Структурні перетворення та зміни енергетичного спектру в напівпровідникових матеріалах електроніки при легуванні та пониженні розмірності
Аналіз основних структурних змін, що відбуваються у напівпровідникових кристалах при легуванні шляхом імплантації та при наступних технологічних обробках. Встановлення ролі легуючої домішки бору в утворенні електрично-активних кисневмісних комплексів.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 07.08.2014 |
| Размер файла | 66,5 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.
10. Gorbach T.Ya., Rudko G.Yu., Smertenko P.S., Svechnikov S.V., Valakh M.Ya. Photoluminescence of anisotropically etched silicon // Appl. Phys. A. -1994. - A58.- P. 183-186.
11. Valakh M.Ya., Rudko G.Yu., Shakhraychuk N.I. Photoluminescence characterization of silicon subjected to various industrial treatments // Proc. SPIE.-1994. - V.2113.- p.78-84.
12. Blonskji I.V., Brodyn M.S., Rudko G.Yu., Tchoryk V.A. Photoacoustical and luminescent properties of porous silicon // E-MRS 1994 Spring Meeting, Strasbourg, France (May 24-27, 1994).- F-V/P31.
13. Blonskij I.V., Brodyn M.S., Rudko G.Yu., Tkhoryk V.A. Photoacoustical and luminescent properties of porous silicon // 1st International Conference on Materials for Microelectronics, October 17-19, 1994, Barcelona, Spain. - Abstracts.-P. 408-409.
14. Rudko G.Yu. Optical and electrophysical diagnostics of silicon subjected to implantation, thermal annealing and RF plasma treatment // Proceedings of the 1st International Autumn School-Conference "Solid State Physics: Fundamentals and Applications" (Uzhgorod, Ukraine) ed. by NASU Institute of Semiconductors Physics. - Kiev. - 1994. -P. L111-L120.
15. Rudko G.Yu., Gorbach T.Ya., Smertenko P.S., Svechnikov S.V., Valakh M.Ya., Bondarenko V.P., Dorofeev A.M. Photoluminescence and infrared Fourier diagnostics of porous silicon exposed to HF destructive etching // Proc. SPIE.-1995.- V.2648.-P.305-315.
16. Blonskij I.V., Brodin M.S., Tkhoryk V.A., Piryatinskiy Yu.P., Rudko G.Yu. Photoacoustical and luminescent properties of porous silicon// Functional Materials. - 1995. -V.2, N2. -P.268-272.
17. Evstigneev A.M., Valakh M.Ya., Sachenko A.V., Rudko G.Yu., Sukach G.A., Evstigneev M.A., Svechnikov S.V. Evidence for the transport-related effects in the photoluminescence from porous silicon // Turkish Journ. of Physics.-1996.-V.20, N3.- P.211-215.
18. Gorbach T.Ya., Rudko G.Yu., Smertenko P.S., Svechnikov S.V., Valakh M.Ya., Bondarenko V.P., Dorofeev A.M. Simultaneous changes in the photoluminescence, infrared absorption and morphology of porous silicon during etching by HF // Semicond. Sci. Technol. -1996. -V.11. -P. 601-606.
19. Babich V.M., Baran N.P., Valakh M.Ya., Kiritsa V.L., Rudko G.Yu. On the nature of deep donors, created at 450 C in boron-doped p-Si // phys. stat. sol. (a).-1996.-V.157.-P. 405-410.
20. Бабич В.М., Баран Н.П., Валах М.Я., Кирица В.Л., Рудько Г.Ю. Влияние легирующей примеси бора на процессы образования термодоноров при 450 С в кислородосодержащих кристаллах кремния // В Сб. “Оптоэлектроника и полупроводниковая техника”. - Киев. - “Наукова думка”.-1996.- В. 31. - С. 69-73.
21. Гулє Є.Г., Климовська А.І., Малярчук В.Б., Рудько Г.Ю., Валах М.Я. Фотолюмінесценція субмікронних ниткоподібних кристалів кремнію у видимій та інфрачервоній областях спектру // Тези доповідей XII національної школи-семінару з міжнародною участю “Спектроскопія молекул та кристалів” (Суми 20-26 квітня 1997), Суми. - 1997. - С. 94.
22. Горбач Т.Я., Рудько Г.Ю., Смертенко П.С., Воронкин М.А., Смирнов А.В., Бондаренко В.П., Дорофеев А.М. Свойства тонких пленок фотолюминесцирующего кремния // в Сб. “Алмазы в технике и электронике”, Труды Всероссийской конференции (Москва, 1997). - Москва. - Полярон. - 1997. - С.154-155.
23. Gule Ye.G., Rudko G.Yu., Klimovskaya A.I., Valakh M.Ya., Ostrovskii I.P. Visible light emission from free-standing filament crystals of silicon // phys. stat. sol. (b).-1997.-V.161. - P.565-570.
24. Бачеріков Ю.Ю., Нечипорук Б.Д., Охрименко О.Б., Радіонов В.Є., Рудько Г.Ю., Юхимчук В.О. Поліпшення структури МПЕ плівки GaAs за рахунок гетерування попередньо внесеним набором дельта-легованих шарів // Український фізичний журнал. -1998.- Т.43, N3. - С.329-331.
25. Babich V.M., Baran N.P., Kiritsa V.L., Rudko G.Yu. Detection of deep boron-involved thermal donors formation in silicon by combined photoluminescent, Hall and ESR techniques // Proc. SPIE. - 1998. - V.3359. - P.289-292.
26. Рудько Г.Ю. Неруйнівна фотолюмінесцентна діагностика імплантованого кремнію // Наукові записки Києво-Могилянської Академії. - 1999. -Т.9, Ч. ІІ. - C. 289-298.
27. Masur Yu.I., Tarasov G.G., Kissel H., Mueller U., Zhuchenko Z.Ya., Rudko G.Yu., Valakh M.Ya., Malyarchuk V., Walter C., Masselink W.T. Excitation density dependence of Fermi edge singularity in pseudomorphic modulation-doped AlGaAs/InGaAs/GaAs heterostructures // Inst. Phys. Conf. Ser. (Proceedings of the Twenty-Sixth International Symposium on Compound Semiconductors). -2000. - N 166. - P.95-98.
28. Masselink W.T., Kissel H., Mueller U., Walter C., Masur Yu.I., Tarasov G.G., Rudko G.Yu., Valakh M.Ya., Malyarchuk V., Zhuchenko Z.Ya. Pseudomorphic modulation-doped AlGaAs/InGaAs/GaAs heterostructures with strong manifestation of many-body effects // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. - 2000. - V. 3, N2. - P.126-137.
29. Kissel H., Mueller U., Walter C., Masselink W.T., Masur Yu.I., Tarasov G.G., Rudko G.Yu., Valakh M.Ya, Malyarchuk V., Zhuchenko Z.Ya. Intensity dependence of the Fermi edge singularity in photoluminescence from modulation doped AlxGa1-xAs/InyGa1-yAs/GaAs heterostructures // Phys. Rev. B. - 2000. - V. 61, N12. -P.8359-8362.
30. Rudko G.Yu., Long V.C., Zhu Z., Musfeldt J.L., Wei X., Revcolevschi A., Dhalenne G. Spectroscopic Investigations of Electronic Transitions in Doped CuGeO3 // 2000 March Meeting of the APS (Minneapolis, USA, March, 20-24, 2000). - APS Bulletin. - V.45, N1. -Р. 970.
31. Long V.C., Rudko G.Yu., Zhu Z., Musfeldt J.L., Wei X., Revcolevschi A., Dhalenne G. Doping Dependence оf the Zero Phonon Line in Impurity-Substituted CuGeO3 // 2001 March Meeting of the APS (Seattle, USA, March, 12-16, 2001). - APS Bulletin. - V.46, N1, Part II. - P. 1059.
32. Rudko G.Yu., Long V.C., Musfeldt J.L., Koo H.-J., Whangbo M., Revcolevschi A., Dhalenne G. Electronic Transitions in Doped and Undoped Copper Germanate // Chemistry of Materials.-2001.- V.13, N 3.- P. 939-944.
33. Buyanova I.A., Rudko G.Yu., Chen W.M., Xin H.P., Tu C.W. Radiative Recombination Mechanism in GaNP Alloys // Appl. Phys. Lett. - 2002. -V.80, N10.-P. 1740-1742.
34. Rudko G.Yu., Buyanova I.A., Chen W.M., Xin H.P., Tu C.W. Temperature dependence of the GaNxP1-x band gap and effect of crossover // Appl. Phys. Lett.- 2002.- V. 81, N21. -P. 3984-3986.
35. Buyanova I.A., Rudko G.Yu., Chen W.M., Xin H.P., Tu C.W. On the origin of light emission in GaNP // Materials Research Society Symposium Proceedings (Proc. of the MRS 2002 Spring Meeting; San Francisco, USA; April 1 - 5.). - 2002 .- V. 722. - P.135-140.
36. Rudko G. Yu., Buyanova I. A., Monemar B., Chen W. M., Toropov A. A., Terent'ev Y., Sorokin S. V., Lebedev A. V., Ivanov S. V., Kop'ev P. S. Hot exciton relaxation in diluted magnetic semiconductor ZnMnSe/CdSe superlattices // Inst. Phys. Conf. Ser. - 2002, - N 171. - P. 1-7.
37. Buyanova I.A., Rudko G.Yu., Chen W.M., Toropov A.A., Sorokin S.V., Ivanov S.V., Kop'ev P.S. Control of spin functionality in ZnMnSe-based structures: spin switching vs. spin alignment // Appl. Phys. Lett. -2003. -V. 82, N11. - P.1700-1702.
38. Chen W.M., Buyanova I.A., Rudko G.Yu., Mal'shukov A.G., Chao K.A., Toropov A.A., Sorokin S.V., Ivanov S.V., Kop'ev P.S. Exciton spin relaxation in dilute magnetic semiconductor ZnMnSe/CdSe superlattices: Effect of spin splitting and role of LO phonons // Phys. Rev. B.-2003.- V.67, N12.- P.125313-125317.
39. Rudko G. Yu., Buyanova I. A., Chen W. M., Xin H.P., Tu C. W. Temperature behavior of GaNP bandgap energy // Solid-State Electronics. - 2003. -V.47. - P. 493-496.
40. Buyanova I.A., Rudko G.Yu., Chen W.M., Toropov A.A., Sorokin S.V., Ivanov S.V., Kop'ev P.S. Resonant suppression of exciton spin relaxation in Zn0.96Mn0.04Se/CdSe superlattices // J. Appl. Phys. -2003.- V. 93, N 10. - P. 7352 - 7354.
41. Indytnyy I.Z., Lisovskyy I.P., Mazunov D.O., Shepelyavyi P.E., Rudko G.Yu., Dan'ko V.A., Gule E.G. Light-emitting SiOx-nc-Si Films Produced by Vacuum Evaporation // Thirteenth International Summer School on Vacuum, Electron and Ion Technologies, Varna, Bulgaria, 15-19 September, 2003.- P. 66-67.
42. Indytnyy I.Z., Lisovskyy I.P., Mazunov D.O., Rudko G.Yu., Shepelyavyi P.E., Dan'ko V.A. Light-Emitting Composite SiOx/Si Films Produced by Vacuum Evaporation // TMS Annual Meeting (March 14-18, 2004, Charlotte, North Caroline, USA). - Proceedings. - P.180.
43. Pikaruk O.O., Rudko G.Yu., Gule E.G., Klimovskaya A.I. New infrared luminescence band in silicon nanowires // The International Symposium on Optical Science and Technology, SPIE 49th Annual Meeting (2-6 August, 2004, Denver, Colorado, USA). - Abstracts. - N5510-05.
44. Ворона І.П., Рудько Г.Ю., Шепелявий П.Є., Юхимчук В.О. Про зв'язок фотолюмінесценції з парамагнітними дефектами в SiOx плівках // ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (20-24 вересня, 2004, Чернівці - Вижниця). - Тези доповідей. - С. 203.
45. Induntyy I.Z., Lisovskyy I.P., Mazunov D.O., Shepelyavyj P.E., Rudko G.Yu., Dan'ko V.A. Optical study of thermally induced phase separation in evaporated SiOx films // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. -2004. - V.7, N 2. - P.161-167.
Анотація
Рудько Г.Ю. "Структурні перетворення та зміни енергетичного спектру в напівпровідникових матеріалах електроніки при легуванні та пониженні розмірності". - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2005.
Дисертація присвячена дослідженню механізмів фізичних процесів, насамперед, структурних перетворень та змін енергетичного спектру, які відбуваються в напівпровідникових матеріалах при легуванні та пониженні розмірності. Вивчені зміни фотолюмінесценції та поглинання напівпровідників, які відбуваються в результаті їх легування із застосуванням різних методів (імплантаційне, ізовалентне, легування при тривалих термовідпалах, магнітними домішками, при високих концентраціях легуючої домішки). Досліджені низькорозмірні кремнієві матеріали, які випромінюють у видимому діапазоні довжин хвиль, зокрема виявлено два нових світловипромінюючих матеріали - анізотропно травлений та ниткоподібний кремній. Виявлені та досліджені нові властивості спінової релаксації в квантових ямах та надгратках на основі напівмагнітних напівпровідників - наявність двох спіново-залежних каскадів енергетичної релаксації екситонів, пригнічення спін-фліп переходів при малих значеннях хвильового вектора, вплив спінового розщеплення на спінову релаксацію.
Ключові слова: напівпровідник, фотолюмінесценція, легування, поглинання, дефект, екситон, спін.
Abstract
Rudko G.Yu. Structural transformations and changes of the energy spectrum in semiconductor materials for electronics at doping and spatial confinement.-Manuscript.
Dissertation for a doctor of sciences degree of physics-mathematical sciences by speciality 01.04.10 - physics of semiconductors and insulators. The Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics of NAS of Ukraine, Kyiv, 2005.
Dissertation deals with the investigation of the mechanisms of the physical properties, namely, structural and energy spectrum changes that occur in semiconductors at doping and quantum confinement of carriers. The changes of the photoluminescence and absorption of semiconductors at different doping types - isoelectronic, implantational, due to prolongated annealings, with magnetic impurities, with high concentrations of doping impurity. The low-dimensional silicon materials are investigated and two new light-emitting materials are found - anisotropically etched silicon and filament-like silicon. New properties of spin relaxation in quantum wells and superlattices are observed - the presence of two spin-dependent cascades of energy relaxation of excitons, suppression of spin-flip transitions at low values of the wave vectors, influence of the spin-splitting on the spin relaxation.
Keywords: semiconductor, photoluminescence, doping, absorption, defect, exciton, spin.
Аннотация
Рудько Г.Ю. "Структурные преобразования и изменения энергетического спектра в полупроводниковых материалах электроники при легировании и понижении размерности". - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева НАН Украины, Киев, 2005.
В диссертации исследованы механизмы физических процессов, в первую очередь, структурных преобразований и изменений энергетического спектра, а также процессов энергетической и спиновой релаксации экситонов, которые происходят в полупроводниковых материалах при легировании, понижении размерности и совместном действии обоих факторов.
Изучены изменения фотолюминесценции и поглощения полупроводников при различных типах легирования: изовалентном, имплантационном, при продолжительных термоотжигах, магнитными примесями, при высоких концентрациях легирующей примеси. При исследованиях изовалентного легирования использовалось три варианта легирования - примесями, которые создают примесные уровни в запрещенной зоне, примесями, которые не создают таких уровней, и легирование материалов с цепочками магнитных ионов путем альтернативного замещения магнитных или немагнитных ионов. Обнаружены такие новые эффекты: снижение темпа температурного изменения ширины запрещенной зоны GaNxP1-x с ростом содержания азота в области концентраций, соответствующей переходу от прямозонного материала к непрямозонному; понижение температуры электроактивации имплантированной в кремний легирующей примеси фосфора при постимплантационной обработке в водородно-азотной плазме ВЧ-разряда; участие примеси бора в образовании электрически-активных комплексов глубоких термодоноров при термоотжигах кислородосодержащих кристаллов p-Si(В).
Влияние понижения размерности на оптические свойства изучено на примере кремниевых материалов, таких как композитные материалы SiOx, содержащие кремниевые нанокластеры в кристаллическом и аморфном состояниях, пористый и химически травленный кремний, нитевидные кристаллы кремния. Обнаружены два новых кремниевых материала, которые излучают в видимом диапазоне длин волн, - анизотропно химически травленный и нитевидный кремний.
Совместное влияние легирования и понижения размерности на энергетический спектр полупроводников и структур на их основе изучено на примере структур, содержащих квантовые ямы и сверхрешетки, легированные магнитными примесями. Обнаружены и исследованы новые свойства спиновой релаксации в сверхрешетках на основе полумагнитных полупроводников и слоях полумагнитных полупроводников. По спектрам горячей фотолюминесценции в магнитном поле установлено наличие двух каскадов энергетической релаксации экситонов в пределах каждой из двух спин-расщепленных экситонных подзон, свидетельствующие о том, что спин-флип переходы являются менее вероятными, чем релаксация с испусканием LO фонона. Обнаружено подавление спин-флип переходов с верхней экситонной подзоны на нижнюю при малых значениях волнового вектора экситона. Выявлено влияние спинового расщепления на спиновую релаксацию: при величинах спинового расщепления, превышающих значение энергии LO фонона. Реализовано два типа модельных структур для спинтроники - спиновый поляризатор и спиновый переключатель.
Ключевые слова: полупроводник, фотолюминесценция, легирование, поглощение, дефект, экситон, спин.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Некристалічні напівпровідникові халькогеніди застосовуються в системах реєстрації, збереження й обробки оптичної інформації. При взаємодії світла з ними в них відбуваються фотостимульовані перетворення, які приводять до зміни показника заломлення.
курсовая работа [410,3 K], добавлен 17.12.2008Класифікація напівпровідникових матеріалів: германія, селену, карбіду кремнію, окисних, склоподібних та органічних напівпровідників. Електрофізичні властивості та зонна структура напівпровідникових сплавів. Методи виробництва кремній-германієвих сплавів.
курсовая работа [455,9 K], добавлен 17.01.2011Кристалічна структура та фононний спектр шаруватих кристалів. Формування екситонних станів у кристалах. Безструмові збудження електронної системи. Екситони Френкеля та Ваньє-Мотта. Екситон - фононна взаємодія. Екситонний спектр в шаруватих кристалах.
курсовая работа [914,3 K], добавлен 15.05.2015Основні 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 07.02.2014Природа і спектральний склад сонячного світла, характер його прямого та непрямого енергетичного перетворення. Типи сонячних елементів на основі напівпровідникових матеріалів. Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2014Методи створення селективних сенсорів. Ефект залежності провідності плівки напівпровідникових оксидів металів від зміни навколишньої атмосфери. Види адсорбції. Природа адсорбційних сил. Установка для вимірювання вольт-амперних характеристик сенсора.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.05.2013Сутність оптичної нестабільності (ОП). Модель ОП системи. Механізми оптичної нелінійності в напівпровідникових матеріалах. Оптичні нестабільні пристрої. Математична модель безрезонаторної ОП шаруватих кристалів. Сутність магнітооптичної нестабільність.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 13.06.2010Суть 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 30.06.2010Теплові процеси в елементах енергетичного обладнання. Задача моделювання теплових процесів в елементах енергетичного обладнання в спряженій постановці. Математична модель для розв’язання задач теплообміну стосовно елементів енергетичного обладнання.
автореферат [60,0 K], добавлен 13.04.2009Фазові перетворення, кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень. Стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію. Динаміка переходів цирконію, розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 02.02.2010Дослідження перехідних процесів в лінійних ланцюгах першого порядку (диференцюючи та интегруючи ланцюги), нелінійних ланцюгів постійного струму, ланцюгів, що містять несиметричні нелінійні єлементи. Характеристики і параметри напівпровідникових діодів.
курс лекций [389,7 K], добавлен 21.02.2009Електрофізичні властивості напівпровідників та загальні відомості і основні типи напівпровідникових розмикачів струму. Промислові генератори імпульсів на основі ДДРВ й SOS-діодів, дрейфовий діод з різким відновленням, силові діоди на базі P-N переходів.
дипломная работа [254,4 K], добавлен 24.06.2008Фазові перетворення та кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень, стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію, особливості динаміки переходів. Розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 14.02.2010Термічні параметри стану. Термодинамічний процес і його енергетичні характеристики. Встановлення закономірностей зміни параметрів стану робочого і виявлення особливостей перетворення енергії. Ізобарний, політропний процес і його узагальнююче значення.
контрольная работа [912,9 K], добавлен 12.08.2013Навчальна програма для загальноосвітніх шкільних закладів для 7-12 класів по вивченню теми "Напівпровідники". Структура теми: електропровідність напівпровідників; власна і домішкова провідності; властивості р-п-переходу. Складання плану-конспекту уроку.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 29.04.2014Вивчення основних закономірностей тліючого розряду. Дослідження основних властивостей внутрішнього фотоефекту. Експериментальне вивчення ємнісних властивостей p–n переходів. Дослідження впливу електричного поля на електропровідність напівпровідників.
методичка [389,4 K], добавлен 20.03.2009Сутність технології GаАs: особливості арсеніду галію і процес вирощування об'ємних монокристалів. Загальна характеристика молекулярно-променевої епітаксії, яка потрібна для отримання плівок складних напівпровідникових з’єднань. Розвиток технологій GаАs.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 25.10.2011Загальна характеристика основних видів альтернативних джерел енергії. Аналіз можливостей та перспектив використання сонячної енергії як енергетичного ресурсу. Особливості практичного використання "червоного вугілля" або ж енергії внутрішнього тепла Землі.
доклад [13,2 K], добавлен 08.12.2010Види аналізаторів спектру, їх особливості. Призначення і функціональні схеми базових приладів. Пояснення до функціональної схеми аналізатора частотного спектру генератора звукового та ультразвукового діапазону коливань. Вольтметр універсальний В7-16.
курсовая работа [303,0 K], добавлен 31.01.2014Вивчення принципів перетворення змінної напруги в постійну. Дослідження основ функціональної побудови джерел живлення. Аналіз конструктивного виконання випрямлячів, інверторів, фільтрів, стабілізаторів. Оцінка коефіцієнтів пульсації за даними вимірювань.
методичка [153,2 K], добавлен 29.11.2010
