Радіаційно-стимульовані ефекти в кремній-оксидних плівках з нановключеннями кремнію
Зв'язок між структурою, складом вихідної оксидної матриці і характеристиками нановключень кремнію, утвореними внаслідок фазового розділення SiOx. Вплив радіаційно-термічних обробок на структурні та світловипромінювальні властивості тонкоплівкових систем.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.08.2015 |
| Размер файла | 97,7 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.
Показано, что при больших дозах ионизирующей радиации (~107 рад) ІФЛ уменьшается до 2 раз. Облучение кремний-оксидных пленок с аморфными нановключениями кремния во всем диапазоне доз приводит только к уменьшению ІФЛ (до 30 %).
Детальное изучение процесса отжига радиационных дефектов в пленках nc-Si/SiО2 показало, что радиационные дефекты, которые приводят к частичному гашению ІФЛ, характеризуются распределенной энергией активации отжига с максимумом 0,96 еВ и частотным фактором 107 с-1. Эти значения практически совпадают с такими, полученными при отжигах быстрых поверхностных состояний в планарных системах Si/SiО2. Следовательно, природа, а также механизм образования указанных дефектов близки. Можно заключить, что в результате многоступенчатой реакции на границе раздела ncSi-SiО2 формируются дефекты (например, оборванные связи кремния и кислорода), которые являются центрами безизлучательной рекомбинации и приводят к частичному гашению ІФЛ.
Впервые показано, что радиационно-термические обработки систем nc-Si/SiО2 существенно увеличивают ІФЛ. Эффект значительного усиления ІФЛ достигнут на образцах, предварительно облученных дозами 107 рад и дополнительно подвергнутых или изохронному отжигу в инертной атмосфере при температурах 200 - 500 оС (до 5 раз), или отжигу при температуре 450 оС в атмосфере водорода (до 25 раз). Показано, что радиационно-термическая обработка систем nc-Si/SiО2 (в случае отжигов в аргоне) кроме повышения ІФЛ приводит к смещению (до 40 нм) полосы ФЛ в длинноволновую область спектра, уменьшению концентрации Si-O-Si связей в оксидной матрице, а также к возникновению Ех-центров (вакансий кремния).
Предложен механизм радиационно-термического усиления ІФЛ nc-Si/SiО2 пленок, который состоит в термостимулированной трансформации радиационных дефектов на границе раздела ncSi-SiО2, что приводит к ее структурному упорядочению и увеличению размеров ncSi, вследствие разрыва связей Si-O и формирования новых связей Si-Si на поверхности ncSi. Этот процесс сопровождается образованием вакансий кремния в слое оксидной матрицы, окружающей ncSi. При отжигах в атмосфере водорода данный процесс усиливается под действием атомов водорода, а именно: кроме пассивации, последний играет дополнительную роль восстановителя оксидированных кремниевых связей, что делает такие обработки более эффективными, чем в инертной среде.
Ключевые слова: нановключения кремния, нанокристаллы кремния, кремний-оксидные пленки, г-облучение, ИК-спектроскопия, фотолюминесценция, радиационные дефекты.
ABSTRACT
Voitovych M. V. Radiation-induced effects in silicon oxide films with silicon nanoinclusions. - Manuscript.
Thesis for the Ph. D. degree in speciality 01.04.07 - solid state physics - V. Lashkaryov Institute of Semiconductor Physics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2009.
Influence of radiation and radiation-thermal treatments on structural and light-emitting properties of silicon oxide films with embedded silicon nanoinclusions.
It was shown firstly that small doses (103-105 rad) of г-irradiation lead to enhancement of photo-luminescence intensity in nc-Si/SiO2 samples. This effect was explained by radiation-induced passivation of recombination centers on the nanocrystalls surface. It was shown that after high doses (~107 rad) of irradiation photo-luminescence intensity decreased up to 2 times. Radiation treatment of silicon oxide films with embedded amorphous silicon inclusions resulted in photo-luminescence intensity decrease within the whole (103-107 rad) range of doses. Radiation defects which bring to partial quenching of photoluminescence are characterized with distributed activation energy of annealing with peak position at 0,96 eV and frequency factor of 107 с-1. Nature of such defects and mechanisms of their creation are discussed.
The effect of significant (up to 25 times) photoluminescence enhancement was detected on the nc-Si/SiО2 samples which were irradiated with doses of 107 rad and additionally treated by isochronal annealing (200 - 500 оС) in the inert atmosphere or were annealed at the temperature of 450 оС in the hydrogen ambient. The mechanism of radiation-thermal photoluminescence intensity increase was suggested.
Key words: silicon nanoinclusions, silicon nanocrystals, silicon oxide films,
г-irradiation, IR-spectroscopy, photoluminescence, radiation defects.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Фізичні основи процесу епітаксія, механізм осадження кремнію з газової фази. Конструкції установок для одержання епітаксійних шарів кремнію. Характеристика, обладнання молекулярно-променевої епітаксії. Легування, гетероепітаксія кремнію на фосфіді галію.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 29.10.2010Характеристика основних даних про припої та їх використання. Особливості пайки напівпровідників, сполук припоїв і режимів пайки германія й кремнію. Сполуки низькотемпературних припоїв, застосовуваних при пайці германія й кремнію. Паяння друкованих плат.
курсовая работа [42,0 K], добавлен 09.05.2010Класифікація 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 17.01.2011Види оптичних втрат фотоелектричних перетворювачів. Спектральні характеристики кремнієвих ФЕП. Відображення в інфрачервоній області спектру ФЕП на основі кремнію. Вимір коефіцієнта відбиття абсолютним методом. Характеристика фотометра відбиття ФО-1.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 17.11.2015Природа 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 17.06.2014Фазові 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 14.02.2010Фазові 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 02.02.2010Феромагнітні 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 15.10.2013Електрофізичні властивості гранульованих плівкових сплавів в умовах дії магнітного поля. Дослідження електрофізичних властивостей двошарових систем на основі плівок Ag і Co, фазового складу та кристалічної структури. Контроль товщини отриманих зразків.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 08.07.2014Розгляд поняття, способів вираження хімічної чистоти та розділення матеріалів. Характеристика сорбційних (абсорбція, адсорбція), кристалічних процесів, рідинної екстракції, перегонки через газову фазу (закони Коновалова) та хімічних транспортних реакцій.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 05.04.2010Сутність електрофізичних, електрохімічних, термічних та хіміко-термічних методів обробки конструкційних матеріалів. Математичні моделі процесу електрохімічного травлення голки тунельного мікроскопу. Заточування голки за допомогою явища електролізу.
курсовая работа [516,1 K], добавлен 16.06.2014Вимоги до роботи нагрівальних печей. Основні сучасні способи економії енергії в камерних нагрівальних і термічних печах: зменшення теплового дефіциту металу, зниження втрат теплоти в навколишнє середовище і підвищення коефіцієнта її використання.
курсовая работа [45,5 K], добавлен 22.09.2012Магнітні 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 18.06.2013Види 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 19.04.2016Характеристики 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 09.06.2008Расчет фазового равновесия системы жидкость–пар бинарных и многокомпонентных смесей. Определение параметров их теплофизических свойств. Термодинамические основы фазового равновесия растворов. Теория массопередачи при разделении смеси методом ректификации.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.03.2015Розмірні і температурні ефекти та властивості острівцевих плівок сплаву Co-Ni різної концентрації в інтервалі товщин 5-35 нм та температур 150-700 К. Встановлення взаємозв’язку морфології, структури та електрофізичних властивостей надтонких плівок.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 12.12.2011Осциллографические методы измерения угла сдвига фаз. Измерение угла сдвига фаз методом линейной развертки. Измерение фазового сдвига путём преобразования во временной интервал. Цифровые фазометры с преобразованием фазового сдвига в постоянное напряжение.
контрольная работа [307,5 K], добавлен 20.09.2015Основні 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 07.02.2014Вплив зовнішнього магнітного поля на частоту та добротність власних мод низькочастотних магнітопружних коливань у зразках феритів та композитів з метою визначення магнітоакустичних параметрів та аналізу допустимої можливості використання цих матеріалів.
автореферат [1,4 M], добавлен 11.04.2009
