Электрофизические свойства поверхностной реконструкции Si(111) - 7 х 7 слаболегированного кремния

• Автор: Одобеско, Артём Борисович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. СВВ устройство для измерения поверхностной проводимости

1.1. Поверхностная проводимость. Общие сведения

1.2. Описание устройства

1.3. Подготовка к электрометрическим измерениям

Глава 2. Измерение поверхностной проводимости реконструкции 81(111) — 7 х

2.1. Экспериментальная часть и результаты измерений

2.2. Влияние вклада объема в общую проводимость

2.3. Обсуждение результатов

Глава 3. Сканирующая туннельная спектроскопия реконструкции 8і(111) — 7 х

3.1. Общие сведения. Постановка задачи
3.2. Экспериментальная установка
3.3. Подготовка и характеристика зондов СТМ
3.4. Метод внешнего освещения образца
3.5. Метод напыления контактов к поверхности
3.6. Основные результаты измерений
Глава 4. Измерение температурной зависимости туннельной плотности состояний реконструкции 8і(111) — 7 х
4.1. Результаты измерений
4.2. Вклад тепловых флуктуации в результаты измерений

4.3. Обсуждение результатов
Заключение
Литература

Введение
Актуальность работы. Физика систем с пониженной размерностью представляет собой одну из динамично развивающихся областей современной науки. Поиск новых возможностей и физических явлений, которые могли бы лечь в основу современных приборов и устройств поддерживают большой интерес к данной области. Весьма перспективными 20 электронными системами являются поверхностные реконструкции на атомарно чистых гранях полупроводников, как с точки зрения создания на их основе различных нанообъектов (квантовые нити, квантовые точки), так и в плане изучения новых свойств электронного транспорта в данных объектах. Одним из ярких примеров поверхностных структур является реконструкция 31(111) — 7 х 7, образующаяся при прогреве образца кремния за счет процессов самоорганизации и стабильной в широком диапазоне температур. В частности, ряд свойств таких 2D систем обусловлен электронными корреляциями, что может приводить к таким экзотическим эффектам как образование электронного вигнеровского кристалла, формирование на поверхности сверхструктур типа волны зарядовой или спиновой плотности, переход Мотта-Хаббарда металл-диэлектрик.
Настоящая работа посвящена исследованию свойств электронного транспорта в наиболее широко известной поверхностной реконструкции 31(111) — 7 х 7 в слаболегированных образцах кремния. Кремний по-прежнему является основным материалом современной электроники, и знание его свойств и, в частности, свойств поверхности необходимо для практического использования этого материала. В то же время в литературе существуют противоречивые данные о физических свойствах поверхности 31(111) — 7 х 7, что делает актуальным ее изучение. Существует также проблема связанная с ограниченностью ряда современных экспериментальных методик при работе на слаболегированных образцах кремния при низких температурах. Предложенные в
Место крепеления Мо гюоволоки каплей
Микрозонды из Мо проволоки (1 = 30 мкм

а = бООмкм
Рис. 1.13. Схематическое изображение держателя с четырехконтактным микрозондом выполненным из молибденовой проволоки (I = 30 мкм с квадратной геометрией контактов
целью сделать зонды упругими и слабо зависимыми от деформации при подводе к исследуемой поверхности, использовались изогнутые кусочки проволоки длиной около 4 — 5 мм, с одного конца проволоки крепились с помощью двухкомпонентного клея по обоим сторонам тонкой пластинки из поликора, как схематически изображено на рис. 1.13.
Однако при работе с такими зондами возникал ряд сложностей. Во-первых, достаточно сложная процедура фиксирования каждой проволочки по отдельности, так чтобы кончики зондов формировали вершины квадрата в одной плоскости. Во время данной процедуры нередко проволока гнулась или какой-либо контакт во время застывания эпоксидной смолы смещался от начальной, правильной геометрии. Во-вторых, при низких температурах часть контактов пропадало, т.к. проволока становилась упругой. Для решения этой проблемы, предпринимались попытки уменьшить диаметр проволоки за счет электрохимического травления в щелочном растворе, но данные действия не привели к значительным улучшениям результатов измерений. В конечном