Люминесцентные свойства систем на основе оксидов с ионно-синтезированными нанокристаллами кремния

• Автор: Михайлов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 153 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы.

1.1. Проблема применения кремния в опто и наноэлектронных устройствах

1.1.1. Задача модификации излучательиых свойств кремния и способы ее решения,

на пути к созданию лазера на основе кремния.

1.1.2. Применение нанокристаллов i в устройствах энергонезависимой памяти

1.2. Закономерности формирования и люминесцентные свойства нанокристаллов и нанокластеров i в матрице i.

1.2.1. Нанокристаллы и нанокластеры i, полученные без применения ионной имплантации.

1.2.2. Иоииосинтезированные нанокластеры и нанокристаллы i

1.2.3. Механизмы люминесценции, связанной с нанокристаллами i в i

1.2.4. Влияние легирования на свойства системы i2 с нанокристаллами i.
1.3. Оптические и люминесцентные свойства оксидов кремниягермания и закономерности формирования нанокристаллов и i
1.3.1. Оптические и люминесцентные свойства оксидов ii.xx х
1.3.2. Нанокристаллы и i в матрице i.xx х.
1.4. Оптические и люминесцентные свойства оксида алюминия и закономерности формирования нанокристаллов i в этой матрице.
1.4.1. Оптические и люминесцентные свойства I.
1.4.2. Нанокристаллы в матрице I и люминесцентные свойства системы i
1.5. Формулировка задач исследований
ГЛАВА 2. Исследование закономерностей ионнолучевого синтеза и изменения люминесцентных свойств нанокристаллов i в i.
2.1. Методика эксперимента
2.2. Влияние дозы имплантации ионов i и температуры постимплантационного отжига на фотолюминесценцию и оптические свойства слоев ii
2.3. Теоретическое описание зависимости люминесценции нанокристаллов i от дозы
i и температуры отжига, сравнение с экспериментом
2.4. Влияние цикличности процедур ионной имплантации и отжига на морфологию и фотолюминесценцию ii
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. Исследование закономерностей влияния ионного облучения и легирования мелкими доиорными и акцепторными примесями на люминесцентные свойства системы 8Югпс.
3.1. Методика эксперимента.
3.2. Влияние облучения ионами Р и В на фотолюминесценцию пленок ,
облученных БГ, и синтезированной системы БЮггпсЗ.
3.3. Влияние ионного легирования Р, В и на фотолюминесценцию слоев 8Югпс.
3.4. Анализ результатов и классификация механизмов влияния ионного легирования
3.5. Выводы.
ГЛАВА 4. Исследование влияния имплантации ионов Б Г и отжига на люминесцентные
и оптические свойства пленок Бц.лОеЮг х 0.
4.1. Методика эксперимента
4.2. Влияние режимов имплантации ионов БГ и отжига на фотолюминесценцию и
оптические свойства пленок 8ц.хОехС2 х 0.
4.3. Механизмы фотолюминесценции и вопрос о формировании нанокристаллов .
4.4. Выводы.
ГЛАВА 5. Исследование закономерностей изменения люминесцентных свойств АЬОз при иоииолучевом синтезе нанокристаллов Б1.
5.1. Методика эксперимента
5.2. Влияние дозы имплантации ионов Б Г и температуры постимплаитационного
отжига на фотолюминесценцию и структуру сапфира.
5.3. Природа фотолюминесценции и связь с синтезом нанокристаллов
5.4. Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Петербург, , Ii i I ii ii i ii , , , , Совещание по росту кристаллов, пленок и дефектам структуры кремния Кремний Новосибирск, , 5 I i i i i, i i i, i, , Ii ii i i i i iv, i, , Всероссийское совещание Нанофотоника Н. Нижегородская научная сессия молодых ученых Н. Новгород, Голубая Ока, , Международная конференция Аморфные и микрокристаллические полупроводники С. Петербург, , я ежегодная международная научнотехническая конференция студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Москва, , V Ii ii vi xi, , 6й Международный Уральский Семинар Радиационная физика металлов и сплавов Снсжинск, , IX Ежегодный Симпозиум Нанофизика и наноэлектроника Н. Новгород, , я Всероссийская межвузовская научнотехническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика Москва, Зеленоград, , Ii , i i vi, , , i Ii i , I , , . Ряд докладов отмечен премиями и дипломами премия и диплом III степени за доклад на Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто и наноэлектронике СанктПетербург, , премия и диплом i i i , , , почетный диплом первой степени й ежегодной международной научнотехнической конференции студентов и аспирантов Радиоэлектроника, электротехника и энергетика Москва, , диплом лауреата й Всероссийской межвузовской научнотехнической конференции студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика Москва, Зеленоград, , третья премия и диплом за лучшие стендовые доклады среди студентов Ii iii i I i, , . I . Минобразования РФ для аспирантов А2. Федерального агентства по образованию РФ Развитие научного потенциала высшей школы разделы 1. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе статей в реферируемых научных журналах, 8 статей в сборниках трудов конференций и тезисов докладов. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и заключения. Объем диссертации составляет 3 страницы, включая 1 страницу печатного текста, I таблицу и рисунка, размещенных на страницах, список литературы, который содержит 2 наименования и размещен на страницах, и список публикаций по теме диссертации, размещенный на 7 страницах. ГЛАВА 1. Принимая во внимание достаточно широкий спектр исходных материалов, использованных в данной работе чистые оксиды кремния, германия, смешанные оксиды кремниягермания, оксид алюминия, а также цели и задачи работы, в данном обзоре проанализированы и по возможности обобщены результаты большого количества работ, большей частью посвященных изучению люминесцентных свойств указанных материалов, а также наноструктур на их основе. Наибольшее внимание уделено процессам формирования НК в матрице 8Ю2, анализу специфики люминесценции НК , полученных различными методами, возможных механизмов и моделей ФЛ. Описываются также достигнутые на момент постановки задач диссертации результаты по формированию и свойствам НК в отличных от 8Ю2 оксидах . Сес и А. Обширный анализ литературы был необходим для корректной интерпретации спектров ФЛ в оригинальной части работы и существенно облегчил отслеживание их связи с синтезом и модификацией наноструктур. С начала х годов прошлого столетия и по сей день кремний второй но распространенности на Земле химический элемент после кислорода остается основным полупроводниковым материалом микроэлектроники. В совершенстве отработаны методы получения, очистки и обработки монокристаллического кремния, а также планарная технология на его основе, используемая в производстве ИС. В настоящее время традиционная микроэлектроника вплотную приблизилась к своим физическим пределам, в частности, в отношении размеров активных элементов. Такой важнейший параметр, как быстродействие ИС, лимитируется задержками, обусловленными сопротивлением и емкостями металлических межсоединений, общая длина которых резко возрастает с ростом степени интеграции. Последняя проблема может быть в принципе решена путем замены электрических межсоединений оптическими. В связи с этим встает серьезный вопрос о возможности применения кремния в изготовлении ИС, объединяющих в едином объеме функции генерации, передачи и обработки электрических и оптических сигналов.