Особенности формирования наноразмерных металлических частиц методом ионной имплантации в стабилизированном диоксиде циркония и исследование его оптических и электронных свойств

• Автор: Шенина, Мария Евгеньевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных сокращений и обозначений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКОВ, СОДЕРЖАЩИХ НАНОРАЗМЕРНЫЕ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ

(Обзор литературы)

1.1. Методы формирования металлических нанокластеров в диэлектрических матрицах

1.2. Методы исследования диэлектрических матриц с металлическими нанокластерами

1.3. Оптические и электронные свойства диэлектриков, содержащих наноразмерные металлические частицы

1.3.1. Оптические свойства

1.3.2. Электронные свойства
1.4. Модификация свойств стабилизированного диоксида циркония при формировании в нём металлических наночастиц
1.4.1. Оптические и электронные свойства стабилизированного диоксида циркония
1.4.2. Влияние металлических нанокластеров на электронные и оптические
свойства стабилизированного диоксида циркония
Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ В СТАБИЛИЗИРОВАННОМ ДИОКСИДЕ ЦИРКОНИЯ И МЕТОДИКИ
ИССЛЕДОВАНИЯ ЕГО СВОЙСТВ
2.1. Формирование металлических наночастиц в объёмных монокристаллах и плёнках стабилизированного диоксида циркония методом ионной имплантации
2.2. Структурные исследования слоёв стабилизированного диоксида циркония, содержащих наноразмерные металлические частицы, методами
рентгеноструктурного анализа, просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения и методом фотоэлектронной спектроскопии
2.3. Методы исследования оптических характеристик монокристаллов и пленок стабилизированного диоксида циркония, содержащих наноразмерные
металлические частицы
2.4. Комбинированная атомно-силовая и сканирующая туннельная микроскопия в исследовании топографии и электрофизических свойств тонких слоев стабилизированного диоксида циркония, содержащих наноразмерные
металлические частицы
ГЛАВА 3. ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ В СТАБИЛИЗИРОВАННОМ ДИОКСИДЕ ЦИРКОНИЯ ПРИ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ (структурные и оптические исследования)
3.1. Оптические спектры пропускания стабилизированного диоксида циркония, облученного ионами золота, циркония и серебра
3.2. Формирование металлических наночастиц в стабилизированном диоксиде циркония при облучении ионами Аи
3.2.1. Особенности формирования металлических наночастиц в
стабилизированном диоксиде циркония при имплантации ионов золота и постимплантационном отжиге
3.2.2. Моделирование формирования металлических наночастиц в СДЦ в процессе имплантации ионов Аи и при постимплантационных отжигах
3.2.3. Исследование устойчивости золотых наночастиц в стабилизированном диоксиде циркония к облучению инертными и химически активными ионами
3.3. Формирование металлических наночастиц в стабилизированном диоксиде циркония при облучении ионами Ag и постимплантационном отжиге
3.4. Показатель преломления стабилизированного диоксида циркония, наведенный возникновением полос при облучении ионами золота и серебра
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ С НАНОРАЗМЕРНЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЧАСТИЦАМИ
4.1. Резонансное туннелирование в тонких пленках стабилизированного диоксида циркония, содержащих металлические нанокластеры
4.2. Изучение комбинированным методом АСМ/СТМ влияния нанокластеров Аи на проводимость и ВАХ структур «стабилизированный диоксид циркония/ 81»,
модифицированных электрическим полем
4.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

формирования структур, которые бы обеспечивали оптимальные параметры энергонезависимых резистивных элементов памяти. Вместе с тем, микроскопические механизмы изменения резистивного состояния в этих структурах по-прежнему остаются в области активных дискуссий.
1.4. Модификация свойств стабилизированного диоксида циркония при формировании в нём металлических наночастиц
Как отмечено выше, наиболее исследованными на сегодняшний день являются вопросы формирования МНК в матрицах 8Ю2 ,А1203 , 2.пО, ТЮ2, 1л]ЧЬОз, композитные стекла и др. Матрицы 8Ю2 ,А1203 хорошо совместимы с развитой на сегодняшний день кремниевой электроникой, а золото является удобным материалом для частиц из-за своей стойкости к окислению. Вместе с тем, идут поиски других перспективных матриц для различных приложений. СДЦ является одним из таких перспективных материалов ([57]; см. также ниже п. 1.4.1), однако формирование МНК в нём остается малоизученным до сих пор.
1.4.1. Оптические и электронные свойства стабилизированного диоксида циркония
Объёмные монокристаллы стабилизированного диоксида циркония (СДЦ) впервые были получены в Физическом Институте им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) [57] разработанным сотрудниками института методом прямого ВЧ-плавления в холодном тигле. В настоящее время это - единственный метод, позволяющий получать крупные монокристаллы стабилизированного диоксида циркония.
СДЦ входит в группу кристаллов под названием фианиты, названную в честь ФИАН. Их химическую основу составляют диоксиды редких металлов -циркония и гафния, а в качестве стабилизирующих компонентов используются оксиды других элементов - иттрия, кальция и редкоземельных элементов,