Effect of strain on structure and morphology of ultrathin Ge films on Si(001)

Chemical Reviews

Volumn 97, Issue 4, 1997, Pages 1045-1061

  Liu, Feng ^a   Wu, Fang ^a   Lagally, M G ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

MORPHOLOGY; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SEMICONDUCTING GERMANIUM; SEMICONDUCTING SILICON; STRAIN; STRESS RELAXATION; SURFACE ROUGHNESS; SURFACE STRUCTURE; THERMODYNAMIC PROPERTIES; ULTRATHIN FILMS;

MISFIT STRAIN; STRAIN RELAXATION; STRANKI-KRASTANOV THEORY; SURFACE STRESS ANISOTROPY; ULTRATHIN GERMANIUM FILM; VACANCY DISTRIBUTION FUNCTION;

EPITAXIAL GROWTH;

EID: 0031170519     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr9600722     Document Type: Article

References (110)

1. See, for example: Whall, T. E.; Parker, E. H. C. J: Materials Sci., Materials in Electronics 1995, 6, 249.
2. Van der Merwe, J. H. J: Appl. Phys. 1963, 34, 117; 1963, 34, 123.
3. Van der Merwe, J. H. J: Appl. Phys. 1963, 34, 117; 1963, 34, 123.
4. Matthews, J. W.; Blakeslee, A. E. J. Cryst. Growth 1975, 29, 273; 1976, 32, 265.
5. Matthews, J. W.; Blakeslee, A. E. J. Cryst. Growth 1975, 29, 273; 1976, 32, 265.
6. Copel, M.; Reuter, M. C.; Kaxiras, E.; Tromp, R. M. Phys. Rev Lett 1989 63, 632. LeGoues, F. K.; Copel, M.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 1826.
7. Copel, M.; Reuter, M. C.; Kaxiras, E.; Tromp, R. M. Phys. Rev Lett 1989 63, 632. LeGoues, F. K.; Copel, M.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 1826.
8. See, for example: Physics Today 1996, 49, No. 5, 22.
9. Mo Y W.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1991, 248, 313. Mo, Y. W.; Kleiner, J.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 1998. Mo, Y. W.; Kleiner, J.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1992, 268, 275.
10. Mo Y W.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1991, 248, 313. Mo, Y. W.; Kleiner, J.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 1998. Mo, Y. W.; Kleiner, J.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1992, 268, 275.
11. Mo Y W.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1991, 248, 313. Mo, Y. W.; Kleiner, J.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 1998. Mo, Y. W.; Kleiner, J.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1992, 268, 275.
12. Mo Y. M.; Lagally, M. G. J. Cryst. Growth 1991, 111, 876.
13. Lagally, M. G. Jpn. J. Appl. Phys. 1993, 32, 1493.
14. Schlier, R.; Farnsworth, J. J. Chem. Phys. 1959, 30, 917.
15. Tromp, R. M.; Hamers, R. J.; Demuth, J. E. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 1303; Phys. Rev. B 1986, 24, 5343.
16. Tromp, R. M.; Hamers, R. J.; Demuth, J. E. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 1303; Phys. Rev. B 1986, 24, 5343.
17. Marchenko, V. I.; Parshin, A. Y. Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1980, 79, 257; Sov. Phys. JETP 1980, 52, 129.
18. Marchenko, V. I.; Parshin, A. Y. Zh. Eksp. Teor. Fiz. 1980, 79, 257; Sov. Phys. JETP 1980, 52, 129.
19. Alerhand, O. L.; Vanderbilt, D.; Meade R. D.; Joannopoulos, J. D. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 1973.
20. Men F.-K.; Packard, W. F.; Webb, M. B. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 2469. Webb, M. B.; Men, F.-K.; Swartzentruber, B. S.; Kariotis, R.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1991, 242, 23.
21. Men F.-K.; Packard, W. F.; Webb, M. B. Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 2469. Webb, M. B.; Men, F.-K.; Swartzentruber, B. S.; Kariotis, R.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1991, 242, 23.
22. Payne, M. C.; Roberts, N.; Needs, R. J.; Needels, M.; Joannopoulos, J. D. Surf. Sci. 1989, 211, 1.
23. Meade, R. D.; Vanderbilt, D. In Proceedings of the Twentieth International Conference on the Physics of Semiconductors; Anastassakis, E. M., Joannopoulos, J. D., Eds.; World Scientific: Singapore, 1990; p 123.
24. Garcia, A.; Northrup, J. E. Phys. Rev. B 1993, 48, 17350.
25. Dabrowski, J.; Pehlke, E.; Scheffler, M. Phys. Rev. B 1994, 49, 4790.
26. Shoji, K.; Hyodo, M.; Ueba, H.; Tatsuyama, C. Jpn. J. Appl. Phys. 1983, 22, 1482.
27. Iwawaki, F.; Kato, H.; Tomitori, M.; Nishikawa, O. Surf. Sci. 1992, 266, 285.
28. Fontes, E.; Patel, J. R.; Comin, F. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 2790.
29. Cho, J.-H.; Kang, M.-H. Phys. Rev. B 1994, 49, 13670.
30. Liu, F.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 3156.
31. Wu, F.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 2534.
32. Liu F.; Lagally, M. G. In The Chemical Physics of Solid Surfaces; King D. A., Woodruff, D. P., Eds.; 1997; v8.
33. Srivastava, D.; Garrison, B. J. Phys. Rev. B 1992, 46, 1472.
34. Roland, C.; Gilmer, G. H. Phys. Rev. B 1993, 47, 16286.
35. Milman, V.; Jesson, D. E.; Pennycook, S. J.; Payne, M. C.; Lee, M. H.; Stich, I. Phys. Rev. B 1994, 50, 2663.
36. Brocks, G.; Kelly, P. J.; Car, R. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 1729.
37. Mo, Y. W.; Swartzentruber; Kariotis, R.; Webb, M. B.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 2393.
38. Yu, B. D.; Oshiyama, A. Phys. Rev. B 1995, 52, 8337.
39. Qin, X. R.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett., submitted for publication.
40. Brocks, G.; Kelly, P. J.; Car, R. Surf. Sci. 1992, 269/270, 960. Brocks, G.; Kelly, P. J. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 2362.
41. Brocks, G.; Kelly, P. J.; Car, R. Surf. Sci. 1992, 269/270, 960. Brocks, G.; Kelly, P. J. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 2362.
42. Toh C. P.; Ong, C. K. J. Phys. Condens. Matter 1993, 5, 551.
43. Zhang Z. Y.; Wu, F.; Zandvliet, H. J. W.; Poelsema, B.; Metiu, H.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3644.
44. Bedrossian, O. J. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 3648.
45. Theis, W.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 2770.
46. Li, A. H. Personal communication.
47. Tromp, R. M. Personal communication.
48. Pandey, K. C. In Proceedings of International Conference on the Physics of Semiconductors; Chadi, D. J., Harrison, W. A., Eds.; Springer: Berlin, 1985.
49. Tersoff, J. Phys. Rev. B 1992, 45, 8833.
50. Roberts, N.; Needs, R. J. Surf. Sci. 1990, 236, 112.
51. Wang, J.; Arias, T. A.; Joannopoulos, J. D. Phys. Rev. B 1993, 47, 10497.
52. Hamers, R. J.; Köhler, U. J. Vac. Sci. Technol. 1989, A7, 2854.
53. Köhler, U.; Jusko, O.; Müller, B.; Horn-von Hoegen, M.; Pook, M. Ultramicroscopy 1992, 42-44, 832.
54. Iwawaki, F.; Tomitiri, M.; Nishikawa. Ultramicroscopy 1992, 42-44, 895, 902.
55. Croke, E. T.; Hauenstein, R. J.; Fu, T. C.; McGill, T. C. J. Vac. Sci. Technol. 1991, B9, 2301.
56. Butz R.; Kampers, R. Appl. Phys. Lett. 1992, 61, 1307; Thin Solid Films 1992, 222, 104.
57. Butz R.; Kampers, R. Appl. Phys. Lett. 1992, 61, 1307; Thin Solid Films 1992, 222, 104.
58. Chen, X.; Wu, F.; Zhang, Z. Y.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 850.
59. Wu, F.; Chen, X.; Zhang, Z. Y.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1995, 74, 574.
60. Wu, F. Ph.D. Dissertation, University of Wisconsin - Madison, 1996.
61. Joos, B.; Einstein, T. L.; Bartelt, N. C. Phys. Rev. B 1991, 43, 8153.
62. Li, A. H.; Liu, F.; Lagally, M. G. To be published.
63. Fisher, M. E.; Fisher, D. S. Phys. Rev. B 1982, 25, 3192.
64. Bartelt, N. C.; Einstein, T. L.; Williams, E. D. Surf. Sci. Lett. 1990, 240, L791.
65. Chadi, D. J. Phys. Rev. Lett. 1987, 59, 1691.
66. Swartzentruber, B. S.; Mo, Y.-W.; Kariotis, R.; Legally, M. G.; Webb, M. B. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1913. Swartzentruber, B. S. Dissertation, University of Wisconsin-Madison 1992.
67. Swartzentruber, B. S.; Mo, Y.-W.; Kariotis, R.; Legally, M. G.; Webb, M. B. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1913. Swartzentruber, B. S. Dissertation, University of Wisconsin-Madison 1992.
68. Zandvliet, H. J. W.; Elswijk, H. B.; Van Loenen, E. J.; Dijkkamp, D. Phys. Rev. B 1992, 45, 5965.
69. Swartzentruber, B. S.; Kitamura, N.; Legally, M. G.; Webb, M. B. Phys. Rev. B 1993, 47, 13432.
70. Yang, Y.-N.; Trafas, B. M.; Siefert, R. L.; Weaver, J. H. Phys. Rev. B 1991, 44, 3218.
71. Poon, K; Maboudian, R.; Bressler-Hill, V.; Leonard, D.; Wang, X.-S.; Self, K.; Weinberg, W. H.; Petroff, P. M. J. Vac. Sci. Technol. 1993, B11, 1374.
72. Wang, X.-S.; Self, K.; Leonard, D.; Bressler-Hill, V.; Maboudian, R.; Petroff, P. M.; Weinberg, W. H. J. Vac. Sci. Technol. 1993, B11, 1477.
73. Poon, T. W.; Yip, S.; Ho, P. S.; Abraham, F. F. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 2161.
74. Mo, Y. W.; Savage, D. E.; Swartzentruber, B. S.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1020. Mo, Y. W. Ph.D. Dissertation, University of Wisconsin-Madison, 1991.
75. Mo, Y. W.; Savage, D. E.; Swartzentruber, B. S.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1020. Mo, Y. W. Ph.D. Dissertation, University of Wisconsin-Madison, 1991.
76. Tomitori, M.; Watanabe, K.; Kobayashi, M.; Nishikawa, O. Appl. Surf. Sci. 1994, 76/77, 322.
77. Zeppenfeld, P.; Krzyzowski, M.; Romainczyk, C.; Comsa, G.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 2737.
78. Schell-Sorokin, A. J.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 1039.
79. Tromp, R. M. Phys. Rev. B 1993, 47, 7125.
80. Patthey, L.; Bullock, E. L.; Abukawa, T.; Kono, S.; Johansson, L. S. O. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 2538.
81. Qin, X. R. Private communication.
82. Rudkevich, E.; Liu, F.; Savage, D. S.; McCaugham, L.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett., submitted for publication.
83. LeGoues, F. K.; Kean, V. P.; Iyer, S. S.; Tersoff, J.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 2038.
84. Titek, V.; Egami, T. Phys. Status Solidi (b) 1987, 144, 145.
85. Kelires, P. C.; Tersoff, J. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 1164.
86. Copel, M.; Reuter, M. C.; Horn von Hoegen, M.; Tromp, R. M. Phys. Rev. B 1990, 42, 11682.
87. Oyanagi, H.; Sakamoto, K.; Shioda, R.; Sakamoto, T. Jpn. J. Appl. Phys. 1994, 33, 3545.
88. Sasaki, M.; Abukawa, T.; Yeom, H. W.; Yamada, M.; Suzuki, S.; Sato, S.; Kono, S, Appl. Surf. Sci. 1994, 82/83, 387.
89. Asai, M.; Ueba, H.; Tatsuyama, C. R. Appl. Phys. 1985, 58, 2577.
90. Gossman, H. J.; Feldman, L. C.; Gibson, W. M. Surf. Sci. 1985, 155, 413.
91. Zinke-Allmang, M.; Feldman, L. C.; Nakahara, S.; Davidson, B. A. Phys. Rev. B 1989, 39, 7848.
92. Eaglesham, D. J.; Cerullo, M. Phys. Rev. Lett. 1990, 64, 1943.
93. LeGoues, F. K.; Copel, M.; Tromp, R. M. Phys. Rev. B 1990, 42, 11690.
94. Tersoff, J. Phys. Rev. B 1991, 43, 9377.
95. Lutz, M. A.; Feenstra, R. M.; Mooney, P. M.; Tersoff, J.; Chu, J. O. Surf. Sci. 1994, 316, L1075.
96. Chen, K. M.; Jesson, D. E.; Pennycook, S. J.; Mostoller, M.; Kaplan, T.; Thundat, T.; Warmack, R. J. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 1582.
97. Vanderbilt, D.; Wickham, L. K. In Evolution of Thin-Film and Surface Microstructure; MRS Proceedings Vol. 202, Thompson, C. V., Tsao, J. Y., Srolovitz, D. J., Eds.; Materials Research Society: Pittsburgh, 1991; p 555.
98. Tersoff, J.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1993, 70, 2782.
99. Tersoff, J.; LeGoues, K. F. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 3570.
100. LeGoues, F. K.; Mooney, P. M.; Tersoff, J. Phys. Rev. Lett. 1993, 71, 396.
101. Tersoff, J.; Teichert, C.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1675. Teichert, C.; Lagally, M. G.; Peticolas, L. J.; Bean, J. C.; Tersoff, J. Phys. Rev. B 1996, 53, 16334.
102. Tersoff, J.; Teichert, C.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 1675. Teichert, C.; Lagally, M. G.; Peticolas, L. J.; Bean, J. C.; Tersoff, J. Phys. Rev. B 1996, 53, 16334.
103. Liu, F.; Lagally, M. G. Surf. Sci. 1997, in press.
104. Shchukin, V. A.; Ledentsov, N. N.; Kop'ev, P. S.; Bimberg, D. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 2968.
105. Steinfort, A. J.; Scholte, P. M. L. O.; Ettema, A.; Tuinstra, F.; Nielsen, M.; Landemark, E.; Smilgies, D. M.; Feidenhans'l, R.; Falkenberg, G.; Seehofer, L.; Johnson, R. L. Phys. Rev. Lett., 1996, 77, 2009.
106. Xie, Y. H.; Gilmer, G. H.; Roland, C.; Silverman, P. J.; Buratto, S. K.; Cheng, J. Y.; Fitzgerald, E. A.; Kortan, A. R.; Schuppler, S.; Marcus, M. A.; Citrin, P. H. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1570. Jones, D. E.; Pelz, J. P.; Xie, Y. H.; Silverman, P. J.; Gilmer, G. H. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 1570.
107. Xie, Y. H.; Gilmer, G. H.; Roland, C.; Silverman, P. J.; Buratto, S. K.; Cheng, J. Y.; Fitzgerald, E. A.; Kortan, A. R.; Schuppler, S.; Marcus, M. A.; Citrin, P. H. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1570. Jones, D. E.; Pelz, J. P.; Xie, Y. H.; Silverman, P. J.; Gilmer, G. H. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 1570.
108. Phang, Y. H.; Teichert, C.; Lagally, M. G.; Peticolas, T. J.; Bean, J. C.; Kasper, E. Phys. Rev. B 1994, 50, 14435.
109. Tersoff, J.; Phang, Y. H.; Zhang, Z. Y.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 2730.
110. Liu, F.; Tersoff, J.; Lagally, M. G. Phys. Rev. Lett., submitted for publication.