Особенности электронно-энергетической и атомной структуры и фотолюминесценции пленок SiOx имплантированных углеродом

• Автор: Спирин, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Кремний как основной материал микро-, нано- и оптоэлектроники

1.2.Материалы на основе нанокристаллического кремния, их получение и свойства

1.2.1. Пористый кремний

1.2.2. Нанопорошки кремния

1.2.3. Нанокристаллы кремния в аморфной матрице

1.2.4. Многослойные структуры с нанокристаллическим кремнием

1.3. Ионное легирование слоев БЮг

1.4. Импульсно фотонный отжиг как альтернатива термического отжига при формировании нанокристаллов кремния
1.5. Особенности исследования плотности свободных состояний в зоне проводимости наностуктурированных систем
1.6. Выводы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ БЮ2 .-N0-81/81 СТРУКТУР И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Формирование нанокристаллов кремния из нестехиометрического оксида кремния
2.2. Ионная имплантация углерода в БЮХ
2.3. Термический и импульсно-фотонный отжиг пленок БЮХ
2.4. Методы исследования наноструктур
2.4.1. Рентгеновская эмиссионная спектроскопия
2.4.2. Рентгеновская дифракция
2.4.3. Спектроскопия рентгеновского поглощения
2.4.4. Просвечивающая электронная микроскопия и микродифракция
2.4.5. Фотолюминесценция
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИМПЛАНТАЦИИ УГЛЕРОДА НА ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, ЭЛЕКТРОННУЮ СТРУКТУРУ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ СИСТЕМ БЮ2:ИС-Б1/Б1 ПОСЛЕ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ОТЖИГА
3.1. Рентгенодифракционные исследования роста нанокристаллов кремния в матрице БЮ2 после термического отжига
3..2.Влияние имплантации на структурно-морфологические особенности пленок БЮХ
3.3.Исследования электронно-энергетического спектра валентной зоны и зоны проводимости в слоях БЮХ на Бі( 111) и Бі(100), имплантированных углеродом, с последующим термическим отжигом
3.4.Влияние имплантации углерода на фотолюминесценцию пленок БЮ2:пс-Бі/Бі(111)
ГЛАВА 4. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ И КАРБИДА КРЕМНИЯ ПОСЛЕ ИМПЛУЛЬСНО-ФОТОННОГО ОТЖИГА ПЛЕНОК БЮХ, ИМПЛАНТИРОВАННЫХ УГЛЕРОДОМ
4.1. Влияние ИФО отжига на структурно-морфологические особенности пленок БЮХ, имплантированных углеродом
4.2. Исследования электронно-энергетического спектра валентной зоны и фотолюминесценция систем БіОх/Бі после ИФО отжига
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
а-8і аморфный кремний
с-Бі кристаллический кремний
рог-8і пористый кремний (ПК)
8і кремний
8Юг диоксид кремния
8іОх субоксид кремния
8ІС карбид кремния
ХАНЕв рентгеновская спектроскопия вблизи края поглощения
ХР8 фотоэлектронная спектроскопия
ИК инфракрасный
ИФО импульсно-фотонный отжиг
КТ квантовая точка
КВ квантовый выход
МОП металл-оксид-полупроводник
НК нанокристалл
ОКР область когерентного рассеяния
ПЭМ просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ)
СИ синхротронное излучение
ТППЭМ темнопольная ПЭМ
УМРЭС Ультрамягкая рентгеновская электронная микроскопия (1ХХ8Е8) ФЛ фотолюминесценция (РЬ)
ЭФПЭМ ПЭМ с фильтрацией по энергии

интегральный анализ с большой площади образца, поэтому можно судить о свойствах всей исследуемой системы в целом.
Спектр рентгеновского поглощения вблизи края отражает плотность состояний в зоне проводимости:
~ ZkMkc2 8(Е - Ек) , (1.1)
где Мкс = J ip*kH'i[jcdT - матричный элемент вероятности перехода из состояния с волновой функцией грк в состояние хрс.
Прямым способом измерения спектров рентгеновского поглощения является регистрация изменения интенсивности прошедшего излучения, но на практике получать их очень сложно в виду сильного поглощения мягкого рентгеновского излучения образцом. Для этого необходимо использовать очень тонкие пленки. В 1964 году Лукирским А.П. на примере L2j спектров поглощения хлора в КС1 было показано [80], что спектр поглощения и спектр квантового выхода рентгеновского фотоэффекта в области края поглощения полностью повторяют друг друга (рис. 1.14).

Рис. 1.14. Z.2,3 Спектр квантового выхода (1) и поглощения (2) хлора в КС1 [80].