Theoretical investigations of a highly mismatched interface: SiC/Si(001) (Articolo in rivista)

Type
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  • Theoretical investigations of a highly mismatched interface: SiC/Si(001) (Articolo in rivista) (literal)
Anno
  • 2003-01-01T00:00:00+01:00 (literal)
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  • Pizzagalli L., Cicero G., Catellani A. (2003)
    Theoretical investigations of a highly mismatched interface: SiC/Si(001)
    (literal)
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  • Pizzagalli L., Cicero G., Catellani A. (literal)
Pagina inizio
  • 195302 (literal)
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  • Risultati preliminari in Phys. Rev. Lett. 89, 156101 (2002), Impact Factor=7.323, N. 10 citazioni ad oggi Il lavoro è stato oggetto di comunicazioni ad invito a congressi internazionali: EDS02 (Bologna),GADEST03 (Berlino), ECSCRM04 (Bologna). L’attività si inquadra a pieno titolo nella linea di ricerca sullo studio di proprietà elettroniche e strutturali di semiconduttori composti in corso presso IMEM, che ha come principale obiettivo lo studio di proprietà di superficie ed interfacce di questi materiali. Questo lavoro è frutto di collaborazioni con gruppi teorici e sperimentali, sia italiani che stranieri; è stato in parte finanziato da PF-MADESS2, INFM-PRA:1MESS & Iniziativa Calcolo Parallelo, CSCS: First-principles computations of growth related defects and molecular nanostructures. (literal)
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  • 68 (literal)
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  • Il lavoro proposto è particolarmente significativo per la generalità del problema, per la novità della metodologia, e per i risultati ottenuti, anche in vista delle collaborazioni con gruppi sperimentali seguite. Per caratterizzare un’eterostruttura occorre definire la struttura atomica ed elettronica della interfaccia e stimare la lunghezza critica del film. Mediante calcoli di dinamica molecolare ab initio e classica, abbiamo descritto la formazione di una rete di dislocazioni da misfit per l’interfaccia Si/SiC, prototipo di eterostruttura a semiconduttore con grande disadattamento reticolare (20%) dove lo studio ab initio è ancora accessibile. I nostri risultati indicano che per questo sistema la lunghezza critica del film di SiC è nulla. Per l’interfaccia più stabile (la più efficente nel rilascio di strain) abbiamo descritto nel dettaglio la struttura atomica, e studiato le proprietà elettroniche: abbiamo evidenziato la presenza di stati di interfaccia localizzati nella gap ed associati alla presenza della rete di dislocazioni all’interfaccia, responsabili di degrado in dispositivi elettronici. Le mappe di strain calcolate sono in accordo qualitativo e quantitativo con recenti misure TEM ad alta risoluzione. (literal)
Note
  • ISI Web of Science (WOS) (literal)
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  • Lab. Metallurgie Physique, UMR 6630, CNRS & Universite´ de Poitiers (Francia); INFM-Dipartimento di Fisica, Politecnico di Torino; IMEM-CNR, Parma; (literal)
Titolo
  • Theoretical investigations of a highly mismatched interface: SiC/Si(001) (literal)
Abstract
  • Using first principles, classical potentials, and elasticity theory, we investigated the structure of a semiconductor/semiconductor interface with a high lattice mismatch, SiC/Si(001). Among several tested possible configurations, a heterostructure with (i) a misfit dislocation network pinned at the interface and (ii) reconstructed dislocation cores with a carbon substoichiometry is found to be the most stable one. The importance of the slab approximation in first-principles calculations is discussed and estimated by combining classical potential techniques and elasticity theory. For the most stable configuration, an estimate of the interface energy is given. Finally, the electronic structure is investigated and discussed in relation with the dislocation array structure. Interface states, localized in the heterostructure gap and located on dislocation cores, are identified. (literal)
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