaterials, 2013 article ID 215613 (2013)]. Идея применения массивов самоорганизованных AIII-BV КТ в качестве плавающего затвора в ячейках флеш-памяти впервые сформулирована в работах [A. Marent, et. al., Appl. Phys. Lett. 95, 242114 (2009); A. Marent, et. al., Semicond. Sci. Technol. 26, 014026 (2011)]. Ожидается, что использование AIIIBV КТ при создании плавающего затвора позволит объединить преимущества быстродействующих элементов оперативной памяти и длительного хранения данных в ячейках флеш-памяти. Несмотря на создание первых работающих низкотемпературных прототипов с InAs/AlGaAs КТ в качестве плавающего затвора, обеспечивающих необходимое быстродействие (около 6-10 нс) [A. Marent, et. al., Semicond. Sci. Technol. 26, 014026 (2011)], разработка данного вида памяти ещё далека от завершения. Центральной проблемой является недостаточное время хранения дырок в КТ, составляющее порядка 1-10 мс, что вызвано малой энергией локализации дырок в КТ, составляющей 0.6-0.8 эВ. Это делает актуальной задачу получения гетероструктур с КТ, характеризующихся заметно большей энергией локализации дырок. На данный момент наилучшим результатом в этом направлении является получение GaSb/GaP КТ с энергией локализации дырок 1.18 эВ и временем хранения заряда в КТ почти 4 дня [L. Bonato, et. al. Phys. Stat. Solidi, 253, 1877 (2016)], что всё ещё недостаточно для создания энергонезависимых элементов памяти. Таким образом, разработка технологии получения новых GaSb/AlP КТ необходима для обеспечения базы для изготовления ячеек универсальной памяти. Для достижения поставленной цели будут решаться такие задачи как: 1) выявление физических закономерностей, определяющих формирование GaSb/AlP КТ, и отработка условий роста гетероструктур с массивами псевдоморфно напряжённых GaSb/AlP КТ; 2) изучение особенностей кристаллического строения КТ и их взаимосвязи с условиями роста; 3) определение энергетического спектра КТ; 4) определение времени хранения дырок в КТ; 5) оптимизация условий формирования гетероструктур с GaSb/AlP КТ, с целью повышения времени хранения заряда в КТ. Рост гетероструктур с GaSb/AlP КТ планируется проводить с помощью метода молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках GaP ориентации (100). Кристаллическое строение гетероструктур с КТ будет исследовано методами дифракции быстрых электронов на отражение, просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии стационарной фотолюминесценции (ФЛ). Информация об энергетическом спектре КТ будет извлекаться из сопоставления данных ФЛ и теоретических расчётов. Длительность хранения заряда в КТ планируется определять с помощью квазистатического вольт-фарадного профилирования и динамической спектроскопии адмиттанса. В результате выполнения проекта будет получена информация о процессах формирования, особенностях кристаллического строения и энергетического спектра дырочных состояний новых, ранее не изученных GaSb/AlP КТ. Также будет определено время хранения заряда в GaSb/AlP КТ. Полученные результаты позволят сформулировать методические рекомендации для разработки технологии получения гетероструктур с КТ, пригодных для создания ячеек универсальной памяти.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---