Влияние структурных характеристик пористых полупроводников и диэлектриков на их оптические свойства

• Автор: Головань, Леонид Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 251 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРИСТЫХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ и ФОТОННЫХ СРЕД НА ИХ ОСНОВЕ

1.1. Электрохимическое травление

1.1.1. Пористый кремний

1.1.2. Окисленный пористый кремний

1.1.3. Пористый фосфид галлия

1.1.4. Пористый оксид алюминия

1.2. Фотонно-кристаллические структуры на основе пористых полупроводников

1.3. Щелевые кремниевые структуры

1.4. Выводы
2. ЛИНЕЙНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ПОРИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ и
ДИЭЛЕКТРИКОВ
2.1. Модели эффективной среды
2.1.1. Ламинарная структура
2.1.2. Модель Максвелла-Гарнетта
2.1.3. Модель Бруггемана
2.1.4. Обобщение моделей эффективной среды на случай
анизотропии

2.1.5. Влияние размеров компонентов пористой среды на её
оптические свойства
2.1.5.1. Сферические частицы
2.1.5.2. Частицы в форме эллипсоида
2.2. Двулучепреломление в наноструктурированных
полупроводниках и диэлектриках
2.2.1. Методика измерений
2.2.2. Пористый кремний
2.2.2.1. Двулучепреломление пористого кремния
2.2.2.2. Дисперсия показателей преломления и
моделирование оптической анизотропии в пористом кремнии
2.2.2.3. Роль динамической деполяризации в
дисперсии оптических параметров пористого кремния
2.2.3. Окисленный пористый кремний
2.2.3.1. Двулучепреломление окисленного пористого кремния
2.2.3.2. Дисперсия оптических параметров и
моделирование оптической анизотропии
в окисленном пористом кремнии
2.2.4. Пористый фосфид галлия
2.2.5. Пористый оксид алюминия
2.2.6. Двулучепреломление в щелевых кремниевых
структурах в широком диапазоне
2.3. Упорядоченные оптически неоднородные среды (фотонные
кристаллы) на основе пористых
полупроводников
2.3.1. Одномерные фотонно-кристаллические структуры на
основе пористого кремния

2.3.1.1. Спектры отражения
2.3.1.2. Дисперсионные свойства
2.3.1.3. Одномерные фотонно-кристаллические структуры на основе
окисленного пористого кремния
2.3.2. Двумерные фотонно-кристаллические структуры
на основе пористого оксида алюминия
2.4. Неупорядоченные оптически неоднородные системы на основе пористых полупроводников
2.4.1. Эффекты локализации света при его рассеянии
2.4.2. Рассеяние света в пористом фосфиде галлия
2.4.2.1. Спектры рассеяния света в пористом фосфиде галлия
2.4.2.2. Динамика рассеяния света в пористом фосфиде галлия
2.5. Усиление эффективности комбинационного
рассеяния света в щелевых кремниевых структурах
2.6. Выводы к главе
3. ФАЗОВОЕ СОГЛАСОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГЕНЕРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ГАРМОНИК В ПОРИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ДИЭЛЕКТРИКАХ С ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕМ ФОРМЫ
3.1. Фазовое согласование процесса генерации второй гармоники в объёме двулучепреломляющего мезопористого кремния
3.1.1. Условия фазового согласования
3.1.2. Экспериментальное исследование генерации
второй гармоники в объёме пористого кремния

Рис. 1.8. Рентгеновская дифракция в плснкс ОПК [18,19].
эффективным способом окисления плёнок ПК является их термический прогрев [20].
Во время окисления на воздухе уже при температуре свыше 400°С формируется как ЭЮ, так и БЮг- Физически-адсорбированная вода присутствует в плёнках ПК, окисленных при температурах менее 700°С. При более высоких температурах окисления количество физически адсорбированной воды снижается, что связано с заполнением пор оксидом [21]. При высоких температурах (более 1000°С) в сухом О2 плёнки окисленного пористого кремния формируются за достаточно короткое время и имеют стехиометрический состав БЮг.
Можно выделить следующие основные этапы термического окисления ПК [21,22]:
1) до 100°С испаряется вода, интенсивного окисления не происходит;
2) при 350°С начинается десорбция водорода;
3) при 400 - 600°С происходит частичное окисление кремния;
4) при 950°С происходит полное окисление кремния;
5) при 1250°С происходит уплотнение оксида кремния до стехиометрического состава 8102-
Как считают авторы [22], полное окисление пленок ПК возможно для образцов с пористостью более 56%, так как при меньшей пористости на начальном этапе окисления поры „закупориваются“ оксидом, что делает невозможным поступление кислорода вглубь образца.