Epitaxia de Fosforeto de Boro em Substrato de Nitreto de Alumínio(0001)/Safira

O semicondutor fosforeto de boro (BP) possui muitas características notáveis, incluindo alta seção transversal de captura de nêutrons térmicos do isótopo 10B, tornando-o atraente para aplicações de detecção de nêutrons. A detecção de nêutrons efetiva e eficiente exige que o BP também tenha alta qualidade cristalina com propriedades elétricas ótimas. Aqui, apresentamos o crescimento heteroepitaxial de filmes de BP de alta qualidade em um substrato superior de nitreto de alumínio(0001)/safira por deposição química de vapor. O efeito das variáveis de processo nas propriedades cristalinas e morfológicas do BP foi examinado em detalhe. O BP depositado a altas temperaturas e altas razões de fluxo de reagentes produziu filmes com aumento no tamanho de grão e melhora na orientação cristalina. Valores de largura total na meia altura mais estreitos dos picos de Raman do BP (6,1 cm–1) e curvas de rotação ω (352 arcsec), comparados aos valores na literatura, confirmam a alta qualidade cristalina dos filmes produzidos. Os filmes eram do tipo n, com a maior mobilidade eletrônica de 37,8 cm2/V·s e a menor concentração de portadores de 3,15 × 1018 cm–3. A gêmea rotacional no BP devido à epitaxia degenerada causada por BP(111) de 3 vezes em AlN(0001) de 6 vezes foi confirmada por topografia de raios X de feixe branco de síncrotron. Este estudo preliminar mostrou que o AlN é um excelente substrato para o crescimento de filmes epitaxiais de BP de alta qualidade com um potencial promissor para o aprimoramento adicional das propriedades do BP.