Structuri hibride metal-semiconductor în baza nanoșabloanelor de InP și GaAs pentru aplicaţii electronice şi fotonice

Abstract

Scopul lucrării: studiul comparativ al procesului de corodare electrochimică a substraturilor semiconductoare de InP și GaAs pentru identificarea particularităților de propagare a porilor, optimizarea procesului de anodizare pentru nanostructurarea în electrolit neutru și inofensiv mediului înconjurător (NaCl), prepararea structurilor hibride metal-semiconductor prin depunere electrochimică a metalelor în structurile poroase elaborate cu identificarea domeniilor lor de aplicare. Obiectivele cercetării: optimizarea procesului de corodare electrochimică a substraturilor semiconductoare de n-InP și n-GaAs în electrolit de NaCl, compararea cu anodizarea în electroliți de HCl sau HNO3; dirijarea direcției de creștere a porilor în șabloanele de InP; identificarea posibilităților de obținere a porilor CLO prin anodizarea substraturilor semiconductoare de GaAs; fabricarea rețelelor de nanofire de GaAs și testarea fotodetectorului în baza unui nanofir individual de GaAs; optimizarea procesului de depunere electrochimică în interiorul șabloanelor poroase semiconductoare, inclusiv depunerea localizată a aurului și obținerea nanomembranelor de Au prin metode electrochimice cu posibilitatea de dirijare a gradului de porozitate.

Aim of the thesis: a comparative study of the electrochemical etching process of n-InP and n-GaAs semiconductor substrates to identify the particularities of pore propagation, the optimization of the anodization process for nanostructuring in neutral and environmentally friendly electrolyte (NaCl), the preparation of hybrid metal-semiconductor structures by electrochemical deposition of metals in elaborated porous structures with the identification of their fields of application. Objectives: optimization of the electrochemical etching process of InP and GaAs semiconductor substrates in NaCl electrolyte, comparison with anodization in HCl or HNO3 electrolytes; controlling the direction of pore growth in InP templates; identifying the possibilities of obtaining CLO pores by anodization in GaAs substrates; fabrication of GaAs nanowire arrays and photodetector testing based on a single GaAs nanowire; optimization of the electrochemical deposition process inside of porous semiconductor templates, including the localized deposition of gold and obtaining Au nanomembranes by electrochemical methods with the possibility to control the degree of porosity.

Цель работы: сравнительное исследование процесса электрохимического травления полупроводниковых подложек InP и GaAs для выявления особенностей распространения пор, оптимизация процесса травления для наноструктурирования в нейтральном и экологически безвредном электролите (NaCl), подготовка гибридных структур металл-полупроводник путем электрохимического осаждения металлов в разработанные пористые структуры с определением областей их применения. Задачи исследования: оптимизация процесса электрохимического травления полупроводниковых подложек n-InP и n-GaAs в электролите NaCl, сравнение с травлением в электролитах HCl или HNO3; управление направлением роста пор в шаблонах InP; определение возможностей получения пор CLO путем травления полупроводниковых подложек GaAs; изготовление массивов нанонитей GaAs и тестирование фотоприемников на основе одной нанонити GaAs; оптимизация процесса электрохимического осаждения внутрь пористых полупроводниковых шаблонов, включая локализованное осаждение золота и получение наномембран из золота электрохимическими методами с возможностью управления степенью их пористости.