Квантовые точки (КТ) интенсивно применяются в оптоэлектронике и многих других областях, поскольку одним из их преимуществ является возможность аккуратно изменять оптоэлектронные свойства, подбирая необходимый размер и состав КТ. И в первую очередь при росте КТ важны параметры процессов кристаллизации. Хотя известный метод эпитаксиального нанесения "капельных" точек ("островков") позволяет получать КТ на подложке для огромного количества материалов, до сих пор почти ничего неизвестно о механизмах этого процесса. Подобное исследование было проведено методом рентгеновского рассеяния с использованием когерентного Брегговского анализа, который позволяет получать карты электронной плотности и, соответственно, извлекать ряд ключевых параметров, такие как распределение химического состава, стекинг, напряжение и форма частиц. Этот метод часто применяется при эпитаксиальном росте КТ.
Морфологию полученных массивов КТ изначально оценивали по данным АСМ и СЭМ (Рис. 1). Основной же целью применения рентгеновских методов было точная комплексная структурная характеризация с тем, чтобы затем составить трехмерную карту электронной плотности. В результате анализа полученных данных получены профили электронной плотности (Рис. 2) в направлении, перпендикулярном подложке. Они свидетельствуют о том, что на поверхности подложке содержится большая концентрация InAs, а GaSb является внешней оболочкой (концентрация сурьмы растет к вершине КТ). Стрелкой показано смещение последовательности упаковки атомов относительно подложки. На верхнем вложенном рисунке представлена возможная схема структуры "капельных" КТ, а на нижнем – распределение сурьмы и индия по высоте. Пример карты электронной плотности на высоте 13 Å отображен на Рис. 3. При этом сделан следующий вывод о протекающем процессе: индий "атакует" поверхность подложки GaAs, замещая в подложке галлий. При выбранной температуре роста мышьяк обладает заметным давлением пара, так что освободившийся галлий взаимодействует с мышьяком, формируя ядро точки. Оставшийся галлий взаимодействует с паром сурьмы, формируя внешнюю оболочку точки. Процесс сопровождается разупорядочением, что выражается в уширении на картах электронной плотности.
Пока что представленные результаты кажутся применимыми лишь к одной системе, однако они являются более общими и могут использоваться в будущем и для других КТ.
