В ТГУ состоялся расширенный семинар Центра исследований и разработок «Перспективные технологии в микроэлектронике», посвященный предоставлению диссертационной работы Любови Гузиловой (Физико-технический Институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург) «Механические свойства полупроводниковых кристаллов и слоев оксида и нитрида галлия» на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Темой семинара стали результаты экспериментального исследования ряда механических свойств эпитаксиальных слоев широкозонных полупроводниковых материалов Ga2O3 и GaN, полученных хлоридной газотранспортной эпитаксией на подложках сапфира.
Методами микро- и наноиндентирования установлено, что среди трех исследованных полиморфов оксида галлия: α-Ga2O3 (ромбоэдрический), (ε)κ-Ga2O3 (орторомбический), β-Ga2O3 (моноклинный) метастабильный α-Ga2O3 (переходит в β-Ga2O3 при Т> 550 C) имеет наибольшую твердость. Преимущество α-Ga2O3 наблюдается и в опытах по его истиранию в паре с трения с сапфиром. Покрытие α-Ga2O3 заметно более стойкое, чем слой β-Ga2O3. Автор связывает данные факты с упаковкой кристаллической решетки исследуемых полиморфов. Экспериментально измеренная нами плотность полиморфов дает значения : dα=6,42 г/см3, dκ=5.94 г/см3 и dβ=5.88 г/см3.
Проведены исследования супер толстых слоев GaN, отделенных от подложки методом ультразвукового внутреннего трения. Впервые исследованы в паре упругие и неупругие свойства этого кристалла. Данный резонансный метод позволяет непосредственно с высокой точностью измерять модуль Юнга, его амплитудные зависимости дают представление об отклонении от упругости при больших амплитудах деформации.
Выявленные особенности в петлях амплитудного гистерезиса в данном исследовании автор связывает по аналогии с ранее широко исследованными щелочно-галоидными и оксидными кристаллами. Наличие незамкнуто контура гистерезиса может объясняться некоторой подвижностью дислокаций, закрепленных точечными дефектами, и (или) наличием микротрещин, и их раскрытием под нагрузкой. Впервые построены для этих образцов в координатах напряжение – деформация кривые их нагружения, позволяющий определить модуль Юнга и условный предел упругости. В результате были получены для монокристаллических толстых пленок GaN (в направлении [100]): E=305 ГПа, σусл=7 МПа.