Исследование формирования, электронной структуры и свойств пленок полупроводниковых силицидов кальция на Si(111)

• Автор: Безбабный, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Содержание

Список сокращений

Введение

Глава 1. Силициды щелочноземельных металлов: перспективы

роста и применений

1.1.Зонная энергетическая структура полупроводниковых силицидов

щелочноземельных металлов по данным теоретических расчетов

из первых принципов

1.2.Полупроводниковые силициды магния на кремнии: формирование, структура и свойства
1.3.Полупроводниковые силициды кальция на кремнии: формирование, структура и свойства
1.4. Формирование и свойства данных гетероструктур со встроенными полупроводниковыми силицидами хрома, железа и магния
на кремниевых подложках
Глава 2. Методы исследования, аппаратура и методики
расчетов
2.1. Методы исследования
2.1.1. Электронная Ожэ-спектроскопия
2.1.2. Спектроскопия характеристических потерь энергии электронами
2.1.2. Метод просвечивающей электронной микроскопии
2.1.4. Методы электрофизических измерений
2.1.5. Оптическая спектроскопия полупроводников
2.1.6. Фотолюминесцентная спектроскопия
2.1.7.Атомно-силовая микроскопия
2.1.8. Спектроскопия комбинационного рассеяния света
2.1.9. Метод дифференциальной отражательной
спектроскопии
2.2. Экспериментальная аппаратура
2.2.1. Сверхвысоковакуумная установка VARIAN, оснащенная методами ДОС, ЭОС и СХПЭЭ
2.2.2. Сверхвысоковакуумная установка, оснащенная методами ДМЭ и in situ приставкой для температурных холловских
измерений
2.2.3. Система для низкотемпературных оптических и электрических измерений на базе оптически-электрического криостата и монохроматора MSDD-1
2.2.4. Спектральные приборы: HitachiU -3010 и Bruker Vertex 80v
2.3. Методики экспериментов и расчетов
2.3.1. Методики очистки образцов, источников, калибровки скорости осаждения
2.3.2. Методики динамического эталона и восстановленного эталона в методе ДОС
2.3.3. Методика расчета оптических функций из данных оптической спектроскопии
2.3.4. Методика определения параметров кристаллических решеток
по данным ПЭМ
Глава 3. Определение механизма роста и оптических свойств толстых пленок силицидов кальцияСагЗі и Ca3Si4, выращенных на подложках8і(111)-(7х 7) и Mg2Si/Si(l 11)
3.1. Механизм формирования, морфология и электронная структура пленок силицидов кальция, выращенных методом реактивной эпитаксии при температурах 130 °С и 500 °С на модифицированных поверхностях кремния
3.2. Формирование, состав и морфология пленок Ca3Su, выращенных методами реактивной и твердофазной эпитаксии на Si (111) 7x

3.3. Определение диапазона температурной стабильности пленки
СазБЦна 81(111) методом дифференциальной отражательной
спектроскопии
3.4.Оптические функции тонких и толстых пленок силицидов кальция
на кремнии по данным оптической спектроскопии
3.5 Температурные зависимости проводимости пленок силицидов
кальция в диапазоне температур 50-500 К
3.6. Выводы
Глава 4. Механизмы роста и оптические свойства двойных гетероструктур со встроенными слоями и нанокристаллами
Са3814 и Са
4.1. Рост и кристаллическая структура двойных гетероструктур (ДГС)
Зь/СазБц/З! с толстым и тонким слоем силицида кальция
4 2. Оптические свойства ДГС с толстым встроенным слоем и слоем со встроенными нанокристаллами Са38ц в диапазоне
температур Ю-ЗООК
4.3 Фотолюминесцентные свойства толстых пленок Са^ц в диапазоне
температур 5-300 К
4.4. Температурные зависимости термо-эдс ДГС 81/Са3814/81(1 И)
4.5. Структура, состав и поперечный электрический транспорт в
ДГС 81/Са281/81(111)
4.6. Выводы
Общие выводы
Список литерату ры

напряжения 100 кэВ (/.=0.03 7А). радиуса диафрагмы 20 мкм и фокусного расстояния 2 мм оценка дает величину Д~2А. На практике же разрешение,как правило, хуже из-за неидеальности электронно-микроскопической системы.
Формирование контраста изображения в ПЭМ можно объяснить следующим образом. При прохождении через образец пучок электронов теряет часть своей интенсивности на рассеяние. Эта часть больше для более толстых участков или для участков с более тяжелыми атомами. Если апертурная диафрагма эффективно отсекает рассеянные электроны, то более толстые участки и участки с более тяжелыми атомами будут выглядеть как более темные. Меньшая апертура увеличивает контраст. В кристаллах упругое рассеяние электронов приводит к появлению дифракционного контраста.
ТЭМ обеспечивает также получение дифракционных картин (электро-нограмм), позволяющих судить о кристаллической структуре объектов и точно измерять параметры кристаллических решеток. Всочетании с непосредственными наблюдениями кристаллических решетокввысокоразрешаю-щих ТЭМ данный метод - одно из основных средств исследования ультра-тонкой структуры твердого тела. [42]
В настоящее время наиболее используемым и эффективным из методов ПЭМ является метод микродифракции электронов. Значение микродифракции электронов особенно велико в изучении тонкодисперсных и плохо окри-сталлизованных минералов, которые являются трудными объектами для классических методов рентгеноструктурного анализа. Многокомпонентные полиминеральные смеси, рентгенограммы которых плохо поддаются расшифровке, также успешно изучаются методом дифракции электронов. Преимущества метода микродифракции по сравнению с рентгеновским анализом определяются более сильным (по сравнению с рентгеновским излучением) взаимодействием электронов с веществом, меньшей длиной волны, возможностью получения точечных картин от отдельных микромонокристаллов (до
0.1 мкм). Высокочувствительный метод микродифракции электронов позволяет проводить не только геометрический (определение параметров элемен-