Особенности электронно-энергетического строения наноразмерных структур на основе кремния и фосфидов типа А3В5

• Автор: Турищев, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 135 с.

ГЛАВА 1. Электронное строение и свойства полупроводников с наноразмерными структурами
1.1. Получение, структура, электронное строение и свойства пористых полупроводниковых структур (пористый кремний, пористые А3В5)
1.2. Получение, структура и свойства полупроводниковых гетероструктур с квантовыми точками на Зі и А3В5
1.3. Теоретические основы метода ультрамягкой рентгеновской спектроскопии
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. Методика получения образцов. Методика получения ультрамягких
рентгеновских эмиссионных спектров, спектров ближней тонкой структуры рентгеновского поглощения
2.1. Технология получения пористых кремния и пористых фосфидов, а также их характеристики
2.2. Характеристики гетероструктур с квантовыми точками
2.3. Методика получения рентгеновских эмиссионных спектров
2.4. Методика получения спектров ближней тонкой структуры рентгеновского поглощения
2.5. Методика фазового компьютерного анализа по эмиссионным рентгеновским спектрам
ГЛАВА 3. Электронно-энергетическая структура пористых кремния и фосфидов
типа А3В5
ЗЛ. Особенности энергетического спектра валентных электронов в пористом кремнии
3.2. Особенности энергетического спектра свободных состояний вблизи дна зоны проводимости пористого кремния
3.3. Модель фотолюминесценции пористого кремния на основе сопоставления данных УМРЭС и БТСРП в единой энергетической шкале
3.4. Особенности энергетического спектра валентных электронов в пористых фосфидах
3.5. Особенности энергетического спектра свободных состояний вблизи дна зоны проводимости в пористых фосфидах типа А3В5
ГЛАВА 4. Электронно-энергетическая строение гетероструктур с квантовыми точками
4.1. Локальная плотность свободных состояний вблизи дна зоны проводимости в гетероструктурах с квантовыми точками на основе кремния
4.2. Локальная плотность свободных состояний вблизи дна зоны проводимости в гетероструктурах с квантовыми точками на основе фосфидов типа А3В5
Основные результаты и выводы
Литература

Актуальность работы:
Материалы, содержащие наноразмерные структуры, привлекают серьёзное внимание в силу своих уникальных физических свойств. Такие объекты должны характеризоваться квазиатомной энергетической структурой валентных электронных состояний с вытекающими из этого особыми оптическими и электрофизическими свойствами, высокой адсорбционной способностью и химической активностью. Однако, основные закономерности изменения электронного спектра и других физических свойств при переходе к наноразмерным объектам до сих пор детально не исследованы. Специфические особенности взаимодействия между нанокластерами и материалом окружающей их матрицы, которая используется для пассивации этих кластеров и для стабилизации их свойств во времени, также не изучены.
Наибольшее внимание в последнее время привлекают квантово-размерные структуры 81, ве и А3В5. Особенно перспективным оказалось образование самоорганизующихся низкоразмерных полупроводниковых структур на монокристаллах 81 и А3В5 из-за возможности получения пространственного (ЗБ) ограничения электронов в однородных и устойчивых (без дислокаций) кластерах. В отличии от наноразмерных гетероструктур, образованных при помощи комплекса фотолитографических процедур, самоорганизующиеся гетероструктуры, полученные методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) и МОС-гидридной (газофазной эпитаксии из металло-органических соединений)
которых состояния валентных и остовных электронов отличаются по £ на единицу. Полная плотность состояний представляется суммой парциальных плотностей:
К(Е) = Н5(Е)+Мр(Е)+Ма(Е) + ... (5)
Следовательно, из (1) имеем:
КЕ) ~ ^[р’,+1(еК,+](е)+ Р^,(Е)НЛМ(Е)] (б)
- интенсивность эмиссионной полосы рентгеновского спектра, где I задаёт симметрию начального остовного состояния.
Таким образом, например для К - эмиссионных полос получаем итоговое выражение для интенсивности:
1к(Е)~уЧ (Е)Р2р(Е) (6')
А для Ь2,з эмиссионных полос:
1ц,(е)~м3[н(е)рр25(е)+к<1(е)р;,(е)] (6")
Аналогично имеем 1(Е) для других серий.
Ясно, что рентгеновские эмиссионные полосы элементов разных серий находятся в различных энергетических областях. Также ясно, что изучение РЭП, отражающих электронные переходы на внутренние уровни различной симметрии и последующее совмещение их в единой энергетическое шкале, позволяет нам определить характер электронных состояний и их распределение в валентной зоне с учётом типа симметрии.
К сожалению, как видно из (6”), электроны я и (1 симметрии по Ь2,з -эмиссионным спектрам однозначно разделить невозможно. В этом случае