Formation of self-assembled quantum dots induced by the Stranski-Krastanow transition: a comparison of various semiconductor systems

Pour rendre compte de l'apparition (ou non) d'une transition Stranski-Krastanow (variation de 2D à 3D de la morphologie de surface) lors de la croissance épitaxiée de divers semiconducteurs ayant des paramètres de maille différents, nous présentons un modèle à l'équilibre prenant en compte non seulement le désaccord de paramètre, mais aussi l'énergie de formation des dislocations et l'énergie de surface. Cette approche met en évidence l'importance de ces paramètres, en particulier dans le cas des semiconducteurs II-VI tels que CdTe/ZnTe et CdSe/ZnSe : en effet pour ces systèmes, puisque les dislocations sont plus faciles à former que dans le cas des semiconducteurs III-V (i.e. InAs/GaAs) ou IV-IV (i.e. Ge/Si), une transition plastique apparaît aux dépends de la transition élastique 3D. Cependant, en diminuant le coût en énergie de surface, des boîtes quantiques à base de tellures et séléniures peuvent être aussi obtenues. Ceci est mis en évidence expérimentalement par des mesures de diffraction en incidence rasante, de microscopie à force atomique, et de spectroscopie optique. Le modèle est ensuite appliqué au système GaN/AlN, et ses limites sont discutées. Pour citer cet article : H. Mariette, C. R. Physique 6 (2005).