Властивості йонно-модифікованих тонкоплівкових і багатошарових структур на основі елементів IV групи
Дослідження механізмів йонно-стимульованого формування структур з прихованими діелектричними та напівпровідниковими шарами. Вплив на особливості процесів формування і властивості багатошарових структур вуглецю, домішок кисню та механічних напружень.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 12.02.2014 |
| Размер файла | 36,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Вперше виявлено ефект та запропоновано механізм йонно-імплантаційного формування багатошарової структури з прихованим шаром карбіду кремнію в кремнії в залежності від стимулюючого впливу попередніх термічних відпалів, механічних напружень та домішки кисню. Показано, що даний ефект зумовлений впливом кисню на створення преципітатів SiOx та акомодацією вільного об'єму, який виникає в області формування прихованого шару SiC.
Досліджено вплив азоту на оптичні та механічні властивості алмазоподібних вуглецевих плівок та запропоновано механізм модифікації структури таких плівок, який враховує формування домішкових рівнів в забороненій зоні плівок та зміну в них співвідношення sp3 та sp2 координованих зв'язків. Показано, що домішковий азот визначає люмінесцентні властивості плівок, викликаючи значне довгохвильове зміщення смуги фотолюмінесценції і приводячи до значного збільшення її інтенсивності.
На основі моделі структурного розупорядкування плівки інтерпретовано різке збільшення твердості йонно-модифікованих алмазоподібних вуглецевих плівок. Вперше зареєстровано ефект фазово-структурного переходу в йонно-модифікованих плівках скловуглецю, який проявлявся в збільшенні твердості та появі енергетичної щілини після “гарячої” йонної імплантації.
Вперше виявлена поява структурних неоднорідностей в йонно-модифікованих алмазоподібних вуглецевих плівках, для яких відмічалось аномальне збільшення твердості. Вивчення профілів розподілу твердості по глибині в таких областях і порівняння отриманих даних з результатами оптичних досліджень дозволило запропонувати механізм даного ефекту, що враховує конверсію частини sp2-координованих порушених вуглець-вуглецевих зв'язків в sp3-координовані зв'язки.
Запропоновано теоретичну модель структури аморфних вуглецевих плівок, що базується на методі двоямного потенціалу і не потребує для пояснення властивостей аморфного вуглецю введення до розгляду графітових кластерів.
Проаналізовано особливості фазово-структурного переходу аморфний вуглець - графіт - алмаз при термобаричних обробках вуглецевих композитів, які містять азот і показано, що з використанням запропонованих підходів може бути отриманий високовпорядкований синтетичний алмаз, близький за своїми структурними та оптичними властивостями до природного алмазу.
Встановлено, що властивості пористого кремнію можуть бути модифіковані при осадженні алмазоподібних вуглецевих плівок, йонних обробках вихідних кремнієвих пластин і йонній модифікації власне пористого кремнію. Показано, що в результаті таких обробок вдається як стабілізувати властивості ПК, так і цілеспрямовано змінювати його фотолюмінесцентні властивості, формуючи, наприклад, інтенсивну люмінесцентну смугу в синьо-зеленій ділянці спектру, за рахунок створення додаткових центрів випромінювальної рекомбінації.
Досліджено емісійні властивості структур Si-АПП та пористий Si-АПП вуглецю і показано, що робота виходу і порогова напруга емісії в таких структурах суттєво зменшуються порівняно з традиційними емісійними структурами. Запропоновано модель емісії, що враховує інжекцію електронів з sp2-кластерів і тунелювання через sp3- координовану оточуючу матрицю.
Запропоновано практичне застосування алмазоподібних вуглецевих плівок для значного покращення експлуатаційних характеристик кремнієвих сонячних елементів, зокрема підвищення (в 1,3-1,45 рази) їх коефіцієнту корисної дії, збільшенню механічної, хімічної та радіаційної стійкостей. Досліджено радіаційну стійкість вказаних плівок до дії протонного та ультрафіолетового опромінення та показана їх перспективність для застосування у якості захисних покриттів для сонячних елементів космічного призначення.
Основні результати дисертації опубліковано в роботах:
1. Артамонов В.В., Валах М.Я, Киршт Ф., Клюй Н.И., Литовченко В.Г., Нечипорук Б.Д., Романюк Б.Н. Исследование пространственного распределения дефектов и механических напряжений в кремнии, имплантированном ионами углерода // ФТП.- 1991.- Т.25, в.10.- С.1704-1710.
2. Gavrilenko V.I., Frolov S.I., N.I.Klyui. Electronic band structure of cubic silicon carbide crystals. // Physica B. - 1993.- V.185, № 1-4.- P.394-399.
3. Litovchenko V.G., Frolov S.I., Klyui N.I. Investigation of compound materials by spectroscopic ellipsometry // Proc. SPIE.-1993.- V.2113.- P.65-69.
4. Klyui N.I., Litovchenko V.G., Romanyuk B.N., Melnik V.P. Investigation of multilayer SOI-structure by ER-spectroscopy // Materials Letters.- 1993.- V.18.- P.37-140.
5. Романюк Б.Н., Попов В.Г., Марченко Р.И., Клюй Н.И., Мельник В.П., Прокофьев А.Ю., Евтух А.А., Голтвянский Ю.В., Андриевский В.В., Москаль Д.Н., Фролов С.И. Исследование структур кремний - диэлектрик, полученных имплантацией ионов N+ и в Si и последующим термическим окислением // УФЖ.- 1993.- T.38, № 4.- C.589-594.
6. Литовченко В.Г., Марченко Р.И., Мельник В.П., Романюк Б.Н., Клюй Н.И., Прокофьев А.Ю., Пятницкий М.Ю. Исследование кремниевых структур со скрытыми диелектрическими слоями, полученными комбинированой имплантацией // Поверхность: физика, химия, механика.- 1993.- № 1, C.75-82.
7. Романюк Б.М., Місіук А., Адамчевська Я., Клюй М.І., Лісовський І.П., Попов В.Г. Дослідження методом електровідбиття впливу термічних відпалів і гідростатичного тиску на дефекти і механічні напруження в приповерхневому шарі монокристалів кремнію // УФЖ.- 1993.- T.40, № 3.- С.222-226.
8. Kruger D., Romanyuk В., Klyui N., Litovchenko V., Richter Н. Verfahren zur Herstellung einer vergrabenen monokristallinen Siliziumcarbidschicht: Патент ФРН №4440072. Заявлено 10.11.1994.
9. Романюк Б.Н., Попов В.Г., Литовченко В.Г., Мисиук А., Евтух А.А., Клюй Н.И., Мельник В.П. Механизмы геттерирования кислорода в пластинах кремния с неоднородным распределением механических напряжений // ФТП.- 1995.- T.29, в.1.- C.166-173.
10. Litovchenko V.G., Frolov S.I., Klyui N.I., Shkarban B.N., Mitus V.A., Kruger D. Diagnostics of Si-Ge alloys by spectroellipsometry // Proc. SPIE.-1995.- V.264.- P.433-439.
11. Semenovich V.A., Klyui N.I. Diamondlike carbon films: effect of deposition conditions on the optical properties // Journal of CVD.- 1995.-V.4, № 1.- P.29-37.
12. Семенович В.А., Клюй Н.И., Фролов С.И., Митус В.А. Влияние условий синтеза алмазоподобных пленок углерода на их оптические свойства // Сверхтвердые материалы. - 1995, № 5.- C.11-16.
13. Клюй Н. И., Литовченко В. Г., Фролов С. И., Романюк Б.Н., Митус В.А., Семенович В.А., Дуб С.Н. Оптические и механические свойства ионно-имплантированных углеродных пленок // Функциональные материалы. - 1995.- T.2, № 4.- С.469-474.
14. Клюй Н. И., Литовченко В. Г., Фролов С. И., Горбань А.П., Костылев В.П., Макаров А.В., Семенович В.А. Применение алмазоподобных пленок углерода как защитных и просветляющих покрытий для солнечных элементов на основе Si // Функциональные материалы. -1995.- T.2, № 4.- С.464-468.
15. Klyui N.I., Kruger D., Romanjuk B.N., V.G.Litovchenko, H.Richter. SiC buried layer formation induced by ion implantation // Solid State Phenomena. - 1996.- V.47& 48.- P.211-216.
16. Litovchenko V.G., Romanyuk B.N., Efremov A.A., Klyui M.I., Melnik V.P. Low-dose SIMOX approach and stimulating factors // Silicon on insulator techn. & devices / Ed. by P.Hemment.- San-Francisco: The Electrochem. Soc. Inc.- 1996.- V.96-3.- P.117-120.
17. Artamonov V.V., Valakh M.Ya., Klyui N.I., Romanyuk B.N., Perez-Rodriguez A., Cavo-Barrio L. Raman scattering analysis of SiGe annealed and implanted layers // Proc. International Conf. on Semiconducting and Semi-Insulating Materials.- Toulouse (France).- 1996.- P.241-244.
18. Evtukh A.A., Litovchenko V.G., Marchenko R.I., Klyui N.I., Semenovich V.A., Nelep C. Parameters of the tip arrays covered by low work function layers // Journal Vac. Sci. Technol. B. - 1996.- V.14.- P.2130-2134.
19. Evtukh A.A., Litovchenko V.G., Marchenko R.I., Klyui N.I., Popov V.G., Semenovich V.A. Peculiarities of the field emission with porous Si surfaces covered by ultrathin DLC films // Journal de Physique IV.- 1996.- V.6.- P.C5-119 - C5-124.
20. Семенович В.А., Клюй Н.И., Дуб С.Н., Литовченко В.Г., Романюк Б.Н., Митус В.А. Улучшение механических свойств алмазоподобных пленок углерода путем имплантации ионов азота // Сверхтвердые материалы.-1996.- № 3.- C.26-35.
21. Litovchenko V.G., Evtukh A.A., Marchenko R.I., Klyui N.I., Semenovich V.A. Enhancement of field emission from cathodes with superthin diamond-like carbon films // Applied Surface Science.- 1997.- V.111.- P.213-217.
22. Романюк Б.М., Клюй М.І., Крюгер Д., Мельник В.П., Москаль Д.М., Попов В.Г. Дослідження механізмів модифікації профілів розподілу кисню в кремнії при комбінованій імплантації йонів О+ та С+ // ОПТ.- 1997.- в.31.- C.159-164.
23. Litovchenko V.G., Evtukh A.A., Marchenko R.I., Klyui N.I., Semenovich V.A.. The enhanced field emission from microtips covered by ultrathin layers // Journal Micromech. Microeng.- 1997.- V.7.- P.1-6.
24. Piryatinskii Yu.P., Semenovich V.A., Klyui N.I., Rozhin A.G. Diamond-Like Film-Porous Silicon Systems: New Approaches for Optoelectronic Devices Fabrication. // Journal of CVD.-1997.- V 5, № 3.- P.207-213.
25. Semenovich V.A., Klyui N.I., Kostylyov V.P., Litovchenko V.G., Chernenko V.V. Compositionally modulated DLC films for improvement of solar cell efficiency and radiation stability // Journal of CVD.- 1997.- V 5, №3.- P.213-219.
26. Артамонов В.В., Валах М.Я., Васылык О.В., Клюй Н.И., Новиков Н.В., Семенович В.А., Шкарбан Б.Н. Особенности структуры азотосодержащих алмазоподобных углеродных пленок: исследование методом комбинационного рассеяния света // Сверхтвердые материалы. -1997.- № 6.- C. 8-16.
27. Клюй Н.И., Литовченко В.Г., Новиков Н.В., Пирятинский Ю.П., Рожин А.Г., Семенович В.А. Особенности фотолюминесценции систем: фуллерен- пористый Si; алмазоподобная пленка углерода- пористый Si // Сверхтвердые материалы. - 1997.- №3.- C.73-81.
28. Klyui N.I., Romanyuk B.N., Litovchenko V.G., Shkarban B.N., Mitus V.A., Semenovich V.A., Dub S.N. Nitrogen-Doped DLC-Films: Correlation between Optical and Mechanical Properties // Journal of CVD.-1997.- V.5, № 4.- P. 310-315.
29. Пирятинский Ю.П., Семенович В.А., Клюй Н.И., Рожин А.Г Особенности фотолюминесценции систем пористый кремний- алмазоподобная пленка // Журнал технической физики.- 1998.- T.68, №4.- C.83-88.
30. Piryatinskii Yu.P., Klyui N.I., Rozhin A.G., Semenovich V.A. Electron processes in low-dimension porous Si-fulleren system: Photoluminescence study // Molecular Crystals and Liquid Crystals. -1998.- V.324.- P.13-18.
31. Artamonov V.V., Valakh M.Ya., Klyui N.I., Melnik V.P., Romanyuk B.N., Popov V.G., Yukhimchuk V.A. Study of subsurface Si layers with a latent SiO2 layer // Functional Materials. - 1998.- V.5, № 4.- P.551-554.
32. Yukhimchuk V.A., Melnik V.P., Romanyyuk B.N., Klyui N.I. Optical study of the influence of oxygen on the synthesis of SiC buried layer in Cz-Si and Fz-Si // Proс. SPIE.- 1998.- V.3359.- P.375-378.
33. Артамонов В.В., Валах М.Я., Клюй Н.И., Мельник В.П., Романюк А. Б., Романюк Б.Н., Юхимчук В.А. Влияние кислорода на процессы ионно-лучевого синтеза скрытых слоев карбида кремния в кремнии // ФТП.- 1998.- T.32, № 12.- С. 414-1419.
34. Клюй М.І. Релаксація механічних напружень в структурах Si-Ge/Si, імплантованих йонами вуглецю: дослідження оптичними методами. // УФЖ. - 1998.- T.43, № 5.- C.716-718.
35. Klyui N.I., Piryatinskii Yu.P., Semenovich V.A. Intensive visible photoluminescence of a-C:H:N Films // Materials Letters.- 1998.- V.35.- P.334-338.
36. Клюй Н.И.. Влияние азота на оптические и механические свойства алмазоподобных углеродных пленок // Письма в ЖТФ.-1998.- T.24, № 10.- C.87-92.
37. Artamonov V.V., Valakh M.Ya., Klyui N.I., Romanyuk B.N., Perez-Rodriguez A., Semenovich V.A., Melnik V.P., Morante J.R., Vasilik O. Microraman and microhardness study of nitrogen implanted diamond-like carbon films // Carbon. -1998.- V.36, № 5-6.- P.791-794.
38. Piryatinskii Yu.P., Klyui N.I., Semenovich V.A., Romanyuk A.B. Modification of optical properties of a-C:H and a-C:H:N films subjected to ion implantation and UV treatment // Molecular Crystals and Liquid Crystals.-1998.- V.324.- P.19-24.
39. Rakitin A., Valakh M.Ya., Klyui N.I., Visotski V.G., Litvinchuk A.P. Possibility of a double- well potential formation in diamondlike amorphous carbon // Phys. Rev. B. - 1998.- V.58, № 8.- P.3526-3528.
40. Romanyuk B.N., Popov V.G., Litovchenko V.G., Klyui N.I., Romanyuk A.B., Gorbulik V.I., Moskal D.N., Volkov S.G. Evolution of recombination parameters of “solar” monocrystalline silicon due to thermal and gettering treatments // Functional Materials.- 1998.- V.5, № 4.- P.555-560.
41. Artamonov V.V., Valakh M.Ya., Klyui N.I., Melnik V.P., Romanyuk B.N., Romanyuk A.B. Yukhimchuk V.A. Effect of oxygen on ion-beam induced synthesis of SiC in silicon // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B.-1999.-V.147.- P. 256-260.
42. Рожин А.Г., Клюй Н.И., Пирятинский Ю.П., Семенович В.А. Фотолюминесценция систем пористый кремний - алмазоподобная пленка углерода подвергнутых быстрому термическому отжигу // Письма в ЖТФ.- 1999.- T.25, № 8.- C.27-32.
43. Воронкин М.А., Заика Н.И., Рогов В.В., Клюй Н.И., Литовченко В.Г., Пекарь Г.С., Папуша В.П., Романюк А.Б., Дикуша В.Н. Применение пленок карбида кремния, полученных методом ионно-плазменного распыления, для просветления германия в инфракрасной области спектра // Сверхтвердые материалы.- 1999.- № 5.- C.44-50.
44. Клюй М.І. Дослідження оптичних властивостей a-C:H:N плівок методами спектральної еліпсометрії та фотолюмінесценції // УФЖ.-1999.- T.44, № 6.- C.685-688.
45. Evtukh A.A., Litovchenko V.G., Klyui N.I., Marchenko R.I., Kudzinovski S.Yu.. Properties of plasma enhanced chemical vapor deposition diamond-like carbon films as field electron emitters prepared in different regimes // Journal Vac. Sci. Technol. B.- 1999.- V. 17, № 2.- P.679-683.
46. Klyui N.I., Valakh M.Ya., Visotski V.G., Pascual J., Mestres N., Novikov N.V., Petrusha I.A., Voronkin M.A., Zaika N.I. Micro-Raman study of CNx composites subjected to high pressure treatment // Semiconductor Physics, Quantum Electronics Optoelectronics.- 1999.-V.2, № 4.- P.13-18.
47. Efremov A.A., Klyui N.I., Litovchenko V.G., Popov V.G., Romanyuk A.B., Romanyuk B.N. Gettering processes for the preparation of silicon solar cell material // Solid State Phenomena.- 1999.- V.69-70.- P.285-290.
48. Горбулик В.І., Клюй М.І., Литовченко В.Г., Костильов В.П., Романюк А.Б. Покращення характеристик кремнієвих сонячних елементів нанесенням захисних та просвітлюючих a-C:H:N плівок // Вісник Чернівецького університету.- 1999.- вип. 66.- с. 14-16.
49. Artamonov V., Klyui N., Perez-Rodriguez A., Romanyuk A., Semenovich V., Valakh M., Visotski V. Raman spectroscopy and microhardness study of ion-implanted a-C:H-films // Ceramics International.- 2000.- V.26, N 1.- P.29-32.
50. Klyui N., Piryatiskii Yu., Romanyuk A., Semenovich V. Photoluminescent properties of nitrogen-containing DLC films // Ceramics International.- 2000. - V.26, N 4.- P.411-414.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Феромагнітні речовини, їх загальна характеристика та властивості. Магнітна доменна структура, динаміка стінок. Аналіз впливу магнітного поля на електричні і магнітні властивості феромагнетиків. Магніторезистивні властивості багатошарових плівок.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 15.10.2013Взаємодія заряджених частинок з твердим тілом, пружні зіткнення. Види резерфордівського зворотнього розсіювання. Автоматизація вимірювання температури підкладки. Взаємодія атомних частинок з кристалами. Проведення структурних досліджень плівок.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 21.05.2015Вплив умов одержання, хімічного складу і зовнішніх чинників на формування мікроструктури, фазовий склад, фізико-хімічні параметри та електрофізичні властивості склокерамічних матеріалів на основі компонента з фазовим переходом метал-напівпровідник.
автореферат [108,5 K], добавлен 11.04.2009Моделі структур в халькогенідах кадмію і цинку. Характеристика областей існування структур сфалериту і в’юрциту. Кристалічна структура і антиструктура в телуриді кадмію. Кристалоквазіхімічний аналіз. Процеси легування. Утворення твердих розчинів.
дипломная работа [703,8 K], добавлен 14.08.2008Види магнітооптичних ефектів Керра. Особливості структурно-фазового стану одношарових плівок. Розмірні залежності магнітоопіру від товщини немагнітного прошарку. Дослідження кристалічної структури методом електронної мікроскопії та дифузійних процесів.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 19.04.2016Возможность формирования различных структур в стандартных пластинах монокристаллического кремния с использованием дефектов, создаваемых имплантацией водорода или гелия. Поперечная проводимость сформированных структур. Системы нанотрубок в кремнии.
реферат [6,4 M], добавлен 25.06.2010Метод математичного моделювання фізичних властивостей діелектричних періодичних структур та їх електродинамічні характеристики за наявності електромагнітної хвилі великої амплітуди. Фізичні обмеження на управління електромагнітним випромінюванням.
автореферат [797,6 K], добавлен 11.04.2009Загальна інформація про вуглецеві нанотрубки, їх основні властивості та класифікація. Розрахунок енергетичних характеристик поверхні металу. Модель нестабільного "желе". Визначення роботи виходу електронів за допомогою методу функціоналу густини.
курсовая работа [693,8 K], добавлен 14.12.2012Суть процесу формування верхнього шару металу в умовах пружної і пластичної деформації. Дослідження структурних змін і зарядового рельєфу поверхні при втомі металевих матеріалів. Закономірності формування енергетичного рельєфу металевої поверхні.
курсовая работа [61,1 K], добавлен 30.06.2010Основні властивості неупорядкованих систем (кристалічних бінарних напівпровідникових сполук). Характер взаємодії компонентів, її вплив на зонні параметри та кристалічну структуру сплавів. Електропровідність і ефект Холла. Аналіз механізмів розсіювання.
реферат [558,1 K], добавлен 07.02.2014Характеристики та класифікація напівпровідників. Технологія отримання напівпровідників. Приготування полікристалічних матеріалів. Вплив ізохорного відпалу у вакуумі на термоелектриці властивості і плівок. Термоелектричні властивості плюмбум телуриду.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 09.06.2008Исследование физических и химических свойств наноразмерных структур, разработка методов по изучению их синтеза. Критерии эффективного внедрения нанотехнологий в промышленность. Сущность и особенности использования метода электрической эрозии в жидкости.
реферат [22,7 K], добавлен 24.06.2010Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. Властивості складних фосфорвмісних халькогенідів. Кристалічна будова, фазові діаграми, пружні властивості. Фазові переходи, пружні властивості, елементи акустики в діелектричних кристалах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Магнітні властивості композиційних матеріалів. Вплив модифікаторів на електропровідність композитів, наповнених дисперсним нікелем і отверджених в магнітному полі. Методи розрахунку діелектричної проникності. Співвідношення Вінера, рівняння Ліхтенекера.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 18.06.2013Результаты теории диссипативных структур. Представление диссипативной системы в фазовом пространстве. Характерные примеры временных структур: турбулентность, ячейки Бенара и сверхрешетка пор. Диссипативные структуры и самоорганизация неравновесных систем.
реферат [607,4 K], добавлен 07.09.2016Моделі структур в халькогенідах кадмію і цинку. Області існування структур сфалериту і в’юрциту. Радіуси тетраедричних і октаедричних порожнин для сфалериту і в’юрциту. Кристалічна структура і антиструктура в телуриді кадмію. Кристалоквазіхімічний аналіз.
дипломная работа [281,1 K], добавлен 09.06.2008Устройство структуры металл-диэлектрик–полупроводник. Типы полупроводниковой подложки. Экспериментальное измерение вольт-фарадных характеристик и характеристика многослойных структур. Методология электрофизических измерений, описание их погрешности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2011Функціональні властивості ядерного реактора АЕС, схема та принцип роботи. Вигорання і відновлення ядерного палива. Розрахунок струму в лінії. Визначення втрат напруги в лінії. Побудова графіків електричної залежності потенціалу індикаторного електрода.
реферат [484,0 K], добавлен 14.11.2012Параметри природних газів з наведенням формул для їх знаходження: густина, питомий об’єм, масовий розхід, лінійна, масова швидкість, критичні параметри та ін. Термодинамічні властивості газів, процес дроселювання; токсичні і теплотворні властивості.
реферат [7,8 M], добавлен 10.12.2010Дослідження електричних властивостей діелектриків. Поляризація та діелектричні втрати. Показники електропровідності, фізико-хімічні та теплові властивості діелектриків. Оцінка експлуатаційних властивостей діелектриків та можливих областей їх застосування.
контрольная работа [77,0 K], добавлен 11.03.2013
