Влияние адсорбции цезия с кислородом и органических молекул на электронные свойства поверхностей полупроводников для эффективных эмиттеров

• Автор: Наконечников, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 112 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. АТОМНАЯ И ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ПОЛЯРНЫХ ГРАНЕЙ АРСЕНИДА ГАЛЛИЯ И ВЛИЯНИЕ АДСОРБЦИИ ЦЕЗИЯ, КИСЛОРОДА И ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ НА Е ЭЛЕКТРОННЫЕ
СВОЙСТВА

1.1 Атомное строение полярных граней арсенида галлия.

г 1.2 Энергетическая структура полярных граней арсенида галлия

1.3 Физикохимические и электронные процессы, происходящие на

границе раздела ваАСв, О

1.4 Общие представления об адсорбции органических молекул на поверхности твердых тел

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Подготовка образцов.

2.2 Методика исследования реальной поверхности методом контактной разности потенциалов вариант Кельвина и поверхностной фотопроводимости при адсорбции органических
молекул
2.3 Методика исследования атомарночистых поверхностей
2.3.1 Экспериментальная вакуумная установка
2.3.2 Метод электронного пучка Андерсона.
1 2.3.3 Метод фотоэлектронной спектроскопии
ГЛАВА III. МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА ПОЛЯРНЫХ ГРАНЕЙ АРСЕНИДА
ГАЛЛИЯ ПРИ АДСОРБЦИИ ЦЕЗИЯ И КИСЛОРОДА.
3.1 Работа выхода электрона атомарночистых поверхностей арсенида галлия теоретический расчет и экспериментальные данные
3.2 Эволюция энергетического спектра интерфейса СаЛ5СБ,0
3.3 Основные результаты и выводы главы III.
ГЛАВА IV. ВЛИЯНИЕ АДСОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ НА
ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ве, и СзАб.
4.1 Влияние адсорбции органических молекул на работу выхода с
реальной поверхности кремния
4.2 Изменение работы выхода электрона при адсорбции органических
соединений на поверхности германия и арсенида галлия
4.3 Исследование поверхностной фотопроводимости
4.4 Основные результаты и выводы главы IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Более того, нет данных по модификации энергетического спектра валентной зоны при адсорбции цезия. Все вышеизложенное обусловливает актуальность данного диссертационного исследования. Цель работы. Учитывая изложенное, основная цель работы была сформулирована следующим образом: исследовать электронные процессы происходящие при адсорбции цезия и кислорода на полярных гранях арсенида галлия, а также определить влияние адсорбции органических веществ (этилового, бутилового, изоамилового спиртов и циклогексана) на электрофизические характеристики реальных поверхностей ве, Б1 и ваАз. Исследование электронной структуры атомарно-чистых поверхностей полярных граней ваАя. Исследование энергетического спектра поверхности полярных граней баАя с пленками цезия и кислорода. Определение особенностей электрофизических и химических свойств системы органическая пленка/Се, и ваАя. Методы исследования. Установлено, что разница в сродстве к электрону полярных граней ваАя обусловлена атомной и электронной структурой этих граней. Исследована природа связи адсорбированных атомов цезия и кислорода на полярных гранях ваАя. Исследована энергетическая структура валентной и запрещенной зон полярных граней ваАя с пленками цезия и кислорода. Показано, что обработка реальных поверхностей ваАя, ве и 8*1 в этиловом, бутиловом и изоамиловом спиртах приводит к физической адсорбции указанных молекул и снижению термодинамической работы выхода на 0,2-0,4 эВ. Результаты ориентированы на использование в различных исследовательских организациях и промышленных предприятиях, занимающихся полупроводниковой и вакуумной электроникой. Результаты по исследованию систем СаАз/Сз,0 и органические молекулы/ве, и ваЛя могут быть также использованы для апробации различных теоретических моделей в физике твердого тела и поверхностных явлений. Основные положения выносимые на защиту. Наблюдаемая разница в работе выхода на гранях ваАз( 1)А и СаАь(ТТТ)В может быть объяснена совместным влиянием различия в сродстве к электрону и энергетического спектра поверхностных состояний, обусловленного ионной составляющей связи. Адсорбция цезия на полярных гранях ваАз вызывает снижение работы выхода на 2, эВ. Дополнительная активация цезированной поверхности СаАз кислородом уменьшает работу выхода дополнительно на 1,2 эВ, что создает явление отрицательного электронного сродства. Факт образования поверхностного состояния, индуцированного адсорбцией цезия на полярных гранях арсенида галлия. Адсорбция алифатических молекул приводит к возникновению положительного заряда на поверхности полупроводника, что влечет к снижению работы выхода. Наибольшее снижение работы выхода вызывают молекулы со значительными величинами дипольного момента, такие как молекулы бутилового и изоамилового спиртов. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на 1 конференции «Современные проблемы науки и образования» (Москва, г. Владивосток, г. VII между! Ульяновск, г. Приоритетные направления развития науки, технологии и техники» (Москва, г. Технологии » (Анталия, г. Фундаментальные исследования» (Москва, г. Северо-Осетинского Государственного университета имени Коста Левановича Хетагурова. Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 7 печатных работах. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 2 страницах, включая рисунков, 5 таблиц и список цитируемой литературы из 5 наименований. Во введении показана актуальность проведенных исследований, сформулированы цель и задачи работы, основные защищаемые положения, научная и практическая значимость, дана структура диссертационной работы. В первой главе дан обзор работ, посвященных исследованию электронной структуры поверхности и объема арсенида галлия, а также физико-химическим и электронным процессам происходящих на поверхности арсенида галлия при коадсорбции цезия и кислорода. Описываются модели образования систем ОаАБ/(С5,0), показаны механизмы взаимодействия некоторых органических веществ с поверхностью твердых тел.