Оптические свойства нанокристаллов германия в плёнках оксида германия

• Автор: Марин, Денис Викторович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 155 с. : ил.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

НК - нанокристалл

ФЛ - фотолюминесценция

ИК - инфракрасный

КРС - комбинационное рассеяние света

ПХО - плазмохимическое осаждение

ИЛО - импульсный лазерный отжиг

ЬО-фонон - продольный оптический фонон ТО-фонон - поперечный оптический фонон ЬА-фонон - продольный акустический фонон ТА-фонон - поперечный акустический фонон ц - волновой вектор

Т - температура

ВРЭМ - высокоразрешающая электронная микроскопия ПЗС - прибор с зарядовой связью

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЛЁНКАХ.
§1.1 Методы получения диэлектрических плёнок с полупроводниковыми нанокристаллами.
§1.2 Оптические свойства диэлектрических плёнок, содержащих полупроводниковые нанокластеры: влияние квантоворазмерного эффекта.
§1.3 Преимущества гетероструктуры германий / оксид германия.
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ.
§2.1 Методики осаждения плёнок и отжигов.
§2.2 Методики эллипсометрии и спектроскопии пропускания.
§2.3 Методика фотолюминесценции.
§2.4 ИК-спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния света.
§2.5 Электронная микроскопия образцов.
Глава 3. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЁНОК СеО„ СОДЕРЖАЩИХ НАНОКЛАСТЕРЫ ГЕРМАНИЯ.
§3.1 Фотолюминесценция нанокластеров германия в плёнках ОеОх: проявление квантоворазмерного эффекта.
§3.2 Исследование нанокластеров германия с применением спектроскопии комбинационного рассеяния света.
§3.3 Влияние квантоворазмерного эффекта на эффективные оптические константы плёнок СеОх, содержащих нанокластеры германия.

§3.4 Разрешённые и запрещённые оптические переходы в нанокристаллах германия.
Глава 4. НАНОКЛАСТЕРЫ ГЕРМАНИЯ В МНОГОСЛОЙНЫХ ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ СеОх/вЮ*.
§4.1 Формирование и модификация нанокластеров германия в плёнках СеОх при печных
отжигах и импульсных лазерных воздействиях.
§4.2 Кристаллизация нанокластеров германия в многослойных гетероструктурах
СеОц/БЮт при печных отжигах.
§4.3 Температурная зависимость фотолюминесценции в плёнках веО* и многослойных гетероструктурах ОеОх/ЗЮг.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

§2.2 Методики эллипсометрии и спектроскопии пропускания.
Эллипсометрия - высокочувствительный, бесконтактный, неразрушающий поляризационно-оптический метод исследования состояния поверхности и границ раздела различных сред, основанный на изучении изменения состояния поляризации света вследствие его взаимодействия (обычно отражения) с исследуемым объектом. Изменения состояния поляризации очень чувствительны к состоянию отражающей поверхности и границы раздела сред: к наличию физических переходных слоев, тонких поверхностных пленок и покрытий. Экспериментально измеряемые эллипсометрические параметры Ч' и Д связаны с коэффициентами отражения образца для света, поляризованного в плоскости падеши (Яр) и перпендикулярно к ней (ЯД, соотношением
Ч' е1д = Яр/Я, (2.5)
Это - основное уравнение эллипсометрии, которое связывает измеряемые параметры 1И и Д с параметрами, характеризующими исследуемую отражающую структуру (оптические постоянные, геометрические размеры), от которых явным образом зависят коэффициенты отражения Яр и Я5. Задаваясь определенной физической моделью, из непосредственно измеряемых параметров отраженного эллипса поляризации можно определить характеристики поверхности, например толщину и показатель преломления поверхностного слоя, а в случае "чистых" поверхностей - оптические постоянные материалов с точностью до

Для исследования профилей толщин и оптических констант плёнок использовался сканирующий эллнпсометр высокого пространственного разрешения ЛЭФ-801 «Микроскан», работа которого основана на двухканальной статической схеме [66], позволяющей проводить измерения при неподвижных оптических элементах: поляризаторе, компенсаторе и анализаторах. Отсутствие необходимости вращения оптических элементов и модуляции сигнала обеспечивает, с одной стороны, высокую скорость измерений, которая определяется только быстродействием элктронно-усилительного тракта и, с другой стороны, простоту