Диагностика фазовых превращений в приповерхностных слоях арсенида галия с помощью поверхностных акустических волн

• Автор: Марков, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Фрязино
• Количество страниц: 161 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1 Фазовые превращения в приповерхностных слоях твердых тел под влиянием внешних воздействий и возможности использования поверхностных акустических волн для их диагностики (обзор литературы)
1.1 Поверхность твердого тела как среда распространения ПАВ
1.2 Особенности свойств поверхности кристаллов
1.3 СаАз в качестве объекта исследования
1.4 Процессы формирования конденсированных слоев на поверхности кристаллов
1.4.1 Механизмы образования и роста плёнок
1.4.2 Кинетика образования тонких плёнок
1.5 Воздействие внешних факторов на состояние поверхности и стимулирование ес перестройки
1.6 Возможности ПАВ-диагностики
1.6.1 Поглощение звука
1.6.2 Дисперсия скорости звука
1.6.3 Взаимодействие объемных акустических волн
1.6.4 Взаимодействия акустических волн с полями иной природы
1.6.5 Особенности взаимодействия поверхностных акустических волн друг с другом и с объемными волнами
1.6.6 Решеточная нелинейность монокристаллов
1.6.7 Концентрационная нелинейность полупроводников
1.6.8 Нелинейные свойства кристаллических порошков
1.7 Процессы осаждения золота, испаряемого в вакууме, как тестовые реакции фазовых превращений в приповерхностных слоях ваАз для ПАВ-диагностики
Глава 2 Методика и техника эксперимента
2.1 Характеристики исследуемых образцов

2.2 Измерение параметров распространения ПАВ
2.2.1 Измерение комплексных коэффициентов прохождения и отражения в четырехполюснике
2.2.2 Акустоэлектрические преобразователи
2.2.3 Возбуждение и регистрация ПАВ
2.2.4 Методика измерения параметров распространения ПАВ
2.2.5 Оценка потерь энергии и изменения скорости при распространении ПАВ
2.3 Методика исследования поверхности GaAs в вакууме
2.3.1 Исследования процесса осаждения пленки золота с помощью ПАВ
2.3.2 Измерения сопротивления в приповерхностных слоях GaAs
2.4 Исследования с помощью ПАВ в системе o6pa3ep-LiNb03 на воздухе 51 Глава 3 ПАВ-диагностика трансформации поверхности GaAs под
воздействием потока испаряемого золота
3.1 Структура и состав пленок на основе Аи на GaAs
3.1.1 Структура и состав пленок Аи на GaAs в зависимости от толщины
3.1.2 Исследования структуры образцов Au-(11 l)i-GaAs с помощью оптической микроскопии
3.1.3 Трансформация приповерхностных слоев в структурах Au-GaAs
3.2 ПАВ-диагностика (in situ) трансформации поверхности GaAs под воздействием потока испаряемого золота
3.3 Реакции взаимодействия в приграничных слоях Au-GaAs и
динамика ПАВ
3.4 Особенности характеристик распространения ПАВ в процессе осаждения золота на поверхность арсенида галлия
3.4.1 Рассеянная мощность ПАВ
3.4.2 Величина рассеянной энергии
3.4.3 Скорость ПАВ в зависимости от времени осаждения Аи
3.4.4 dv/dt в зависимости от времени осаждения Аи
3.4.5 Пульсация величины dv/dt

3.4.6 Рассеянная энергия и интегральная функция Av/v
3.5 Анализ физико-химических процессов на границе Au-GaAs с помощью параметров прохождения ПАВ (ПАВ-диагностики)
Глава 4 Трансформация приповерхностных слоев GaAs под воздействием света в вакууме
4.1 Физико-химические реакции в приповерхностных слоях GaAs в вакууме
4.1.1 Природный слой оксида на поверхности GaAs
4.1.2 Декорирование поверхности GaAs с помощью Au
4.1.3 Структура поверхности GaAs под воздействием слабых излучений
4.1.4 Обсуждение результатов
4.2 Измерения сопротивления в приповерхностных слоях GaAs
4.2.1 Результаты измерения сопротивления в зависимости от времени облучения светом 1 1
4.2.2 Начальное сопротивление в зависимости от условий экранирования
4.2.3 Свободные заряды на поверхности и энергия фопонов
4.2.4 R в зависимости от времени выдержки под действием света
4.2.5 Зависимость R от времени экспозиции
4.3 GaAs-LiNb03 без ПАВ и с ПАВ 128 Глава 5 Исследование приповерхностных слоев GaAs под
воздействием света (белого) с помощью ПАВ на воздухе
5.1 Изменения амплитуды и фазы ПАВ в зависимости от времени выдержки под действием света
5.2 Фурье спектры колебаний dv/dt и рассеянной мощности P(t)
5.3 Обсуждение результатов
Заключение
Список литературы
Из соотношений (1.10) видно, что появление акустической и электроакустической волн на комбинационных частотах может быть вызвано взаимодействиями типа «деформация - деформация», «электрическое поле -электрическое поле» и «деформация - электрическое поле». При этом решеточную нелинейность кристалла можно подразделить на упругую (тензор С), пьезоэлектрическую (ё), электрострикционную (£)) и
диэлектрическую ).
1.6.7 Концентрационная нелинейность полупроводников
Особый случай представляют собой взаимодействия акустических волн, распространяющихся в полупроводниковом материале. Смещение атомов решетки при прохождении акустической волны приводит к изменению внутрикристаллических полей, и тем самым к воздействию волны на свободные электроны полупроводника. В зависимости от типа кристалла это воздействие может быть чисто ионным, пьезоэлектрическим, электро- или магнитострикционным или носить потенциал-деформационный характер за счет изменения ширины запрещенной зоны полупроводника под действием деформации кристалла. Наиболее эффективным на частотах до 10й Гц является пьезоэлектрический механизм воздействия акустической волны на электроны проводимости в пьезополупроводниковых средах.
Нелинейные эффекты, проявляющиеся при взаимодействии акустических волн с электронами проводимости, связаны с такими эффектами как:
1) с нелинейной зависимостью кинетических коэффициентов от концентрации электронов за счет связи времени релаксации импульса электронов с их энергией,