Description of Gallium Phosphide Epitaxy Growth by Computational Chemistry

Folgende Fragestellungen wurden erfolgreich bearbeitet und die erzielten Ergebnisse werden die Entwicklung neuer III/V Halbleitermaterialien und deren Integration in optoelektronische Bauteile unterstützen. (i) Die Zerfallsnetzwerke von Triethylgallan (TEGa), tert-butylphosphin (TBP) und verwandter Prekursoren konnten umfanglich aufgeklart werden und anhand thermodynamischer sowie kinetischer Daten wurden die wahrscheinlichsten Produkte der Gasphase bestimmt. (ii) Der Mechanismus der β-Wasserstoffeliminierung von Verbindungen der Gruppe 15 konnte aufgeklärt werden und wurde mit der β-Hydrideliminierung von Metal- lverbindungen (Ga) verglichen. (iii) Basierend auf den Erkenntnissen der vorangegangenen Studien wurde ein quantenchemischer Deskriptor vorgeschlagen, der es erlaubt, für die letzt- genannte Prekursorengruppe alternative Derivate mit optimierten Zerfallsraten vorherzusagen. (iv) Die Oberflächenreaktivität von TBP auf Si(001) wurde untersucht und ein kinetisches Argument zur Beschreibung von submonolagen Adsorption- smustern konnte vorgestellt werden. Außerdem wurden Barrieren der β-Wasserstoffeliminierungen von P(C4H9))H und Ga(C2H5)H berechnet und mit Ergebnissen aus der Gasphase verglichen. (v) Wesentliche Elementarprozesse des III/V-IV Wachstums wurden in einer Kombination aus TEM und kinetischer Simulation bestimmt und die resultierende Morphologie der GaP-Si Grenzfläche wurde erklärt. (vi) Die Stabilitäten intrinsischer III/V-Si Grenzflächenstrukturen wurde anhand absoluter Bildungsenergien verschiedener Konfigurationen errechnet und anhand elektrostatischer sowie mechanischer Eigenschaften analysiert. Es konnten quantitative Argumente zur Grenzflächenstabilität sowie zur Beziehung von atomarer und elektronischer Struktur an der Grenzfläche gefolgert werden.