Příprava a měření vlastností GaN nanokrystalů na Si(111) 7x7

Abstract

Tato diplomová práce zkoumá růst dvoudimenzionálních nanokrystalů nitridu gallitého (2D GaN) na substrátu Si(111) s povrchovou rekonstrukcí 7x7 pomocí nízkoteplotní kapkové epitaxe (LTDE). 2D GaN vykazuje potenciál pro optoelektronické aplikace, ale jeho příprava je stále problematická. Tato studie se zabývá vlivem úhlu dopadu dusíkových iontů a jejich energie v průběhu procesu postnitridace na růst nanokrystalů. Charakterizace pomocí SEM, AFM, Ramana, PL, CL, 4D-STEM, XPS a UVS-SEM odhalila, že tyto parametry by mohly důrazně ovlivňovat morfologii a optické vlastnosti. Klíčovým objevem je přesné leptání povrchu Si(111) 7x7 na místě trojúhelníkových nanokrystalů GaN, způsobeno dopadem dusíkových iontů a vysokou teplotou.

This thesis examines the growth of two-dimensional gallium nitride (2D GaN) nanocrystals on Si(111) substrate with 7x7 surface reconstruction using the Low-Temperature Droplet Epitaxy (LTDE) method. 2D GaN holds promise for optoelectronic applications, but its synthesis remains challenging. The study focuses on how the incident angle of nitrogen ions and their energy during the postnitridation process influence nanocrystal growth. Characterisation using SEM, AFM, Raman, PL, CL, 4D-STEM, XPS, and UHV-SEM revealed that these parameters could significantly affect morphology and optical properties. A key finding is the well-defined etching of the Si(111) 7×7 surface in the place of triangular GaN nanocrystals, caused by nitrogen ion impact and high temperature.