Шари складних сполук на поверхні Cu, GaAs та ZnSe, утворення яких індуковано жорстким ультрафіолетовим випромінюванням (100-300 нм) у атмосфері хлору
Процеси фазоутворення на поверхні Cu, GaAs, ZnSe в атмосфері хлору, стимульованих впливом УФ випромінювання. Дослідження залежності квантового виходу фотореакцій від тиску активного газу, температури підкладки, часу експозиції та енергії фотонів.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 12.07.2014 |
Размер файла | 49,5 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук
ШАРИ СКЛАДНИХ СПОЛУК НА ПОВЕРХНІ Cu, GaAs ТА ZnSe, УТВОРЕННЯ ЯКИХ ІНДУКОВАНО ЖОРСТКИМ УЛЬТРАФІОЛЕТОВИМ ВИПРОМІНЮВАННЯМ (100-300 нм) В АТМОСФЕРІ ХЛОРУ
01.04.07 - фізика твердого тіла
КРАСОВСЬКИЙ ІГОР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ
Харків-2003
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Інституті монокристалів Науково-технологічного комплексу "Інститут монокристалів" НАН України.
Науковий консультант - доктор фізико-математичних наук, професор Толмачов Олександр Володимирович, Інститут монокристалів НАН України, завідуючий відділом.
Науковий керівник - кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Степаненко Віктор Михайлович, Інститут монокристалів НАН України, провідний науковий співробітник
Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Михайлов Ігор Федорович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України; головний науковий співробітник
доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Карачевцев Віктор Олексійович, Фізико технічний інститут низьких температур ім Б.І. Вєркіна НАН України, завідуючий відділом
Провідна установа - Інститут фізики НАН України, відділ адсорбційних явищ.
Захист відбудеться 18 вересня 2003 р. о 14 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 64.169.02 при Інституті монокристалів НТК "Інститут монокристалів" НАН України, 61001, м. Харків, пр. Леніна, 60.
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці НТК "Інститут монокристалів" НАН України (пр. Леніна, 60).
Автореферат розісланий " 18 " серпня 2003 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.ф.-м.н. І.М. Притула
АНОТАЦІЇ
Красовський І.В. Шари складних сполук на поверхні Cu, GaAs та ZnSe, утворення яких індуковано жорстким ультрафіолетовим випромінюванням (100-300 нм) у атмосфері хлору. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла. - НТК "Інститут монокристалів" НАН України. Харків, 2003.
Дисертація присвячена дослідженню процесів фазоутворення на поверхні Cu, GaAs, ZnSe в атмосфері хлору, стимульованих впливом УФ випромінювання. Встановлено, що домінуючий механізм досліджених процесів пов'язаний з двома розділеними у часі основними процесами: взаємодією вихідних шарів монохлоридів MeCl (Me: Ga, Zn, Cu) з фотозбудженим атомарним хлором та дифузією Me+ з об'єму до поверхні. Встановлено наявність областей прискореної дифузії в місцях виходу границь зерен на поверхню, що обумовлено високими коефіцієнтом поверхневої дифузії хлору і надвисоким коефіцієнтом дифузії Me+ по границях зерен. Проведене дослідження залежності квантового виходу фотореакцій від тиску активного газу, температури підкладки, часу експозиції та енергії фотонів.
Запропоновано шляхи покращення просторової селективності фотореакцій. Встановлено, що внаслідок високої квантової ефективності та просторової селективності такі реакції можуть використовуватись як один з технологічних етапів у процесі виготовлення виробів мікроелектроніки.
Ключові слова: ZnSe, GaAs, Cu, дифузія, квантовий вихід, ультрафіолетове випромінювання.
Krasovsky I.V. Complex compounds layer on the surface of Cu, GaAs and ZnSe which formation was induced by hard UV-radiation (100-300 nm) in chlorine ambient.-Manuscript.
The thesis for a candidate's degree of physics-mathematics sciences in specialty 01.04.07 - solid-state physics - STC "Institute for Single Crystals" NAS of Ukraine. Kharkiv, 2003.
The thesis is dedicated to the investigation of phase formation processes in the surface layer of GaAs, ZnSe and Cu in chlorine ambient, which are stimulated by the influence of UV-radiation. It was found that dominated mechanism of investigated processes is connected with two separated in time main processes: the interaction of initial layers of MeCl monochlorides (Me: Ga, Zn, Cu) with photoexcited atomic chlorine and with the diffusion of Me+ from bulk to surface. The presence of accelerated diffusion regions was found in the spots of surface outlet of grain bounds. This is caused by coefficient of surface diffusion of chlorine and by the ultrahigh diffusion coefficient of Me+ along grain bounds. The dependence of quantum efficiency of photoreactions upon active gas pressure, wafer temperature, exposition time and photons energy was investigated.
The ways of improving of spatial selectivity of photoreactions were proposed. It was found that due to high quantum efficiency and spatial selectivity these reactions could be used as a technological stage in the process of fabrication of microelectronic devices.
Keywords: ZnSe, GaAs, Cu, diffusion, quantum efficiency, ultraviolet radiation.
Красовский И.В. Слои сложных соединений на поверхности Cu, GaAs и ZnSe, образование которых индуцировано жестким ультрафиолетовым излучением (100-300 нм) в атмосфере хлора. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07- физика твердого тела.- НТК "Институт монокристаллов" НАН Украины. Харьков, 2003.
Диссертация посвящена исследованию механизмов и кинетики стимулированных воздействием жесткого ультрафиолетового излучения процессов фазообразования в слое продуктов реакции на поверхности GaAs, ZnSe и Cu в атмосфере хлора, и возможности синтеза с помощью фотостимулированных реакций микроструктур заданной топологии на поверхности этих материалов.
Сколы кристаллов ZnSe, GaAs и полированные образцы металлической меди травились без предварительной обработки, то есть с тонким слоем окислов на поверхности. Для создания рельефных структур использовались маски из никелевой сетки. Морфология поверхности проэкспонированных образцов исследовались методами МАС и сканирующей электронной микроскопии. Исследование продуктов реакций проводилось также методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) и методом оже-электронной спектроскопии. Получена информация о квантовом выходе фотохимических реакций, а также составе приповерхностного слоя проэкспонированных образцов.
Было установлено, что доминирующий механизм исследованных диффузионных процессов связан с двумя последовательно происходящими процесами: взаимодействием исходных слоев монохлоридов MeCl ( Me: Ga, Zn, Cu ) с фотовозбужденным атомарным хлором и диффузией Me+ из объема к поверхности, что приводит к восстановлению слоя MeCl на поверхности твердого тела. В местах выхода на поверхность границ зерен обнаружены области ускоренной диффузии. Наличие таких областей обусловлено высоким коэффициентом поверхностной диффузии хлора и очень высоким коэффициентом диффузии Cu+ по границам зерен, который больше чем на порядок превышает соответствующий коэффициент объемной диффузии. Визуально области ускоренной диффузии выглядят как вулканоподобные структуры (кратеры), что можно наблюдать на изображении полученном при помощи МАС.
Показано, что основным диффузантом в приповерхностном слое продуктов фотохимических реакций является металл. Причиной этого, кроме высоких транспортных характеристик слоя продуктов реакции, является увеличение подвижности Me+ электрическим полем в соответствии с механизмом Кабрера-Мотта, что способствует диффузии Me+ в направлении поверхности раздела фаз. Именно диффузионная длина катионов металла ограничивает толщину слоя продуктов реакции на поверхности проэкспонированных образцов.
Топография образцов, проэкспонированных с наложением маски, свидетельствует о том, что возбужденный атомарный хлор может поступать на поверхность благодаря двум различным процессам: фотодиссоциации молекул хлора в газовой фазе (неселективный процесс) и возбуждению и фотодиссоциации комплексов Cl2-MeCl и Cl2-MeCl2 непосредственно на поверхности (селективный процесс).
Получены микроструктуры толщиной 10нм на поверхности GaAs, ZnSe и Cu в атмосфере Cl2 под действием жесткого УФ излучения. Пространственная селективность и анизотропия, достигнутые с помощью таких реакций, позволяют получать структуры с размерами, которые будут определяться дифракционными пределами.
Проведено исследование зависимости квантового выхода фотохимических реакций от давления активного газа, температуры подложки, времени экспозиции и энергии фотонов. На основании этого исследования сделаны выводы о путях улучшения пространственной селективности фотореакций. Использование селективного по энергиям фотонов, такого как синхротрон, источника излучения дает возможность эффективно возбуждать молекулы адсорбата, полосы поглощения которых сдвинуты в сторону больших длин волн по сравнению с полосами поглощения тех же молекул в газовой фазе. Указанное красное смещение, может быть использовано для подавления пространственно неселективной реакции. В связи с этим применение СИ является перспективным с точки зрения технологических преимуществ, что связано с шириной спектрального диапазона (1-300 нм), высокой интенсивностью (до 10 Вт·см-2 в режиме непрерывной мощности), малой расходимостью пучков возбуждения (ед. мрад), а также возможностью работы с использованием СИ без оптических окон.
Установлено, что в силу высокой квантовой эффективности и пространственной селективности такие реакции могут использоваться как один из технологических этапов (травления поверхности металлов и полупроводников) в процессе изготовления изделий микроэлектроники с помощью фотолитографии. Дальнейший прогресс в этой области связан с уменьшением размеров синтезируемых микроструктур за счет уменьшения длины волны возбуждающего излучения и расширением круга исследуемых материалов подложки (SiGe, TiSrO3, Ag, Au).
Ключевые слова: ZnSe, GaAs, Cu, диффузия, квантовый выход, ультрафиолетовое излучение.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Дифузія у речовинах змінного складу відіграє надзвичайно важливу, а в багатьох випадках і вирішальну роль в реальних процесах, що супроводжуються твердофазними хімічними реакціями. До таких процесів належить окислення твердих тіл за рахунок спряженої дифузії іонів та електронів у полі відхилення від стехіометричного складу. Тому дослідження дифузійних процесів, які відбуваються в приповерхневому шарі напівпровідників та металів під час їх фотостимульованого окислення, вивчення структури, складу та морфології шару продуктів реакції необхідні як для подальшого розвитку наукових уявлень про фундаментальні закономірності фазоутворення у твердих тілах, так і для розв'язання ряду важливих технологічних задач, зокрема насамперед у мікроелектронному виробництві.
Швидкий розвиток мікроелектроніки упродовж останніх десятиріч обумовлює значне зростання інтересу до “сухої” фотолітографії високого розділення. Порівняно з іонно-плазмовими методами “сухого” травлення, фотохімічне травлення не вносить радіаційних пошкоджень у поверхневі шари матеріалів. Оскільки в найближче десятиріччя провідні виробники напівпровідникових мікросхем планують досягти розмірів елементів 50-70 нм, стає очевидним, що для одержання таких параметрів літографічних установок буде потрібно освоєння спектрального діапазону 100-150 нм.
Теорія дифузійних процесів ще далека від досконалості. Виключенням можна вважати теорію самодифузії, пов'язаної з перерозподілом часток у твердому тілі, що перебуває у стані хімічної рівноваги, тобто при однорідному хімічному складі та однорідному розподілі власних дефектів. При розгляді дифузійних процесів у речовинах змінного складу виникають значні труднощі, оскільки в цьому випадку дифузійна рухливість часток визначається не лише їх кінетичними, але й термодинамічними характеристиками. В більшості цих процесів дифузія протікає не лише під впливом градієнту концентрації, але й під впливом електричного і температурного полів. Крім того, побудовані на даний момент теоретичні моделі, навіть для простих речовин, таких як метали та напівпровідники, майже не пояснюють роль протяжних дефектів у процесах переносу.
Особливе місце надається питанню про механізми та кінетику дифузійних процесів, які відбуваються у приповерхневих шарах напівпровідників та металів під час їх фотохімічної обробки. На початок даної роботи в літературі були розглянуті дифузійні процеси лише для невеликої кількості систем: Si/XeF2, GaAs/XeF2 та Ag/Cl2. У зв'язку з очевидною нестачею експериментальних даних побудова загальної картини дифузійних процесів у складних системах зіштовхується зі значними труднощами. Тому важливим є систематичне дослідження кінетики та механізмів дифузійних процесів, які відбуваються під час фотохімічного травлення напівпровідників та металів за допомогою жорсткого УФ випромінювання, а також вивчення процесу утворення нових фаз за таких умов. Саме дослідженню цих питань фазоутворення у системах Cu/Cl2, GaAs/Cl2 та ZnSe/Cl2 присвячено дану роботу.
Зв'язок з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота була виконана в Інституті монокристалів НТК "Інститут монокристалів" НАН України за аспірантським планом здобувача (1996-1999 р.р.) та згідно із завданням тем відомчого академічного замовлення № 0198U004258 ("Нанокристал-2") "Розробка і дослідження гібридних багатошарових структур з наночастками напівпровідників і металів на міжшарових межах" (1998-2000 р.), № 0101U004258 ("Нанокристал-3") "Розробка і дослідження наноструктурованих тонких плівок і покриттів із застосуванням поверхнево контрольованих стимульованих реакцій і методів самозбирання" (2001-2003 р.).
Мета і задачі дослідження. Основною метою даної роботи було вивчення процесів фазоутворення на поверхні Cu, GaAs, ZnSe в атмосфері хлору, стимульованих впливом УФ випромінювання з довжиною хвилі від 300 нм до 100 нм.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі задачі:
визначити елементний і фазовий склад шарів продуктів реакції методами Оже та РФЕ спектроскопії у поєднанні з пошаровим іонним травленням;
визначити структуру і морфологію шарів, що утворюються на поверхні проекспонованих зразків, методами МАС та скануючої електронної мікроскопії;
встановити механізми та кінетику дифузійних процесів у цих шарах в умовах експерименту;
з'ясувати вплив умов експерименту на фазовий склад і морфологію шарів;
застосувати результати, отримані при вивченні модельних процесів, для визначення умов фотохімічного (“сухого”) травлення поверхні металів та напівпровідників.
Об'єктом дослідження були шари складних сполук, які утворюються на поверхні GaAs, ZnSe і Cu в атмосфері хлору під дією жорсткого УФ випромінювання.
Предметом дослідження були дифузійні процеси, обумовлені ними структура, морфологія та фазовий склад шарів, а також їх залежність від експериментальних факторів: температури підкладки, парціального тиску хлору, інтенсивності та довжини хвилі випромінювання, тривалості експозиції.
При вирішенні поставлених задач використовувались такі методи дослідження:
метод Оже електронної спектроскопії для аналізу елементного складу локальних ділянок поверхні проекспонованих зразків;
метод рентгенівської фотоелектронної спектроскопії для інтегрального дослідження елементного складу поверхні;
метод електронно-зондового мікроаналізу для аналізу локальних концентрацій хімічних елементів у приповерхневому шарі продуктів реакції;
метод оптичної мікроскопії для візуалізації рельєфу проекспонованої з накладенням маски поверхні;
метод скануючої електронної мікроскопії для візуалізації рельєфу та складу проекспонованої поверхні;
метод мікроскопії атомних сил (МАС) для отримання тривимірного зображення проекспонованої поверхні;
профілометрія (стілус) для отримання двовимірних профілів проекспонованої поверхні.
Наукова новизна отриманих результатів.
Виявлено, що в умовах експерименту домінуючий механізм досліджених дифузійних процесів пов'язаний з двома розділеними в часі основними процесами: взаємодією вихідних шарів монохлоридів MeCl (Me: Ga, Zn, Cu) з фотозбудженим атомарним хлором та дифузією катіонів Me+ з об'єму до поверхні, що призводить до відновлення на поверхні твердого тіла шару MeCl.
Виявлено, що фотоіндукована взаємодія MeCl з атомарним хлором (Ea < 3 еВ) призводить до утворення шару продуктів реакції з суміші сполук MeCl/MeCl2 (Me: Cu, Zn), MeCl/MeCl3 (Me: Ga) та залишкового Ме. Встановлено, що кінетика росту шарів може бути апроксимована лінійним законом для товщин ?0,5 мкм і параболічним для товщин ?1-1,5 мкм, що пов'язується з домінуючим впливом об'ємної дифузії Me+ на формування шару продуктів реакції у випадку великих товщин.
Показано, що переважним дифузантом у шарі продуктів реакції є метал. Причиною цього є збільшення рухливості Me+ електричним полем за механізмом Кабрера-Мотта, що сприяє дифузії Me+ в напрямку поверхні зразка, яка одночасно реагує з хлором. Для системи Cu/Cl2 встановлено, що саме велика довжина дифузії Cu+ (l ? 2 мкм, = 8,34 · 103с) обмежує товщину шару продуктів реакції на поверхні проекспонованих зразків.
Встановлено наявність областей прискореної дифузії в місцях виходу границь зерен на поверхню, що обумовлено високими коефіцієнтом поверхневої дифузії хлору (Di =1,4 · 10-11 см2/с, Т = 150 К) і коефіцієнтом дифузії Cu+ по границях зерен ( 10-13 см2/с, Т = 150 К), який більше ніж на порядок перевищує відповідний коефіцієнт об'ємної дифузії.
Встановлено високий квантовий вихід процесу 1400 для системи Cu/Cl2, 12 та 2, відповідно, для GaAs/Cl2 та ZnSe/Cl2 що пояснюється сінергизмом діючих факторів: селективним фотозбудженням реагентів на поверхні зразків, насиченням верхньої частини шару продуктів реакції хімічно активним хлором та ефективним транспортом катіонів металу з підкладки у приповерхневий шар.
Практичне значення отриманих результатів.
Проведені в роботі комплексні дослідження підтвердили доцільність використання фотостимульованих реакцій як методу для створення на поверхні твердих тіл контрольованого мікро- і нанорельєфу (методу “сухого травлення”).
Отримано мікроструктури товщиною 10 нм на поверхні GaAs, ZnSe та Cu в атмосфері Cl2 під дією УФ випромінювання h 5 - 12еВ. Досягнуті просторова селективність і анізотропія дозволяють одержувати структури з розмірами, що будуть визначатися дифракційними межами.
Встановлено особливості “сухого” травлення різних за природою матеріалів (GaAs, ZnSe і Cu) щодо забезпечення оптимальних значень селективності і квантового виходу процесу.
Одержані результати мають фундаментальне значення для подальшого розвитку наукових уявлень про дифузійні процеси у твердих тілах змінного складу у термодинамічно нерівноважних умовах.
Особистий внесок здобувача полягає у розробці установки для експонування зразків з використанням випромінювання ртутної та дейтерієвої ламп, визначенні елементного та фазового складу об'єктів дослідження (методами Оже та РФЕ спектроскопії), вивченні впливу температури підкладки, парціального тиску хлору, інтенсивності та довжини хвилі випромінювання, тривалості експозиції на кінетику процесів твердофазного синтезу; обробці, узагальненні результатів експерименту і підготовці матеріалів до друку. Автор приймав участь у постановці задач, обговоренні та інтерпретації отриманих результатів разом із співавторами.
Експонування зразків з використанням синхротронного випромінювання було проведено на експериментальній установці на базі джерела синхротронного випромінювання BESSY за сприяння професора Н. Швентнера (Інститут експериментальної фізики, Берлін, Німеччина).
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися на таких наукових конференціях: Proceedings of SPIE Conference on Inorganic Optical Materials (San Diego, USA, 1998); MRS Fall Meeting (Boston, USA, 1998); Synchrotron Radiation Instrumentation symposium (SRI-2000) (Berlin, Germany, 2000); BESSY Spring Seminar on new Trends in Photolithography (Berlin, Germany, 2001); щорічних конференціях-конкурсах молодих вчених НТК "Інститут монокристалів" (Харків, 1998-2001); першій регіональній конференції молодих вчених “Сучасні проблеми матеріалознавства” (Харків, 2002).
Публікації. Результати дисертації опубліковані у 6 роботах, з них 4 - у фахових наукових виданнях і 2 - у матеріалах і тезах доповідей наукових конференцій.
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п'яти розділів та списку використаних джерел. Вона містить 112 сторінок (6 авторських аркушів), у тому числі 22 ілюстрації, 6 таблиць та список використаних джерел із 154 назви.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність предмету дослідження, сформульовано мету та задачі роботи, перелічено методи дослідження, відзначено наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів, особистий внесок здобувача, а також подано інформацію про апробацію роботи і публікації автора.
У першому розділі “Огляд літератури” описано процеси, що відбуваються на поверхні та у приповерхневому шарі твердих тіл під час їх фотохімічного травлення. Коротко розглянуто переваги травлення з використанням жорсткого ультрафіолетового випромінювання над іншими. Особливу увагу приділено дифузійним процесам, які відбуваються у приповерхневому шарі підданих фотохімічному травленню напівпровідників та металів. На прикладі дифузійних процесів, що відбуваються при окисленні металів, розглянуто питання, які постають при вивченні дифузійних процесів у речовинах змінного складу.
В останні роки з розвитком мікроелектроніки оприлюднено велику кількість праць, присвячених отриманню мікроструктур на поверхні металів та напівпровідників методом сухого фотохімічного травлення. Узагальнюючи ці дані, можна побудувати картину фізичних процесів, які відбуваються на поверхні та у приповерхневому шарі твердого тіла під час сухого фотохімічного травлення. Результат цього узагальнення представлено на Рис.1.
Поглинання фотонів системою газ - тверде тіло приводить до фотодисоціації молекул газу, фотодисоціації та збудженню молекул адсорбату, а також збудженню і локальному нагріванню підкладки. Остання властивість широко використовується при прямій дії на поверхню лазерів видимого діапазону у технологічних цілях.
Як правило, основна частина адсорбату утворена молекулами газу, що прилипли до поверхні. Збудження та фотодисоціація молекул адсорбату ведуть до хімічної взаємодії на границі розподілу адсорбат-підкладка.
Поглинання світла відбувається як в адсорбаті, так і безпосередньо в об'ємі підкладки. Якщо енергія фотонів потрапляє у відповідну смугу поглинання адсорбату, відбувається збудження валентних електронів. Цей процес дуже схожий на фотозбудження молекул, що знаходяться у газовій фазі, і тому називається прямим збудженням. Непряме збудження, чи збудження підкладки, звичайно властиве поверхням металів та напівпровідників. Поглинання фотонів такими поверхнями приводить до генерації в підкладці гарячих носіїв заряду, що у свою чергу веде до ряду вторинних процесів у приповерхневому шарі, таких як поверхнева й об'ємна дифузія, хімічні реакції між адсорбатом і підкладкою, десорбція продуктів реакції.
У більшості праць, присвячених отриманню мікроструктур на поверхні напівпровідників та металів методом фотохімічного травлення, розглядаються переважно суто технологічні проблеми. Досить часто розгляд обмежений лише процесами, що відбуваються під впливом випромінювання на фактичній поверхні зразків та у газовій фазі. Тільки в небагатьох роботах, присвячених розгляду модельних систем, таких як Si/XeF2, GaAs/XeF2, Fe/I2 та Ag/Cl2, розглядаються дифузійні процеси, що відбуваються у приповерхневому шарі проекспонованих зразків.
Теоретичний розгляд дифузії у речовинах перемінного складу, як правило, будується у два етапи. На першому етапі формулюються феноменологічні рівняння, не пов'язані з певними мікроскопічними моделями. На другому етапі ці рівняння розкриваються за допомогою співвідношень статистичної термодинаміки, що ґрунтуються на конкретних моделях розупорядкованості твердих тіл на атомарному рівні.
Загально визнано, що найбільш вдалою є теорія окислення металів Вагнера. Ця теорія базується на двох припущеннях. По-перше, перенос речовини крізь шар продуктів реакції окислення здійснюється за рахунок незалежного руху заряджених часток - іонів та електронів, причому катіони та електрони рухаються від металу до границі з неметалом, а аніони в протилежний бік. По-друге, процес переносу крізь шар продуктів реакції є лімітуючою стадією процесу окислення; перехід іонів та електронів крізь границю розділу фаз протікає вільно. Тобто швидкість окислення металів контролюється транспортними властивостями шару продуктів реакції, які, в свою чергу, визначаються їх структурою. Відмінною рисою дифузійних процесів у речовинах змінного складу є надзвичайно високі ефективні коефіцієнти дифузії.
Однак, ця теорія базується на концепції невзаємодіючих точкових дефектів. Роль протяжних дефектів - лінійних, поверхневих та об'ємних, - в процесах переносу вивчена недостатньо навіть для простих речовин, таких як метали та напівпровідники, і тим більше для сполук, наприклад, хлоридів чи оксидів. Ще складніша ситуація з аморфними тілами, механізм переносу в яких складається з багатьох елементарних актів і тому не може бути адекватно описаним простою моделлю. У випадку тонких шарів важливу, а іноді й вирішальну роль можуть відігравати гетерогенні реакції на міжфазних границях.
Все це визначило необхідність проведення систематичного дослідження механізмів і кінетики стимульованих жорстким УФ випромінюванням дифузійних процесів у приповерхневих слабовпорядкованих, а у випадку напівпровідникових підкладок ще й пористих, шарах.
Другий розділ присвячений опису характеристик і особливостей експериментальної установки для експонування зразків і короткому огляду методів дослідження та приладів, застосованих для вивчення морфології та фазового складу шару продуктів реакції на поверхні проекспонованих зразків.
Для експонування зразків була використана установка на лінії 3m-NIM2 синхротронного джерела BESSY (Берлін, ФРН). Ця установка використовувалась для вивчення спектральної залежності квантового виходу та дослідження впливу зовнішніх факторів (дози опромінення, тиску газу і температури підкладки) на процеси у шарі продуктів на поверхні проекспонованих зразків. Зразок розташовувався в спеціальній камері, відділеній від монохроматора системою диференційної відкачки і діафрагмами. Це дозволяло захистити монохроматор (Р 10-9 мбар) і накопичувальне кільце (Р 10-10 мбар) від потоку газу з робочої камери та суттєво розширити діапазон енергії фотонів від 4еВ до 70еВ. Пляма світла в нульовому порядку монохроматора мала розміри 1мм х 2мм, що визначало розміри опромінюваної області на підкладці. Спектральна селекція здійснювалася за допомогою оптичного монохроматора і світлофільтрами.
Для експонування зразків з використанням випромінювання дейтерієвої (довжина хвилі 120-300 нм, потужність 15 Вт) і ртутної (200-500 нм, 100 Вт) ламп була змонтована розроблена автором установка на основі завантажувальної камери Оже-спектрометра Riber LAS-620. Комірка з нержавіючої сталі, обладнана системою диференційної відкачки, дозволяла проводити експонування зразків в активній атмосфері хлору при тиску від 10-6 мбар до 10 мбар. З використанням цієї установки проводились частина експериментів по дослідженню тиску газу та температури підкладки на процеси у шарі продуктів реакції.
Морфологія і склад продуктів реакції досліджувалися методами скануючої електронної мікроскопії і рентгенівського мікроаналізу на електронному мікроскопі JSM-820 із системою мікроаналізу Link AN10185S. Дослідження морфології отриманих шарів продуктів реакції проводилось методом МАС та методом профілометрії на мікроскопі Nano Wizard AFM (Берлін, ФРН). Дослідження складу продуктів реакцій проводилося також методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (РФЕС) на спектрометрі XPS-800 Kratos і методом оже-электронної спектроскопії (ОЕС, Riber LAS 620). Пошарове травлення поверхні проекспонованих зразків здійснювалося за допомогою іонної гармати: Ar+, E = 3 кеВ.
Третій розділ присвячений результатам дослідження фотостимульованих дифузійних процесів в системі Cu/Cl2.
Відомо, що поверхня міді вкрита атомами хлору за рахунок дисоціативної хемісорбції з коефіцієнтом прилипання близько 1 аж до товщини близько моношару при малому тиску хлору за умов надвисокого вакууму. Атоми хлору можуть бути вилучені при такому тиску без реакції з поверхнею міді, а кінетика вказує на прекурсор за рахунок адсорбції молекул хлору поверх шару атомарного хлору.
Обраний діапазон довжин хвиль дає можливість збудити декілька валентних і дисоціативних станів вільних і адсорбованих молекул хлору, хлоровмісних комплексів і мідної підкладки. Тому наведені в роботі результати було отримано для реакції поверхні міді з хлором у “нетермальному” режимі опромінення з упором на збудження електронної підсистеми. Тиск хлору від 10-2 до 10-5 мбар дозволив здійснити селекцію переважного збудження газової фази хлору (високі тиски) від збудження приповерхневого шару (низькі тиски).
Місце розташування залишкових слідів кисню й вуглецю в профілях пошарового іонного травлення являє собою історію росту плівки CuClx (тут та надалі в тексті під позначенням MeClx мається на увазі нормований на сумарну кількість атомів металу склад шару продуктів реакції, який в даному випадку є сумішшю Cu, CuCl та CuCl2). Хімічна реакція відбувається лише на поверхні шару CuClx. Дифузія міді йде з глибини зразків (область С на Рис.2а) через області В та А до поверхні.
Виявлено, що в умовах експерименту ріст плівки CuClx обумовлений такими послідовними процесами: а) утворення фотозбуджених атомів хлору; б) хімічна реакція між цими атомами та CuCl, що призводить до конверсії шару CuCl у CuCl2; в) ефективна дифузія Cu+ до поверхні, яка йде за механізмом Вагнера та підсилюється електричним полем за механізмом Кабрера-Мотта; г) розпад CuCl2 на CuCl+Cl, що призводить до відновлення шару CuCl на поверхні.
Топографія проекспонованих з накладенням маски зразків свідчить про те, що збуджені атоми хлору можуть утворюватись за рахунок двох різних процесів:
Фотодисоціація молекул хлору в газовій фазі (неселективний процес). Цей процес переважає в затінених областях, які відповідають лініям на Рис.3а. Квантова ефективність фотохімічної реакції, що ініціюється неселективним процесом, значно перевищує одиницю, і залежно від тиску й енергії фотонів змінюється від ~ 102 до ~ 2·103 (див. Таблицю 1).
Збудження та фотодисоціація комплексів Cl2-CuCl та Cl2-CuCl2 на поверхні (селективний процес). Цей процес відбувається тільки на безпосередньо опромінюваних ділянках, між дротиками маски. Ці ділянки збігаються з площадками на Рис.3а. Середня висота сходинки між опромінюваними областями та областями, що затінювалися маскою, складає близько 60 нм. Селективний процес є переважним на опромінюваних ділянках при низькому тиску. Сходинка є результатом підняття пухкої плівки CuClx над суцільним матеріалом підкладки зі співвідношенням за товщиною 1:2. Область взаємодії CuClx/Cuпідкл знаходиться глибше, вона стає доступною лише після тривалого іонного травлення. Квантова ефективність такої реакції змінюється від 2 до 10.
Встановлено наявність областей прискореної дифузії в місцях виходу границь зерен на поверхню, що обумовлено високими коефіцієнтами поверхневої дифузії хлору і дифузії Cu+ по границях зерен; останній більше ніж на порядок перевищує відповідний коефіцієнт об'ємної дифузії. Ці області виявлені лише в опромінюваних областях; на фотографіях отриманих за допомогою МАС вони виглядають як кратери або вулканоподобні структури. Чорні крапки розміром близько 4 мкм на Рис.4а відповідають кратерам, глибиною приблизно 600 нм, як ілюстровано у збільшеній вирізці. Зразок, що показано на Рис.4б, було піддано опроміненню з ? = 164 нм, щоб мінімізувати вклад неселективного процесу. Це дає можливість кількісного вивчення отриманих структур. Глибина кратера близько 970 нм, висота стінок вулкана близько 250 нм, внутрішній радіус кратера звичайно близько 2000 нм, зовнішній радіус вулкана - 5700 нм. Об'єм атомів Cu, що були видалені з кратера V1, накопичено в об'ємі V2 стінки навколо кратера, що і формує вулканоподібну структуру. Квантовий вихід реакції в зоні С в 10 разів більший, ніж у випадку звичайної селективної реакції. Вулкан формується за рахунок швидкої дифузії іонів Cu+ по внутрішній поверхні кратера та їх реакції з хлором. Зона D була затінена і являє собою початкову поверхню Cu.
Внесок дифузійних процесів в утворення вулкана досить зрозумілий, тому процес утворення вулканоподібних структур досліджувався також при 150 К. Вулкани дуже добре видно на Рис.3а. Вони являють собою темні круглі точки з білим гало радіусом біля 6800 нм навколо них. З трьохвимірного зображення МАС двух вулканів на Рис.3а видно, що радіус стінки став меншим, градієнти більшими, стінка не рівномірна по висоті. Розтин вулкана зображено на Рис.3с. А і D - області гало, в них немає вмісту CuClx. Далі з'являється плівка CuClx, що виросла завдяки звичайній селективній реакції, з висотою сходинки 50 нм. Велика витрата Cl2 конкурує в зоні вулкану В і С зі звичайною селективною реакцією. Це обмежує область гало (зовнішній радіус 6800 нм). Об'єм та квантовий вихід порівняно з кімнатною температурою зменшуються у 3 рази, але вони все ще значно більші, ніж для звичайної селективної реакції.
Таблиця 1. Квантовий вихід і продукти фотохімічних реакцій на різних підкладках.
Підкладка, тип реакції |
Газ |
Температура підкладки, К |
Довжина хвилі, нм |
Тиск, мбар |
Продукти реакції |
Квантовий вихід |
|
GaAs селективна |
Cl2 |
300 |
105-275 |
1,5 |
GaCl3, AsClx |
2,5-10 |
|
GaAs селективна |
Cl2 |
300 |
129-275 |
1,5 |
GaClx, AsClx |
2-3 |
|
ZnSe селективна |
Cl2 |
300 |
129-275 |
1 |
ZnClx, SeClx |
1 |
|
Cu неселективна |
Cl2:Ar |
300 |
120-135 |
0,001 |
CuClx |
200-1400 |
|
Cu селективна |
Cl2:Ar |
300 |
130-200 |
0,001 |
CuClx |
2-10 |
|
Cu неселективна |
Cl2:Ar |
150 |
120-135 |
0,001 |
CuClx |
20-140 |
|
Cu селективна |
Cl2:Ar |
150 |
130-200 |
0,001 |
CuClx |
0,2-1 |
Логічно було б вважати, що квантовий вихід реакції тісно пов'язаний з полікристалічністю зразка. Тому контрольний експеримент було проведено з монокристалічним зразком (орієнтація (111), доза 255 мАч, біле випромінювання > 112 нм ). Висота сходинки в опромінюваній області виявилась 750 нм, що навіть більше, ніж для полікристалічного зразка за тих же умов - 300 нм. Отже, високий квантовий вихід - це загальна властивість системи Cu/Cl2, але кількісні показники звичайно залежать від морфології
Таким чином, на поверхні мідних зразків при кімнатній температурі були отримані мікроструктури, які є результатом дифузійних процесів стимульованих жорстким УФ випромінюванням в атмосфері хлору при низькому тиску. Спрямована дифузія збуджених атомів Cl, адсорбованих на поверхні, і Cu+ з мідної підкладки вважаються переважним механізмом реакції. Обчислені дифузійні константи наведено в Таблиці 2.
Таблиця 2. Обчислені дифузійна довжина l, час, температура T та коефіцієнт дифузії Di міді та хлору.
l, мкм |
с |
T, K |
Di, см2с-1 |
||
Cu+ |
2 |
8.34x103 |
300 |
8x10-13 |
|
Cu+ |
0.07 |
1x103 |
150 |
8x10-15 |
|
Cl2 |
3.4 |
4.2x103 |
150 |
1.4x10-11 |
Четвертий розділ присвячений результатам дослідження фотостимульованих дифузійних процесів в системі ZnSe/Cl2.
Літературних даних про взаємодію галогенідів із поверхнею селеніду цинку знайти не вдалося. Висновок про хімічний склад продуктів реакції був зроблений за зміною форми оже-лінії Zn LMM. Відомо, що для деяких металів (Zn, Cu) форма та енергетичне положення оже-ліній сильніше залежать від їхнього хімічного оточення, ніж фотоелектронні лінії. Це пов'язано зі значним внеском енергії надатомної релаксації кінцевого стану з двома дірками на 3d-оболонці у величину хімічного зсуву. З літератури відомо, що зсув максимуму лінії L3M45M45 (ELMM) при переході від Zn до ZnSe складає 2,8еВ, Zn - Zn : ЕLMM=4,7еВ, Zn - ZnCl2: ELMM=5,7еВ, у той час як максимальний зсув фотоелектронної лінії Zn 2p складає 0,4еВ. Оже-лінія має складну форму, пов'язану з мультиплетним розщепленням, що також залежить від хімічного оточення. Крім того, оскільки енергія оже-електронів залежить не тільки від хімічного стану атома, але й від його локального оточення в тонких шарах, положення оже-ліній залежить від товщини шару, особливо у випадку діелектриків, радіус екранування в яких значно більше характерних атомних розмірів.
На Рис.5а наведені профілі зміни співвідношень концентрації елементів на поверхні ZnSe, підданій фотохімічній обробці в процесі пошарового аналізу.
Оже-лінію зразка, підданого фотохімічній обробці, можна розкласти на дві групи ліній: одну - з меншою інтенсивністю - характерну для Zn, і іншу - з боку менших енергій зв'язку. Елементний аналіз поверхні цього зразка й отримана кількість хлору Сат(Cl)/Cат(Zn)=1,8 дозволяє нам приписати ці лінії сполуці ZnCl2. Відмінність в енергетичному положенні цього спектру від літературних даних для масивного зразка ZnCl2 можна пояснити невеликою (100нм) товщиною шару продуктів, що зрозуміло з Рис.5а. Після іонного травлення зразка в процесі пошарового аналізу форма оже-лінії ще більше ускладнюється - у ній з'являються піки, характерні для ZnSe. Розкладення оже-ліній Zn, отриманих при пошаровому аналізі, на складові, дозволяє одержати профіль розподілу сполук Zn, ZnCl2, ZnSe у цьому шарі, наведений на Рис. 5б.
Фотохімічну реакцію на поверхні ZnSe в атмосфері хлору можна представити у такому вигляді:
h
Cl2 Cl + Cl
2ZnSe + 6 Cl = 2ZnCl2 + Se2Cl2
Сполука Se2Cl2 при кімнатній температурі рідка, і у вакуумі випаровується з поверхні ZnSe. При цьому утворюються острівці ZnCl2, які спостерігаються в електронному мікроскопі.
Поліпшити просторову селективність реакції можна зменшуючи тиск газу чи світловий потік з метою оптимізації процесів утворення і випару продуктів з поверхні для запобігання формування острівцевих структур продуктів.
Таким чином, показано, що фотони з енергією 10еВ можуть ефективно стимулювати реакцію травлення поверхні ZnSe активним хлором при кімнатній температурі. В результаті реакції на поверхні утворюються острівці ZnCl2. Спрямована дифузія збуджених атомів Cl, адсорбованих на поверхні, і об'ємна дифузія Zn+ вважаються переважним механізмом реакції. Товщина шару продуктів близько 100нм.
П'ятий розділ присвячений результатам дослідження фотостимульованих дифузійних процесів в системі GaAs/Cl2.
Дослідження, проведені в умовах надвисокого вакууму у відсутності УФ випромінювання, показують, що молекули хлору хемісорбуються на поверхні GaAs, утворюючи моношар GaCl, причому кожен атом Ga має один зв'язок з атомом Cl. Дисоціативний коефіцієнт прилипания Cl2 на хлорованій поверхні спадає при кімнатній температурі до 10-6 чи нижче, і тому травлення стає вкрай неефективним і не спостерігається навіть для доз більше 1020 молекул Cl2 на 1 см2.
За допомогою селективного УФ випромінювання вдалося ініціювати реакцію хлору на поверхні монокристалів GaAs при кімнатній температурі. Максимальна ефективність і найкраща просторова анізотропія були досягнуті при використанні СаF2 фільтра. За допомогою вимірів з більш тонкою селекцією по енергіях фотонів було встановлено, що даний максимум спостерігається при енергії фотонів 9,8 еВ. При цьому квантова ефективність досягає 10, а глибина травлення 300 нм.
Чергування освітлених і неосвітлених областей при накладенні в процесі травлення на поверхню GaAs сіточок призводить до утворення мікрорельєфу. В Оже та РФЕ-спектрах, отриманих з поверхні таких зразків, спостерігається накладення сигналів від продуктів темнової і фотостимульованої реакцій. При цьому крізь тонкий шар продуктів темнової реакції пробивається сигнал від підкладки GaAs. На Рис.6 показані профілі пошарового аналізу, відповідні до двох різних режимів опромінення: з фільтром СаF2 (а) і LiF (б) при однаковій дозі експонування (10 хв.).
Збільшення експозиції з опроміненням фотонами з енергіями 4,5 еВ < Е < 9,6 еВ (СаF2 фільтр) до 30 хв. приводить до збільшення товщини шару продуктів до 300нм, що говорить про нелінійний характер процесу фотохімічної реакції. Отримані товщини шарів продуктів реакції після селективного УФ опромінення були використані для розрахунку квантової ефективності Q - числа часток продуктів реакції на один фотон світла. Для опромінення в інтервалі 4,5 - 11,8 еВ одержано величину квантової ефективності в межах від 7 до 10 для різних зразків, тоді як для опромінення в інтервалі 4,5 еВ - 9,6 еВ ця величина знижується до 2-3. Але навіть у цьому випадку отримана величина перевищує значення для реакцій, стимульованих лазерами видимого чи ближнього УФ діапазонів, у 10 і більше разів.
Цю надвисоку квантову ефективність можна пояснити таким чином. Фотони з енергіями > 10 еВ генерують електронні збудження, які потім ініціюють високоефективне насичення поверхні активним хлором на відміну від термоіндукованих процесів при інтенсивному лазерному опроміненні фотонами менших енергій. Подальший хід реакції пов'язаний із проникненням атомів хлору до підкладки GaAs, та дифузією Ga+ з підкладки до поверхні. Слід також враховувати процес десорбції продуктів реакції, що може бути стимульований електронними збудженнями.
Таким чином, показано, що жорстке УФ випромінювання може ефективно стимулювати реакцію травлення поверхні GaAs активним хлором при кімнатній температурі. Селективні спектральні виміри у інтервалах 4,5 - 11,8 еВ і 4,5 - 9,6 еВ демонструють підвищення ефективності реакції у випадку більш енергетичних фотонів до 10. Механізм стимулювання реакції ґрунтується на генерації електронних збуджень у шарі адсорбату хлору і (або) комплексів хлор-атоми підкладки з утворенням фрагментів з високою кінетичною енергією. Утворення таких фрагментів разом із високим градієнтом концентрації хлору й атомів підкладки і слабкою десорбцією продуктів реакції сприяють ефективній дифузії Ga+, що дозволяє пояснити одержання шарів продуктів реакції товщиною до 300нм.
хлор стимульований ультрафіолетовий випромінювання
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ТА ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі досліджені механізми та кінетика процесів, стимульованих впливом жорсткого УФ випромінювання з довжиною хвилі від 300 нм до 100 нм на поверхні Cu, GaAs, ZnSe у атмосфері хлору. Дано пояснення ефекту високого квантового виходу цих фотостимульованих процесів. Продемонстровано можливість їх використання для “сухого” травлення поверхні металів і напівпровідників. У результаті проведених комплексних досліджень отримані такі наукові і практичні результати:
Виявлено, що в умовах експерименту надвисокий квантовий вихід, що спостерігається під час росту шару продуктів реакції, обумовлений сінергизмом таких процесів: а) утворення фотозбуджених атомів хлору; б) хімічна реакція між цими атомами та MeCl (Me: Ga, Zn, Cu), що призводить до конверсії шарів MeCl>MeCl2 (Me: Zn, Cu), MeCl>MeCl3 (Me: Ga) і утворення летких сполук (Se2Cl2, As2, As4, AsCl3, AsCl5); в) ефективна дифузія Me+ до поверхні; г) розпад MeCl2 (MeCl3), що призводить до відновлення шару монохлоридів металів MeCl на поверхні.
Експериментально показано, що процеси, які протікають в шарі продуктів реакції під впливом білого УФ випромінювання, розділяються за механізмом утворення фотозбудженого хлору на “селективні”, які відбуваються за рахунок генерації електронних збуджень у шарі адсорбату активного газу і (або) комплексів активний газ-атоми підкладки з утворенням фрагментів з високою кінетичною енергією і, отже, відбуваються тільки на безпосередньо опромінюваних ділянках, та “неселективні”, які відбуваються за рахунок дисоціації молекул у газовій фазі. Вони виникають завдяки великій довжині вільного пробігу атомів хлору як над освітленою плямою, так і поза нею. Цей процес переважає в затінених областях.
Виявлено осцилюючий характер конверсії пасивуючого моношару MeCl>MeCl2 (Me: Zn, Cu), MeCl>MeCl3 (Me: Ga), з періодом близько 1,5 с. Період осциляцій лімітується швидкістю реакції (початковий етап) та швидкістю масопереносу крізь шар продуктів реакції, оскільки тиск хлору та кількість падаючих на поверхню розділу фаз фотонів в умовах експерименту не є лімітуючими факторами. Дифузія в шарі продуктів реакції має яскраво виражений асиметричний характер (хлор завдяки своїй високій хімічній активності майже не дає внеску в процес масопереносу в об'ємі шару), тому саме швидкість об'ємної дифузії Me+, що йде за механізмом Вагнера, обумовлює період цих осциляцій.
Встановлено, що надвисокі транспортні властивості шару продуктів реакції, які пов'язані зі збільшенням рухливості Me+ електричним полем за механізмом Кабрера-Мотта, є одним з головних факторів, що обумовлюють високий квантовий вихід фотостимульованих процесів. Доведено, що при кімнатній температурі сумарний квантовий вихід процесу для системи Cu/Cl2 досягає 1400, для GaAs/Cl2 - 12 та для ZnSe/Cl2 - 2.
Виявлено, що шар продуктів реакції є досить пухким, більша його частина знаходиться над вихідною поверхнею проекспонованої підкладки. Це пояснюється тим, що густина продуктів реакції менша за густину підкладки, а основним дифузантом є катіони металу Me+ з підкладки. Кінетика росту плівки є лінійною до товщин ~ 0,5 мкм, в більш товстих плівках кінетику можна апроксимувати параболічним законом, що пояснюється обмеженою швидкістю об'ємної дифузії реагентів.
Запропоновано механізм утворення вулканоподібних структур (кратерів) на поверхні міді, який ґрунтується на існуванні областей прискореної дифузії в місцях виходу границь зерен на поверхню. Встановлено зв'язок між температурою підкладки та радіусом таких структур. Обчислені дифузійні константи та довжина дифузії за температур 300 К та 150 К.
Отримано мікроструктури товщиною 10 нм на поверхні GaAs, ZnSe і Cu в атмосфері Cl2 під дією УФ випромінювання h 5 - 12 еВ. В ході комплексного дослідження фотостимульованих процесів на поверхні ZnSe, GaAs і Cu встановлено, що завдяки їх високій квантовій ефективності та просторової селективності такі процеси є перспективними для використання при “сухому” травленні поверхні металів і напівпровідників у сучасній технології мікроелектронного виробництва.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ
1. Степаненко В.М., Добротворская М.В., Матейченко П.В., Красовский И.В. Получение микроструктур на поверхности твердых тел с помощью фотостимулированных реакций // Функциональные материалы для науки и техники.-под. ред. В.П. Семиноженко, Харьков: Институт монокристаллов.- 2001.-С.280-298.
2. Stepanenko V.M., Krasovsky I.V., Mateichenko P.V., Dobrotvorskaya M.V. Photochemical transformation on solid/ gas interface stimulated by hard UV radiation: ZnSe/Cl2 system. // Functional Materials. - 1998. - Vol. 5, №1. - P.66-72.
3. Stepanenko V.M., Krasovsky I.V., Mateichenko P.V., Dobrotvorskaya M.V. Light-induced reactions at Cu surface in Cl2 atmosphere. // Functional Materials. - 1999. - Vol. 6, №5. - P.926-929.
4. Dobrotvorskaya M.V., Krasovsky I.V., Mateichenko P.V., Stepanenko V.M., Tolmachev A.V. Light-induced reaction of Cu with Cl: Efficiencies above unity, excitation, amplification and diffusion processes. // Functional Materials. - 2002. - Vol. 9, №4. - P.661-681.
5. V. Stepanenko, M.Dobrotvorskaya, I.Krasovsky, et al, Photochemical etching of the ZnSe surface with chlorine, Proceedings of SPIE Conference on Inorganic Optical Materials, San Diego, USA, 1998, vol. 3424, pp82-87
6. Красовский И.В. Фотостимулированные процессы на поверхности полупроводников (ZnSe, GaAs) в атмосфере хлора // Тезисы докладов Первой региональной конференции молодых ученых “Современные проблемы материаловедения”. - Харьков -2002. - С.40
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика и диаграмма энергетических уровней кристалла Cr2+:ZnSe. Селективный резонатор с фильтром Лио и с эталоном Фабри-Перо. Схема прохождения лучей при прохождении через дисперсионную призму в резонаторе. Спектры генерации Cr2+:ZnSe лазера.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.06.2012Визначення гідростатичного тиску у різних точках поверхні твердого тіла, що занурене у рідину, яка знаходиться у стані спокою. Побудова епюр тиску рідини на плоску і криволінійну поверхні. Основні рівняння гідродинаміки для розрахунку трубопроводів.
курсовая работа [712,8 K], добавлен 21.01.2012Загальна характеристика терагерцового випромінювання. Напівпровідникові гетероструктури. Загальна характеристика речовин GaAs, AlAs. Будова надрешітки. Рух електронів у статичному електричному полі та у терагерцових полях. Використання осцилятора.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 04.12.2014Современное состояние элементной базы полупроводниковых оптических преобразователей. Воздействие электромагнитного излучения видимого и инфракрасного диапазонов на параметры токовых колебаний в мезапланарных структурах на основе высокоомного GaAs n-типа.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 18.07.2014Характеристика альтернативних джерел енергії, до яких належать сонячна, вітрова, геотермальна, енергія хвиль та припливів, гідроенергія, енергія біомаси, газу з органічних відходів та газу каналізаційно-очисних станцій. Вторинні енергетичні ресурси.
презентация [3,6 M], добавлен 14.11.2014Суть 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 30.06.2010Історія виявлення явища кавітації; причини виникнення та його наслідки. Визначення основних причин падіння тиску на вході в насос. Особливості захисту поверхні від утворення в рідині порожнин за допомогою газотермічного напилення і наплавлення покриттів.
реферат [888,4 K], добавлен 13.05.2015Етапи дослідження радіоактивних явищ. Електромагнітне випромінювання та довжина хвилі. Закон збереження спіну. Перехід із збудженого стану ядра в основний. Визначення енергії гамма-квантів. Порівняння енергії електронів з енергією гамма-променів.
доклад [203,8 K], добавлен 21.04.2011Особливості поглинання енергії хвилі коливальними однорідними поверхневими розподілами тиску. Характеристика та умови резонансу. Рекомендації щодо підвищення ефективності використання енергії системою однорідних осцилюючих поверхневих розподілів тиску.
статья [924,3 K], добавлен 19.07.2010Природні джерела випромінювання, теплове випромінювання нагрітих тіл. Газорозрядні лампи високого тиску. Переваги і недоліки різних джерел випромінювання. Стандартні джерела випромінювання та контролю кольору. Джерела для калібрування та спектроскопії.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.12.2010Порівняння характеристик щільності енергії та потужності випромінювання. Електрони і як вони взаємодіють електромагнітні поля важливі для нашого розуміння хімія і фізика. Квантові та класичні процеси викидів, довжини хвиль комерційно доступних лазерів.
реферат [1,6 M], добавлен 10.06.2022Фізико-хімічні основи процесів в галузях хімічних технологій, визначення швидкості законами теплопередачі. Процеси перенесення маси енергії і кількості руху, рівняння нерозривності суцільності потоку. Гідростатична подібність, емпіричні залежності.
лекция [2,3 M], добавлен 17.07.2011Правило фаз. Однокомпонентні системи. Крива тиску насиченої водяної пари. Діаграма для визначення тиску пари різних речовин у залежності від температури. Двохкомпонентні системи. Залежність між тиском і температурою водяної пари та пари різних речовин.
реферат [1,6 M], добавлен 19.09.2008Гідравлічний розрахунок газопроводу високого тиску, димового тракту та димової труби. Визначення тиску газу перед пальником. Розрахунок витікання природного газу високого тиску через сопло Лаваля. Розрахунок витікання повітря через щілинне сопло.
курсовая работа [429,8 K], добавлен 05.01.2014Теплове випромінювання як одна з форм енергії. Теплові і газоразрядні джерела випромінювання. Принцип дії та призначення світлодіодів. Обґрунтування та параметри дії лазерів. Характеристика та головні властивості лазерів і можливість їх використання.
контрольная работа [51,0 K], добавлен 07.12.2010Метод 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 11.04.2009Вивчення проблеми управління випромінюванням, яка виникає при освоєнні діапазону спектру електромагнітних коливань. Особливості модуляції світла і його параметрів, що включає зміну поляризації, напрямку поширення, розподілу лазерних мод і сигналів.
контрольная работа [53,7 K], добавлен 23.12.2010Характеристика світла як потоку фотонів. Основні положення фотонної теорія світла. Визначення енергії та імпульсу фотона. Досліди С.І. Вавилова, вимірювання тиску світла. Досліди П.М. Лебєдева. Ефект Компотна. Корпускулярно-хвильовий дуалізм світла.
лекция [201,6 K], добавлен 23.11.2010Загальна 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 14.12.2012Історія відкриття та застосування в науці, техніці, медицині та на виробництві рентгенівського випромінювання. Діапазон частот в електромагнітному спектрі. Види рентгенівського проміння в залежності від механізму виникнення: гальмівне і характеристичне.
презентация [1,6 M], добавлен 23.04.2014