Подложки алюмината скандия- магния SCAM (ScMgAlO4)

Высококачественные пленки GaN были выращены эпитаксиально на подложках ScAlMgO4 (SCAM) (0001) с эпитаксиальным соотношением GaN [1-100] // SCAM [1-100] в плоскости с помощью импульсного лазерного осаждения (PLD). Глубоко изучено влияние частоты следования лазерных импульсов на качество эпитаксиальных пленок GaN. Обнаружено, что при увеличении частоты следования лазера от 10 до 40 Гц качество выращенных эпитаксиальных пленок GaN толщиной ∼300 нм сначала увеличивается, а затем снижается и показывает оптимизированные значения при частоте следования лазера 30 Гц. Эпитаксиальные пленки GaN толщиной ∼300 нм, выращенные с частотой повторения лазерного излучения 30 Гц, имеют очень высокое кристаллическое качество с полной шириной на полувысоте для рентгеновских кривых качания GaN (0002) и GaN (10-12). 0,18 ° и 0,40 ° и обнаруживают очень гладкую поверхность со среднеквадратичной шероховатостью поверхности 1,5 нм. Пленки GaN после выращивания также демонстрируют растягивающее напряжение в плоскости 0,51 ГПа. Между тем, просвечивающая электронная микроскопия поперечного сечения подтверждает наличие резких и резких гетероинтерфейсов GaN / SCAM.

Кристаллы ScAlMgO4 (MgScAlO4, SCAM) представляют собой гексагональную систему, имеют постоянную решетки a = 0,3246 нм и c = 2,5195 нм. Он имеет ромбоэдрическую слоистую структуру, аналогичную структуре нитрида вюрцита и оксида цинка. Это новый тип материала подложки с наименьшим рассогласованием кристаллической решетки с GaN и ZnO. Его коэффициент рассогласования кристаллической решетки с GaN составляет около 1,8%, а рассогласование коэффициента теплового расширения с эпитаксиальными пленками GaN и ZnO лучше, чем у сапфира и кремния.