Titolo della tesi proposta:
Sviluppo di un modello per il calcolo del campo di stress elastico in superficie in
film contenenti nanostrutture di materiali con disaccordo reticolare
Descrizione:
Vari risultati sperimentali hanno mostrato che un modo per ottenere una buona uniformità
spaziale e di dimensione dei punti quantici di InAs che si formano a causa dello stress elastico
dovuto al disaccordo reticolare quando depositati su GaAs è quello di depositare dei “multilayers”,
ossia deposizioni successive di GaAs (a spessore variabile) e di InAs (che forma i punti quantici).
Dopo varie deposizioni i punti quantici che si formano in superficie presentano una maggiore
uniformità, prerequisito essenziale per il loro utilizzo nei dispositivi optoelettronici e nanofotonici.
Risultati sperimentali ottenuti nel nostro laboratorio hanno mostrato che questa tecnica, insieme
ad altri ingredienti come un substrato ondulato e crescita ad alta temperatura consente di
ottenere nuovi tipi di ordinamenti come quello mostrato in figura.
Fig. 1 Topografie AFM di multistrati di
InAs/GaAs. Catene quadruple prodotte
dalla deposizione successiva di 4 strati.
La modellizzazione di questo fenomeno fornita finora è in termini della propagazione verticale del
campo di stress (e relativa deformazione) a partire da punti o oggetti di forma sferica
(rappresentanti i punti quantici) su una superficie planare. Nel nostro caso lo stress, pur giocando
un ruolo fondamentale, non è la sola causa del tipo di ordinamento prodotto. Bisogna tener conto
del profilo di partenza (ondulazioni del substrato insieme ai punti quantici che si ottengono nella
prima deposizione) che è molto dissimile da un profilo piano. In figura è mostrato il profilo della
superficie lungo la direzione [110] che si ottiene dopo la prima deposizione. In questo caso
l’esistenza di pendenze marcate sulla superficie gioca un ruolo importante anche sulla
propagazione dello stress.
Fig. 2 Profilo del materiali in superficie
(in sezione) dopo una prima
deposizione di InAs su GaAs.
La tesi si propone di sviluppare un modello per l’andamento del campo di stress e di strain elastico
nei punti di una sezione verticale di materiale partendo da un approccio di calcolo della funzione
di Green e l’applicazione a profili generici delle sorgenti di stress.
Durata prevista: max. 6 mesi