Лазерный синтез газочувствительных нанокристаллических пленок на основе SnO2

• Автор: Шатохин, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО МЕТОДАМ ЛАЗЕРНОГО СИНТЕЗА ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК

1.1. Формирование оксидных пленок на поверхности полупроводников и металлов под действием лазерного излучения, лазерный отжиг, геттерирование, имплантация

1.2. Взаимодействие лазерного излучения с веществом, лазерная абляция материалов

1.3. Результаты экспериментальных и теоретических исследований лазерной абляции материалов
1.4. Технологии синтеза полупроводниковых пленочных материалов с применением лазерной плазмы
1.5. Модификация поверхностных свойств материалов при плазменном и ионном воздействии

1.6. Выводы из обзора литературы

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЛАЗЕРНОЙ

АБЛЯЦИИ МЕТАЛЛОВ

2.1. Схема экспериментального комплекса, обоснование применяемых методов измерений и технические характеристики приборов

2.2. Эксперименты по определению плотности потока энергии на мишенях

2.3. Электростатическое зондирование лазерной плазмы Р<1 и Р1
2.4. Определение зависимости абляционных потерь мишеней и толщин пленок на подложках от плотности потока энергии лазерного излучения
2.5. Управление структурой и зарядовым составом плазмы

2.6. Анализ и интерпретация результатов исследований лазерной абляции металлов
ГЛАВА 3. ЛАЗЕРНЫЙ СИНТЕЗ МЕТАЛЛОКСИДНЫХ
НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ 8п02, ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ, СОСТАВА, МОРФОЛОГИИ, МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОФИЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ МЕТАЛЛОВ
3.1. Лазерный синтез металлоксидных нанокристаллических пленок на основе Бп02
3.2. Исследования фазового состава и микроструктуры пленок Бп, Бп02
3.3. Исследования морфологии пленок Бп02(Рё), Бп02(Р1)
3.4. Исследования профилей распределения легирующих металлов по толщине пленок Бп02(М)
3.5. Моделирование процессов имплантации и распределения Рё и Рг в пленках Бп02, Бп02(Си)
ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И
ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ МЕТАЛЛОКСИДНЫХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК
4.1. Электрофизические свойства и газочувствительность пленок Бп02, Бп02(Рё) и Бп02(Рё,Си)
4.2. Электрофизические свойства и газочувствительность тонких пленок Бп02, Бп02(Р1)
4.3. Анализ и интерпретация результатов исследований электрофизических свойств и газочувствительности пленок Бп02, Бп02(Рё), Бп02(Рё,Си), БпОДРг)
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Лазеры, со времени их разработки, все более широко используются как источники энергии монохроматических когерентных фотонов в различных областях науки и техники. Одна из таких областей - лазерный синтез твердотельных объемных и пленочных материалов. Основу для практического применения лазеров в этом направлении создали экспериментальные исследования процесса взаимодействия лазерного излучения с конденсированными средами [1-8]. Лазерный синтез пленочных материалов основан на воздействии на вещество лазерного излучения, с мощностью, превышающей некоторое пороговое значение, при этом часть вещества переносится на подложку. Взаимодействие излучения с веществом, приводящее к «испарению» (абляции), является сложным для теоретического описания явлением, требующим учета множества стационарных и нестационарных процессов, начиная с преобразования электромагнитной энергии излучения в энергию возбуждения электронных состояний атомов, с последующим переходом ее в тепловую, химическую и механическую энергию частиц вещества в лазерной плазме.
Первые исследовательские работы по лазерному синтезу пленочных полупроводников, диэлектриков, халькогенидов и металлоорганических соединений [4,5,9-15] выявили основные проблемы технологии, в первую очередь влияние свойств лазерной плазмы: стабильности, зависимости ее зарядового и кластерного состава от потока мощности и длины волны излучения на состав, структуру и функциональные свойства образующегося материала. Частично эти проблемы решены применением импульсного лазерного излучения. Импульсный лазерный синтез используется для создания тонких пленок высокотемпературных сверхпроводников, термоэлектрических и полупроводниковых материалов сравнимых по характеристикам с образцами, выращенными методом молекулярно-лучевой эпитаксии [16-21]. Кроме этого, он имеет ряд важных преимуществ:

Рисі. Блок-схема экспериментального комплекса для исследования лазерной абляции и синтеза пленок. ИЛ- излучатель Кг-Б лазера, ВК- вакуумная камера, ГС- напуск газовой смеси, АТМ- напуск атмосферного воздуха, ВН-к вакуумным насосам, ВБ- высоковольтный блок, БУ- блок управления, БС-блок синхронизации, генератор импульсов, АО,ЦО- аналоговый и цифровой осциллографы, КОП- интерфейс канала общего пользования, ПК-персональный компьютер, БП- блоки питания, ОАД- оптоакустический датчик энергии излучения, ДП- делительная пластина, ДЗ- диэлектрическое зеркало, ФЛ- фокусирующая линза, 1- мишень с микроэлектродвигателем, 2-подложка, 3- электростатические зонды, 4- плазменный факел, 5- спиральный нагреватель подложки, ЛАТР- к регулировочному автотрансформатору, 6-пластины электростатической диафрагмы.