а

а

В гетеросистемах Ge-Si экспериментально наблюдают несколько стадий эволюции островков в процессе увеличения эффективной толщины пленки. Эти стадии различны для подложек с ориентацией поверхности (001) и (111). С точки зрения создания квантовых объектов поверхность (001) является уникальной, потому что только на ней были обнаружены компактные трехмерные бездислокационные островки размером 10 - 100 нм. Появление таких островков наблюдается после образования сплошной пленки Ge. Начало образования 3D кластеров сопровождается возникновением на картинах дифракции быстрых электронов (ДБЭ) объемных рефлексов и отходящих от них тяжей, сформированных рассеянием электронов на гранях {105}. Благодаря своей форме такие островки получили название "hut" - кластеры []. На рис.3 представлено изображение "hut" кластера полученное Lagally [] с помощью туннельной микроскопии.

Рисунок 3. СТМ изображение простого "hut" островка, полученного напылением чистого Ge на Si(100). Высота островка ~3 нм, основание 20 и 40 нм. Плоскости огранки островка имеют направление {105}.

С ростом средней толщины пленки в дополнение к граням {105} картины ДБЭ показывают появление граней {113} и {102}. Эта стадия роста характеризуется как формирование "dome" - кластеров, рис.4. Переход от "hut" - кластеров размером в основании 15 - 20 нм к "dome" - кластерам (средние размеры 50 - 100 нм) сопровождается увеличением степени релаксации механических напряжений. По данным Floro et al. материал в кластерах типа "hut" упруго релаксирован в среднем на 20%, тогда как в островках типа "dome" из-за большего отношения высоты к основанию релаксация составляет более чем 50%, при этом островки остаются по-прежнему когерентно сопряженными с подложкой.

Рисунок 4. Изображение "Dome" островка с веденными дислокациями несоответствия[].

Как показывают многочисленные экспериментальные наблюдения, последней стадией развития морфологии и структуры островков GexSi1-x на Si (001) и (111) является образование трехмерных пластически - деформированных островков с ДН в границе раздела с подложкой, сопровождающееся быстрым увеличением их размеров (см. например, [, ]).