Исследование электрофизических свойств и электрополевая модификация наноразмерных оксидных слоев методом комбинированной сканирующей туннельной/атомно-силовой микроскопии

• Автор: Антонов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных сокращений и обозначений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Металлические нанокластеры на поверхности и в диэлектрической матрице: получение и свойства

1Л Л Методы получения металлических нанокластеров

1ЛЛЛ Методы получения поверхностных металлических нанокластеров

1Л Л.2 Методы получения металлических нанокластеров в диэлектрических матрицах

1Л.2 Исследование электронных свойств металлических нанокластеров

1Л.2Л Зависимость энергетического спектра и электронных свойств металлических нанокластеров с измерением числа
атомов в кластере
1Л.2.2 Размерное квантование в металлических нанокластерах

1Л.2.3 Кулоновская блокада в металлических нанокластерах

1.1.3 Применение металлических нанокластеров
1.1.3.1 Наноэлектронные приборы
1.1.3.2 Нелинейно-оптические среды на основе металлических на-нок-ластеров в диэлектрических плёнках
1.2 Эффект резистивного переключения в тонких лёнках диэлектриков и его применение в устройствах энергонезависимой памяти

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1 Описание исследуемых образцов
2.1.1 Структуры 8Ю2:НК- Аи/8і(001)
2.1.2 Тонкопленочные структуры Хг02/Ві и НЮ2/8і
2.2 Методика исследования морфологии и электрофизических свойств на-нокомпозитных структур методом комбинированной СТМ/АСМ
ГЛАВА 3. ТУННЕЛЬНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ НАНОКЛАСТЕРОВ Аи В ТОЛЩЕ ПЛЁНОК БіОг/Ьі
3.1 Морфология поверхности структур с незаратценными слоями 8Ю2:НК-Аи/БіОг/Ьі
3.2 Поперечный электронный транспорт через индивидуальные нанокластеры Аи в сверхтонких плёнках 8і02/8і
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНОГО ОТЖИГА НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УЛЬТРАТОНКИХ ПЛЕНОК 2г02 И
НЮ2 НА ПОДЛОЖКАХ Б і
ГЛАВА 5. ЛОКАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОПОЛЕВАЯ МОДИФИКАЦИЯ СВЕРХТОНКИХ СЛОЁВ НЮ2/8і02/и-8і
3.1 Модификация морфологии и электропроводности поверхности плёнок ШОг/БіОг/п-Бі
3.2 Туннельная спектроскопия модифицированных плёнок ИЮ2/8і02/«-8і
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫЫХ ИСТОЧНИКОВ

Список основных сокращений и обозначений
ACM — атомно-силовая микроскопия
ВАХ — вольт-амперная характеристика
ВОПГ — высокоориентированиый пиролизный графит
ИЛО — импульсное лазерное осаждение
МДМ — структура металл-диэлектрик- металл
МДП — структура металл-диэлектрик-полупроводник
МОП — структура металл-оксид-полупроводник
МС •— монослой
НК — нанокластер
ОРР -— обратное резерфордовское рассеяние РФЭС — рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия ПЭМ — просвечивающая электронная микроскопия СВВ — сверхвысокий вакуум;
СТМ — сканирующая туннельная микроскопия СТС — сканирующая туннельная спектроскопия ТО — термическое осаждение ЭОС — электронная Оже-спектроскопия
ReRAM — Resistive Switching Random Access Memory' (память произвольного доступа на основе эффекта резистивного переключения)
«1 •— ширина потенциального барьера между эмиттером и квантовой ямой в резонансно-туннельной структуре а2 — ширина потенциального барьера между квантовой ямой и коллектором в резонансно-туннельной структуре Сс — электрическая ёмкость между НК и ACM зондом Си — электрическая ёмкость между НК и подложкой

т за ял чо жа
0*ДО, «т
Рис. 8. Расчётные профили распределения Си по глубине при имплантации ионов Си+ с энергией 40 кэВ в А1203 при различных дозах облучения [3].
Рис. 9. ПЭМ изображения поперечного среза структур 8Ю2:НК-Си, сформированных ионной имплантацией Си+ с энергией 180 кэВ, Ф = 2 х 1017 см'2 в 8Ю2 после имплантации (а) после отжига в восстановительной атмосфере при 900°С в течение 1 мин (Ь) и 4 мин (с) [40].
Также, положение максимума распределения имплантированных ионов по глубине, зависящее как от энергии ионов, так и от дозы, и ширина максимума