Дислокационные реакции в полуполярном слое GaN, выращенном на вицинальной подложке Si(001) с использованием буферных слоев AlN и 3$C$-SiC

Методом просвечивающей электронной микроскопии исследовано взаимодействие $\mathbf{a}+\mathbf{c}$ и $\mathbf{a}$-дислокаций в толстом (14 $\mu$m) полуполярном слое GaN, выращенном методом хлорид-гидридной газофазной эпитаксии на темплейте 3$C$-SiC/Si(001). Показано, что распространение дислокационной полупетли с вектором Бюргерса $\mathbf{b}=\frac{1}{3}\langle1\bar{2}10\rangle$ в процессе остывания может быть заблокировано за счет ее реакции с прорастающей дислокацией с вектором Бюргерса $\mathbf{b}=\frac{1}{3}\langle\bar{1}2\bar{1}3\rangle$ с образованием дислокационного отрезка с вектором Бюргерса $\mathbf{b}=\langle0001\rangle$. Сделана теоретическая оценка выигрыша в энергии системы в результате такой реакции. В приближении линейного натяжения дислокации показано, что этот выигрыш составляет $\sim$7.6 eV/$\mathring{\mathrm{A}}$, что дает $\sim$45.6 keV для наблюдаемого нового дислокационного отрезка длиной $\sim$600 nm. При этом вклад энергии дислокационного ядра оценивается величиной $\sim$19.1 keV.