Люминесценция пористого кремния с примесями редкоземельных элементов

• Автор: Карзанова, Мария Вадимовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
Глава1. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ЭРБИЯ В КРЕМНИЕВЫХ НАНОСТРУКТУРАХ
1.1 Фотолюминесценция эрбия в структурах
с нанокристаллами кремния и в пористом кремнии
1.1.1 Фотолюминесценция эрбия в кремниевых нанокристаллах
1.1.2 Фотолюминесценция эрбия в монокристаллическом кремнии
1.1.3 Фотолюминесценция эрбия в пористом кремнии
1.2 Фотолюминесценция, ЭПР и транспорт тока в пористом кремнии
1.2.1 Фотолюминесценция в пористом кремнии
1.2.2 Модели ФЛ пористого кремния
1.2.3 Рь-центры в пористом кремнии
1.3 Выводы, постановка задачи
Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СЛОЁВ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ, ПРОПИТАННОГО ВОЛЬФРАМ-ТЕЛЛУРИТНЫМ СТЕКЛОМ С ПРИМЕСЯМИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Изготовление образцов
2.1.1. Приготовление слоёв пористого кремния
2.1.2. Получение плёнок вольфрам-теллуритного стекла методом ВЧ-магнетронного распыления
2.1.3. Приготовление слоёв пористого кремния, пропитанного вольфрам-теллуритным стеклом с примесями РЗЭ
2.1.4. Окислительный отжиг пористого кремния
2.2. Измерение электрических свойств, ЭПР и ФЛ пористого кремния пропитанного ВТС с примесями РЗМ
2.2.1. Измерение ВАХ диодных структур с прослойкой ПК/ВТС:РЗМ
2.2.2. Измерение ЭПР исследуемых структур
2.2.3. Измерение оптических и люминесцентных параметров
исследуемых структур

Глава 3. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ, ПРОПИТАННОГО ВОЛЬФРАМ-ТЕЛЛУРИТНЫМ СТЕКЛОМ С ПРИМЕСЯМИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1. Свойства пористого кремния, пропитанного
|.! вольфрам-теллуритным стеклом с примесями редкоземельных элементов
'И " ! :
! 3.1.1. Введение
н ■
' ] 3.1.2. Технология вплавления ВТС в пористый кремний и детали измерения ФЛ, ЭПР,
транспортных свойств и рентгеноспектрального анализа
3.1.3. Рентгеноспектральный анализ элементного состава плёнки ВТС на пористом кремнии
3.1.4 Транспортные свойства ПК/ВТС
3.1.5 ЭПР ПК/ВТС
:! 3.1.6 ФЛ слоев ПК/ВТС
3.2. Оптимизация состава вольфрам-теллуритного стекла по его фотолюминесцентным
, : характеристикам
3.2.1. Методы многофакторного эксперимента
; 1 3.2.2. Полный факторный эксперимент
3.2.3. Метод крутого восхождения по поверхности отклика

3.2.4. Ортогональное планирование второго порядка
3.2.5 Постановка и результаты экспериметов
3.3. Влияние предварительного окислительного отжига на фотолюминесценцию пористого кремния, пропитанного вольфрам-теллуритным стеклом с примесями
’а ■ редкоземельных элементов

! 3.3.1. Введение
3.3.2. Технология окисления и формирования слоёв ПК/ВТС, методы измерений их
свойств
3.3.3 Результаты влияния предварительного окислительного отжига на поперечный
: транспорт, ЭПР и ФЛ
! I- . 3.4. Заключение к главе
Глава 4. ВЛИЯНИЕ ИМПЛАНТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ АКТИВНЫХ И ИНЕРТНЫХ КОМПОНЕНТОВ НА ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ С ПРИМЕСЯМИ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1. Свойства пористого кремния с примесями редкоземельных элементов на имплантированном ионами фосфора кремнии

4.1.1. Введение
4.1.2. Методика введения РЗЭ в слои ПК, легированного ионами фосфора
4.1.3. Влияние ионного легирования фосфором на фотолюминесценцию окисленного
пористого кремния с эрбием
4.2. Исследование влияния облучения ионами Аг+, Ие+ и Р+ на люминесцентные свойства пористого кремния, пропитанного вольфрам-теллуритным стеклом
с примесями Ег и УЬ
4.2.1.Введени е
4.2.2. Технология изготовления образцов
4.2.3. Влияние облучения ионами инертных элементов Аг+, Ыет
4.2.4. Влияние облучения электрически активным элементом Р+
4.2.5. Обсуждение и анализ результатов
4.3. Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованной литературы
Публикации по теме диссертации

температурах. На рис. 1.1.23 представлены спектры ФЛ для образцов перед имплантацией, после имплантации и после отжига 400°С.
Wavelength (цт)
Рис. 1.1.23. Спектры ФЛ снятые при комнатной температуре образцов перед имплантацией, после имплантации Ег и после отжига пористого кремния. Длина волны возбуждения Аг лазера (Л. =455 нм). Мощность накачки 5 мВт для видимой люминесценции и 50 мВт для инфракрасной. ИК-люминесценция показана с увеличением в 200 раз 15 71.
' Перед имплантацией у пористого кремния наблюдается интенсивная видимая люминесценция, после имплантации пик видимой ФЛ всё ещё интенсивный и по форме практически такой же как и перед имплантацией. Эрбиевой люминесценции не было

обнаружено, и она появилась только после отжига как и в [53].

| На рис. 1.1.24 показана зависимость интегральной интенсивности видимой и ИК-
люминесценции образцов пористого кремния, легированного эрбием, снятой при

комнатной температуре от температуры отжига. Максимум эрбиевой люминесценции достигнут при отжиге 400°С. Однако видимая люминесценция после такого отжига падает почти на 3 порядка.