Радиационные процессы в кремниевых наноструктурах

• Автор: Медетов, Нурлан Амирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 304 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ I. РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ

НАНОМАТЕРИАЛОВ И НАНОСТРУКТУР

Глава 1. Ионный синтез полупроводниковых наноструктур на кремнии

1.1 Образование упорядоченных структур Со812 при ионном синтезе

1.1.1 Особенности ионного синтеза при высоких плотностях тока

ионного пучка

1.1.2 Ионный синтез упорядоченных структур на поверхности кремния

1.2 Ионный синтез силицидов рения при использовании импульсных пучков

1.2.1 Определение фазового состава приповерхностного облученного слоя

1.2.2 Распределение внедренных ионов по глубине
1.2.3 Элементный анализ нанокластеров
1.2.4 Атомно-силовая микроскопия поверхности облученного слоя
1.3 Формирование и анализ квантово-размерных структур БЮе полученных методом ионной имплантации
1.3.1 Анализ структур методами сканирующей зондовой микроскопии
1.3.2 Пространственное распределение внедренных ионов германия с образованием наноразмерных кластеров. ВИМС анализ и Оже-спсктроскопия высокого пространственного разрешения: результаты анализа
1.3.3 Контроль проявления квантово-размерных свойств методом Рамановского рассеяния света
1.3.4 Фотолюминесценция на квантовых точках БЮе
1.4 Методы математического и компьютерного анализа наноразмерных структур
1.4.1 Анализ синтезированных наноразмерных структур БЮе
1.4.2 Анализ синтезированных упорядоченных структур СоБь
1.4.3 Моделирование степени упорядоченности наноразмерных структур
1.5 Основные результаты и выводы по первой главе

Глава 2. Формирование функциональных дефектных структур
2.1 Образование собственных нанокристаллов в монокристаллическом
кремнии
2.2 Интенсивная люминесценция на кремнии облученного протонами
2.3 Исследование структуры образцов с помощью сканирующей просвечивающей электронной микроскопии
2.4 Основные результаты и выводы по второй главе
Глава 3. Радиационная модификация механических свойств
наноматериалов
3.1 Особенности формирования рельефа при травлении кремния фокусированным ионным пучком
3.2 Структурные макроперестройки в кристаллическом кремнии: роль точечных дефектов
3.3 Основные результаты и выводы по третьей главе
РАЗДЕЛ II. РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ НАНОМАТЕРИАЛОВ
И НАНОСТРУКТУР
Глава 4. Теоретические аспекты радиационной стойкости
нанокристаллических структур
4.1 Виды радиационного воздействия
4.2 Радиационная стойкость отдельных классов наноматериалов и наноструктур
4.2.1 Углеродные системы: нанотрубки, нановолокна, графен
4.2.2 Гетероструктуры, квантовые точки типа AIMBV
4.2.3 Пористые полупроводниковые материалы: пористый кремний, пористый фосфид галлия
4.3 Основные положения модели радиационной стойкости наноструктур на примере нанокристаллических материалов
4.4 Основные результаты и выводы по четвертой главе
Глава 5. Экспериментальные исследования радиационной стойкости
5.1 Получение пористого кремния
5.2 Образцы пористого кремния с заданными размерами кристаллитов

5.3 Определение размера пор и кристаллитов между ними в пористом
кремнии
5.4 Исследование деградации структуры образцов пористого кремния после облучения
5.4.1 Рентгеноструктурный анализ облученных образцов пористого
кремния
5.4.2 Инфракрасная спектроскопия облученных образцов пористого кремния
5.5 Основные результаты и выводы по пятой главе
РАЗДЕЛ III. РАДИАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ
НАНОСТРУКТУР
Глава 6. Рентгеновские методы исследования параметров наноструктур
6.1 Современные задачи рентгеновской метрологии в микро- и наноэлектрошгой технологии
6.2 Использование многофункционального рентгеновского комплекса для анализа твердотельных структур микро- и наноэлектроники
6.3 Применение рентгеновских методов анализа для решения прикладных
задач микро- и наноэлектроники
6.3.1 Двухволновая относительная рентгеновская рефлектометрия
6.3.2 Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ нанодисперсных
и слоистых структур
6.3.3 Малоугловое рассеяние рентгеновского излучения для исследования нанодисперсных систем
6.4 Исследование состава природного наноструктурного материала -хризотилового асбеста
6.5 Проблемы измерения параметров элементов и структур современной
микро- и наноэлсктроники
6.5.1. Исследования диффузионно-барьерных структур ТтЫ/Т!
6.5.2 Исследование свойств наноструктурированных многослойных
пленок БпОг
6.6 Основные результаты и выводы по шестой главе

Рисунок 1.10. Рентгеновские дифрактограммы. Ось у - интенсивность в относительных единицах, ось х - угол
1.2.2 Распределение внедренных ионов по глубине
Исследование распределения концентрации атомов рения по глубине в полученных образцах проводилось методом ВИМС.
В основе метода лежит явление вторично-ионной эмиссии - при взаимодействии первичного ионного пучка с поверхностью исследуемого образца в области взаимодействия происходят процессы распыления поверхности и ионизация атомов образца. Из образовавшихся ионов формируют вторичный ионный пучок, который при последовательном прохождении электрического и магнитного поля разделяется на несколько пучков с разными значениями отношения массы иона к его заряду. Пространственное разделение позволяет регистрировать одновременно или последовательным перебором (в зависимости от приборного обеспечения) значения ионных токов разных элементов и изотопов. Первичный пучок ионов формируется из дуоплазматрона с холодным катодом или