„Indukowany arsenem wzrost VLS dwunastościennych mikrosłupków GaN
metodą epitaksji z wiązki molekularnej”

(akronim projektu: AS-RODS)

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu „Preludium 19”

Nr projektu: 2020/37/N/ST5/02278

Wartość projektu: 136 200,00 PLN

Wartość dofinansowania: 136 200,00 PLN
Okres realizacji projektu: 2021/03/01 – 2023/02/28

Kierownik projektu: mgr inż. Paulina Ada Ciechanowicz

Materiały na bazie GaN cieszą się dużym zainteresowaniem od wielu lat ze względu na ich unikalne właściwości i szeroki zakres zastosowań. Szczególnie interesujące jest ich możliwe zastosowanie w nowych urządzeniach optoelektronicznych, działających w zakresie głębokiego ultrafioletu. Opracowanie nowych, wydajnych emiterów UV ma kluczowe znaczenie dla wszechstronnych zastosowań, takich jak oczyszczanie wody i powietrza, sterylizacja powierzchni i diagnostyka medyczna.

Niestety istnieje wiele problemów technologicznych związanych z wytworzeniem wydajnych urządzeń UV na bazie azotków grupy III. Ich wydajność jest nadal ograniczona, głównie poprzez dużą gęstość defektów. Aby rozwiązać ten problem, zaproponowano urządzenia oparte na wertykalnych nano- i mikrostrukturach, takich jak nanodruty i mikrosłupki\. Problemem jest jednak brak skutecznych i powtarzalnych metod hodowli nanodrutów i mikrosłupków, szczególnie za pomocą epitaksji z wiązki molekularnej (MBE). Poprzez zapewnienie warunków ultrawysokiej próżni i bardzo precyzyjną kontrolę wzrostu, MBE jest najodpowiedniejszą techniką do wzrostu nano- i mikrostruktur.

W ramach realizowanego projektu  zostanie opracowana i zoptymalizowana nowa metoda wzrostu. Pierwsze wyniki wykazały, że w określonych warunkach wzrostu arsen może działać jako antysurfaktant. Oznacza to, że wpływa on na zmianę wzrostu struktur.
W warunkach, w których obecny jest nadmiar galu, następuje przejście ze wzrostu dwuwymiarowego na trójwymiarowy, powodując wzrost mikrosłupków dzięki mechanizmowi para-ciecz-ciało stałe (VLS).

Główną motywacją tych badań jest chęć zrozumienia, w jaki sposób można zapewnić kontrolę nad wzrostem mikrosłupków i dlaczego arsen indukuje wzrost mikrosłupków dwunastokątnych, dotąd nieobserwowanych. Projekt pozwoli zrozumieć podstawowe procesy związane ze wzrostem dwunastościennych mikrosłupków. W efekcie zostanie zaprezentowana nowa, w pełni zoptymalizowana i szczegółowo opisana metoda efektywnego wzrostu. Może to stanowić punkt wyjścia do dalszego rozwoju nowatorskich urządzeń optoelektronicznych o szerokim zastosowaniu.