Полупроводниковые силициды хрома, железа и магния на Si(111)

• Автор: Галкин, Николай Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 304 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Методы исследования, аппаратура и методики расчетов
1.1 Методы исследования
1.1.1. Дифракция электронов низких энергий
1.1.2. Просвечивающая электронная микроскопия и микродифракция
1-1.3. Электронная ожэ-спектроскопия и спектроскопия характеристических
потерь энергии электронами
1.1.4. Оптическая спектроскопия твердых тел
1.1.5. Дифференциальная отражательная спектроскопия
1.1.6. Спектральные исследования фотоэффекта в полупроводниках
1.1.7. Методы электрофизических зондовых измерений
1.1.8. Сканирующая туннельная зондовая микроскопия
1.2. Экспериментальная аппаратура
1.2.1. Сверхвысоковакуумные установки
1.2.2. Автоматизированная установка для температурных холловских измерений.
1.2.3. Автоматизированная установка для температурных исследований
фотопроводимости и фотоэдс
1.2.4. Спектрофотометры для оптической спектрометрии твердых тел
1.2.5. Вакууммированная приставка для регистрации оптических спектров при повышенных температурах
1.2.6. Двухканальная установка для регистрации спектров отражения в сверхвысоком вакууме
1.2.7. Установка для исследования температурных зависимостей термоэдс в
тонкопленочных образцах
1.3. Методики и схемы экспериментов
1.3.1. Методики приготовления образцов и источников
1.3.2. Схемы ростовых экспериментов
1.3.3. Режимы измерений, контроль чистоты поверхности образцов и методики расчета данных ДМЭ, ОЭС и ХПЭЭ
1 АМетоды расчетов параметров пленок и гетероструктур

1.4.1. Расчет оптических параметров тонких пленок на кремнии по спектрам пропускания и поглощения
1.4.2. Расчет оптических параметров тонких пленок на кремнии по спектрам отражения из интегральных соотношений Крамерса-Кронига
1.4.3. Метод расчета электрических параметров в двухслойных системах
1.4.4. Методика записи и обработки спектров пропускания и отражения в диапазоне температур 293-583 К
Глава 2. Атомная и электронная структура и оптические свойства тонких пленок
полупроводниковых силицидов хрома, железа и магния на Si(lll)
2.1. Эпитаксиальный рост и структура сплошных пленок CrSi2 А- и В-типа на Si(l 11)
2.2. Формирование, состав и морфология тонких пленок Mg2Si на Si(l 11)
2.3. Оптические функции и электронная структура эпитаксиальных пленок CrSi
на Si(l 11)
2.4. Оптические функции и электронная структура тонких пленок Mg2Si на Si(l 11)
2.5. Формирование, оптические функции и электронная структура эпитаксиальных пленок P-FeSi2 на Si( 111)
2.6. Выводы
Глава 3. Электрические свойства эпитаксиальных пленок CrSi2 и тонких пленок Mg2Si на Si(lll)
•3.1. Влияние удельного сопротивления кремниевой подложки на шунтирование
параметров пленки полупроводникового силицида
3.2. Электрический транспорт и механизмы рассеяния носителей в эпитаксиальных пленках CrSi2 на Si( 111) с высоким удельным сопротивлением
3.3. Электрический транспорт и механизмы рассеяния в тонких пленках
Mg2Si на Si(l И)
3.4. Плазменный резонанс в эпитаксиальных пленках CrSi2 на Si(l 11)
3.5. Выводы
Глава 4. Фотоэлектрические свойства пленок и гетероструктур на основе полупроводниковых силицидов хрома, железа и магния на кремнии
4.1. Собственная фотопроводимость в тонких эпитаксиальных пленках
дисилицидов хрома на Si(l 11)
4.2. Фотоэлектрические, вольтамперные и вольтфарадные характеристики гетероструктур CrSi2/Si( 111)
4.3. Фотоэлектрические, вольтамперные и вольтфарадные характеристики

гетероструктур (3-FeSi2/Si(111)
4.4. Фотоэлектрические, вольтамперные и вольтфарадные характеристики гетероструктур Mg2Si/Si( 111)
4.5. Выводы
Глава 5. Формирование, электрические и оптические свойства поверхностных
фаз Cr, Fe, Mg и двумерного моносилицида хрома на кремнии
5.1. Влияние субмонослойных и монослойных покрытий Cr, Fe и Mg на проводимость атомарно-чистой поверхности кремния
5.2. Формирование, электрические и оптические свойства упорядоченных поверхностных фаз хрома, железа и магния на Si( 111)
5.3.Формирование, электрические и оптические свойства двумерного моносилицида хрома на Si( 111)
5.4. Выводы
Глава 6. Формирование и оптические свойства наноструктур с нанометровыми
островкам на основе силицидов Сг и Mg на Si(Xll)
6.1. Формирование наноразмерных островков в системе CrSi2/Si(l 11)
6.2. Формирование наноразмерных островков в системе Mg2Si/Si(l 11)
6.3. Формирование и оптические свойства материалов с захороненными нанометровыми островками из полупроводниковых силицидов
6.4. Выводы
Основные результаты работы
Литература
непосредственно под полоской. Сила взаимодействия между контактом и образцом измерялась по изгибу кантилевера, который отслеживался по туннельному току, протекающему через расположенную выше кантилевера вторую полоску. Они смогли с таким прибором прописать особенности решетки исследуемых диэлектриков размером 30 нм. Неоценимый вклад в развитие АСМ внес Албрехт [132], который изготовил первый микрокантилевер из кремния и исследовал атомную структуру нитрида бора.
Устройство типичного АС микроскопа показано на Рис. 1.3. Здесь пучок света от лазера 1 падает на зеркальную поверхность кантилевера 8 и отражаясь от нее и плоского зеркала 2 попадает на фотодетектор 3. Фотодетектор позволяет определить отклонение пучка от некоторой точки на своей поверхности. Этот сигнал поступает в усилитель 4 и после него в устройство регистрации и обработки информации 5. Помимо
Рис. 1.4. Режимы работы атомного силового микроскопа.
вышесказанных объектов на Рис. 1.3 изображены исследуемый образец 6 и зонд 7.
Принцип работы АС микроскопа довольно прост [132]. Атомарно чистый зонд сканирует поверхность. Зонд управляется пьезокристаллами, что позволяет поддерживать постоянную силу взаимодействия между ним и образцом, чтобы получить информацию о рельефе поверхности. Можно поддерживать постоянную высоту для получения информации о силе. Для осуществления такого контроля в микроскоп вводят добавочный зонд. Зонды изготовляют обычно из БізЗД или Эк Разрешение типичного АС микроскопа составляет 5 нм - латеральное и 0.01 нм - по высоте.
Все имеющиеся АС микроскопы можно разделить по типу взаимодействия контакта с поверхностью образца (см. рис. 1.4.) на микроскопы с контактным режимом (отталкивание) (левый рисунок), неконтактным режимом (притяжение) (средний рисунок) и режим постукивания (правый рисунок).
Чаще всего в АС микроскопах используется контактный режим, когда зонд вступает в тесный контакт с поверхностью. На зонд посредством кантилевера прикладывается сила 10"9 Н. В контактном режиме изгиб кантилевера отслеживается усилителем с обратной связью и сравнивается с некоторым желаемым значением изгиба. Если измеренная