Оптические свойства поверхностных фаз In и тонких пленок силицидов Fe и Cr на Si(111)

• Автор: Доценко, Сергей Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 170 с. : ил.

1. Метод дифференциальной отражательной спектроскопии. Поверхностные фазы и силициды в системах In/SI(l 11),

Fe/Si(lll) и Cr/Si(lll)

1.1.Дифференциальная отражательная спектроскопия: история развития, основные методы и перспективы

1.2.Система1п/81(111)

1.3.CncTeMaFe/Si(lll)

1.4. Система Cr/Si(l 11)

Выводы

2. Методы исследований и подготовка экспериментов

2.1.Методы исследований

2.1.1. Дифракция медленных электронов

2.1.2. Сканирующая туннельная микроскопия

2.1.3. Атомная силовая микроскопия
2.2.Экспериментальное оборудование
2.3.Подготовка образцов
2.3.1. Подготовка образцов и получение атомарно-чистой поверхности кремния (111)
2.3.2. Методики формирования поверхностных фаз In и тонких пленок силицидов Fe и Сг и исследования их роста методом ДОС
3. Разработка методов расчета оптических функций из ДОС-экспериментов
3.1.Особенности обработки данных ДОС-экспериментов, проведенных с использованием неполяризованного света
3.2. Метод динамического эталона
3.3.Метод восстановленного эталона
3.4. Метод построения фазовых диаграмм с помощью ДОС
4. Оптические свойства «магических» кластеров 1п и Сг, поверхностных фаз 1п, сверхтонких и тонких пленок силицидов Же и Сг на 81(111)
4.1.Оптические свойства поверхностных фаз и «магических» кластеров 1п на 81(111)
4.2.Оптические свойства тонких пленок силицидов Ре на 81(111)
4.3. Оптические свойства «магических» кластеров Сг, тонких и сверхтонких пленок силицидов Сг на 81(111)
Заключение Список литературы

В последнее время все чаще поднимается вопрос о дальнейших путях развития современной микроэлектроники. Один из таких путей состоит в использовании квантовых точек, квантовых проволок и нанокристаллов вместо объемных материалов, а на смену обычных масок придут поверхностные фазы, которые будут с нанометровым разрешением задавать места формирования квантовых точек. В соответствие с универсальным законом перехода количественных изменений в качественные упомянутые объекты должны обладать иными и возможно лучшими свойствами, чем объемные материалы. Особый интерес как для оптоэлектроники, так и для физики твердого тела представляют их оптические свойства, которые практически не изучены из-за недостаточной проработанности методик определения оптических характеристик низкоразмерных объектов. Поэтому построение таких методик и определение с их помощью оптических свойств упомянутых объектов являются актуальными задачами физики твердого тела.
Цель диссертационной работы
Целью диссертационной работы являлась разработка методической части дифференциальной отражательной спектроскопии и изучение с помощью построенных методик оптических свойств низкоразмерных объектов и тонких пленок. Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие основные задачи:
1. Разработать методики определения оптических свойств низкоразмерных объектов и тонких пленок, сформированных методами молекулярнолучевой (МЛЭ), реактивной (РТФЭ) и твердофазной эпитаксии (ТФЭ).
2. Исследовать оптические свойства поверхностных фаз 1п и его «магических» кластеров.

этапе простирался от 350 до 650 °С. На 3-ем этапе РТФЭ исследовалась при ТКон, которых в ходе 2-го этапа исследования было обнаружено две: 450 и 600 °С.
При проведении ДОС исследований очень большое значение имеет выбор оптимального времени экспозиции многоканального автоматизированного спектрофотометра ((7) на рис. 2.9). Программное обеспечение позволяет разложить полное время экспозиции на длительность кадра Т и количество кадров N.
050% * 040%
ё 030%

1 О 20%

■= 010%
0 00%

N
/

20 40 60
Длительность кадра, мс

030%
025%
ё 020%

1 015%

° 010% 005% 000%
200 400 600 800 1000
Число кадров
Рис.2.13 Зависимость погрешности эксперимента от длительности кадра при фиксированном количестве 300 кадров (а) и от числа кадров при фиксированной длительности кадра 25 мс. (б).
Длительность кадра определяет время, через которое заряд, находящийся в самом удаленном канале, достигнет буферного регистра. Вследствие конечной величины времени, требующейся для передачи заряда между каналами, часть заряда пропорциональная ехр(-Т/т) после завершения операции передачи остается в канале и теряется. При увеличении длительности кадра величина теряющегося заряда уменьшится, что приведет к росту сигнала и уменьшению ошибки (см. рис. 2.13(а)). Однако по мере увеличения длительности кадра возрастает вероятность случайных выбросов, связанных с колебанием напряжения питающей сети, поэтому значительное увеличение длительности кадра не целесообразно.
По количеству кадров программа проводит усреднение сигнала, поэтому при увеличении количества кадров ошибка уменьшается и достигает своего минимального значения (см. рис. 2.13(6)). Дальнейшее увеличение количества кадров не целесообразно.
На основании полученных данных для регистрации ДОС-спектров были выбраны следующие параметры: Т= 40 мс, И= 250. Снятие спектра осуществляется