Гальваномагнитные и термоэлектрические явления в монокристаллических пленках системы висмут-сурьма

• Автор: Каблукова, Наталья Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Анализ литературных данных по исследованию свойств массивных

монокристаллов и пленок твердого раствора висмут-сурьма

§1.1 Кристаллическая структура висмута и сплавов висмут-сурьма

§ 1.2 Зона Бриллгоэна. Структура энергетических зон в висмуте и сплавах

висмут-сурьма, законы дисперсии носителей заряда

§ 1.3 Перестройка уровней энергетического спектра в сплавах висмут-сурьма при изменении состава сплава и внешнего механического напряжения.

§ 1.4 Низкоразмерные структуры висмута и висмут-сурьма

§ 1.5 Выращивание монокристаллов висмут-сурьма

§ 1.5.1 Преимущественные направления роста монокристаллов типа

висмута
§ 1.5.2 Выращивание монокристаллов чистого висмута
§ 1.5.3 Выращивание монокристаллов системы висмут-сурьма
§ 1.6 Выращивание пленок системы висмут-сурьма
§ 1.6.1 Термическое напыление в вакууме
§ 1.6.2 Молекулярно-лучевая эпитаксия
§ 1.6.3 Импульсное лазерное осаждение
§ 1.6.4 Магнетронное распыление
§ 1.6.5 Электроосаждение
§ 1.7 Исследование свойств пленок системы висмут-сурьма
§ 1.7.1 Термоэлектрические свойства
§ 1.7.2 Осцилляции Шубникова-де Гааза в наноструктурах Ві и Ві-БЬ
§ 1.7.3 Зонная структура пленок системы висмут-сурьма
§ 1.7.4 Феноменологическая теория явлений переноса в пленках системы
висмут-сурьма
§ 1.7.5 Влияние деформации на свойства пленок
§ 1.7.6 Влияние материала подложки на свойства пленок
Выводы к главе

Глава 2. Получение монокристаллических пленок системы висмут-сурьма и
исследование их структуры
§ 2.1 Метод дискретного термического напыления тонких пленок системы
висмут-сурьма
§ 2.2 Зонная перекристаллизация пленок системы висмут-сурьма твердых
растворов под покрытием
§ 2.3 Исследования кристаллической структуры пленок твердого раствора
висмут-сурьма
§ 2.4 Контроль содержания сурьмы в образцах
§ 2.5 Обоснование выбора объектов исследования
Выводы к главе
Глава 3. Явления переноса в монокристаллических пленках системы висмут-
сурьма
§ 3.1 Методы исследования гальваномагнитных и термоэлектрических
свойств
§ 3.2 Погрешности измерений
§ 3.3 Удельное сопротивление монокристаллических пленок
§ 3.4 Проявление размерных эффектов в гальваномагнитных свойствах
тонких пленок системы висмут-сурьма
§ 3.5 Анализ температурной зависимости удельного сопротивления в полуметаллических монокристаллах и монокристаллических пленках
твердых растворов ВКБЬ
§ 3.6 Гальваномагнитиые свойства монокристаллических пленок в области
низких температур. Квантовые осцилляции
§ 3.7 Термоэлектрические явления в монокристаллических пленках
Выводы к главе
Г лава 4. Обсуждение и анализ экспериментальных данных
§ 4.1 Концентрация носителей заряда в монокристаллических пленках твердого раствора висмут-сурьма
§ 4.2 Подвижности носителей заряда в монокристаллических пленках
твердого раствора висмут-сурьма
§ 4.3 Влияние температурного коэффициента расширения подложки на
явления переноса в пленках
Выводы к главе
Заключение
Литература
Благодарности

Для выращивания пленок с многокомпонентным составом не всегда можно использовать все существующие методы, так как не все они гарантируют равномерное распределение состава по образцу. Рассмотрим нескорые из методов: молекулярно-лучевая эпитаксия, дискретное термическое напыление, ионно-плазменные методы получения тонких пленок, реактивное распыление, ионно-лучевые методы получения тонких пленок. При анализе методов получения и структуры получаемых пленок будем опираться на работы, посвященные пленкам висмута, так как работ по исследованию структуры пленок системы висмут-сурьма не так много, и они в основном посвящены их термоэлектрическим и магнитным свойствам.
§ 1.6.1 Термическое напыление в вакууме
Одним из распространенных методов является метод термического напыления в вакууме [74, 75]. Этот метод используется в данной работе для получения исходной пленки (см. § 2.1). Метод основан на нагреве вещества в специальных испарителях до температуры, при которой начинается заметный процесс испарения, и последующей конденсации паров вещества в виде тонкой пленки на подложке, расположенной на некотором расстоянии от испарителя. В большинстве случаев для разогрева мишени используют резистивный или электронно-лучевой способы.
В работах [76, 77, 78, 79] проведено детальное исследование влияние различных технологических параметров режима получения тонких пленок висмута и сплавов висмут-сурьма, легированных теллуром, методом термического испарения с резистивным разогревом. Пленки получались при давлении остаточных газов в камере напыления Р=10'5 мм. рт. ст.
В работах [72, 75, 78] проведено детальное исследование влияние параметров режима напыления (скорости испарения, температуры подложки, времени и температуры отжига) от толщины пленки на структуру и свойства пленок висмута на слюде. Определены оптимальные режимы напыления и отжига пленок висмута, позволяющие получать пленки, имеющие крупноблочную