Электронные явления в наногетерогенной структуре, содержащей квантовые точки

• Автор: Коростелев, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ГЕТЕРОГЕННОЙ СТРУКТУРЕ
1.1 Нелинейные электрические эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах
1.2 Электрические свойства наноконтактов металл - полупроводник
1.3 Эффект переключения электропроводности в тонкоплёночных структурах
1.4 Особенности механизмов электропроводности в
гетероструктурах
1.5 Постановка задачи
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Экспериментальная установка для изучения электрических
свойств структуры “металл - наночастицы - металл”
2.2 Автоматизированная система электрических измерений с использованием цифровых мультиметров Арра
2.3 Образцы
2.4 Схема электрических измерений и методика эксперимента
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ
ПОДЛОЖЕК И ТОНКИХ ПЛЁНОК
3.1 Результаты исследований поверхности металлических
электродов - подложек
3.2 Результаты исследований поверхности подложек с нанесённым монослоем наночастиц
ГЛАВА 4 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ В НАНОГЕТЕРОГЕННОЙ СТРУКТУРЕ
4.1 Электрические свойства структуры “металл - наночастицы — металл” с шарообразными частицами А1203 и гЮ2
4.2 Электрические свойства структуры “металл - наночастицы -металл” с шарообразными частицами никеля и меди, содержащими

тонкие оксидные пленки на своей поверхности
4.3 Обсуждение экспериментальных результатов
4.4 Метод создания полупроводниковых квантовых точек и их электрические свойства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Фундаментальные исследования явлений, происходящих в структурах с размерами менее 100 нм, дали начало развитию новой области знаний, которая вносит революционные изменения в технологии XXI века. Подобным структурам соответствует такое состояние вещества, когда в их поведении проявляются и доминируют принципиально новые явления, в числе которых квантовые эффекты, статистические временные вариации свойств и их масштабирование в зависимости от размеров структур, преобладающее влияние поверхности, отсутствие дефектов в объеме монокристаллов, значительная активность в химических реакциях, процессах сорбции, спекания, горения и т. п. Эти явления наделяют наноразмерные частицы и структуры уникальными механическими, электрическими, магнитными, оптическими, химическими и другими свойствами, которые открывают дверь в принципиально новую область манипулирования материей с применениями, трудно представимыми в обычной ситуации.
Использование в технологии полупроводниковых приборов лучевых методов, ионно-лучевых, рентгеновских и других позволяет получать приборы размером до 10-25 нм. Переход от микро- к наноразмерным элементам электронной техники приводит к увеличению потребности в объективной информации об электронных процессах, протекающих в наногетерогенных структурах.
Известны теоретические и экспериментальные работы, посвященные изучению механизмов электропроводности наногетерогенных структур. Однако не исследованы электрические свойства монослоя наночастиц. Перенос электронов через межфазную границу “шарообразная частица-плоский электрод” происходит в результате туннелирования с заполненных состояний по одну строну межфазной границы на свободные состояния по другую строну этой границы. Поэтому, изменяя электрическое напряжение на межфазной границе и его полярность, можно пытаться осуществить сканирующую туннельную спектроскопию поверхностных электронных состояний (ПЭС). Физические и химиче-
ключение (низкоомное (Н) состояние <-> высокоомное (В) состояние) — это результат изменения (перераспределения) локальной электронной проводимости, а миграция ионов кислорода или примеси, являясь причиной этого изменения, фактически не вносит вклад в полный ток.
В работе [78] произведен анализ экспериментальных данных по эффекту электрического переключения с памятью в МОМ-структуре на основе гидратированной двуокиси ванадия, полученной методом анодно-катодной поляризации. Предложенная модель, предполагающая ключевую роль ионного тока в механизме переключения, определяет основные критические параметры материала, влияющие на формирование эффекта: концентрацию и подвижность ионов примеси. Полученная при моделировании эффекта переключения полевая зависимость подвижности ионов интерпретируется в рамках прыжкового механизма переноса по теории протекания (рисунок 1.7).
Рисунок 1.7 — Моделированная динамическая вольт-амперная характеристика структуры (кривая а), совмещенная с экспериментальной кривой (кривая Ъ) при полевой зависимости подвижности ионов [78]