Издателям
Вышедшие номера
Двухстадийная конверсия кремния в наноструктурированный углерод методом согласованного замещения атомов
Переводная версия: 10.1134/S1063783419030193
Кукушкин С.А.1, Осипов А.В.1,2, Феоктистов Н.А.2
1Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия
2Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: sergey.a.kukushkin@gmail.com
Поступила в редакцию: 20 сентября 2018 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2019 г.

Рассмотрен принципиально новый метод получения эпитаксиальных слоев наноструктурированного углерода на кремниевых подложках. Эпитаксиальный рост в случае, казалось бы, несовместимых решеток достигается за счет конверсии кристалла методом согласованного замещения атомов, при котором не разрушается общая структура связей между атомами. На первой стадии конверсии первая половина атомов кремния Si согласованно замещается на атомы углерода C за счет реакции Si с газом CO, при этом получается эпитаксиальный слой кубического карбида кремния SiC-3C. На второй стадии конверсии оставшаяся половина атомов Si согласованно замещается на атомы C за счет реакции SiC с газом CF4. В зависимости от ориентации поверхности кремния, давления газа-реагента, температуры и времени роста, получаются углеродные структуры с различными свойствами, от наноалмазов до нанотрубок и луковичного углерода. Ключевой особенностью данного метода является то, что подложка упорядочивает образующиеся структуры, используя исходные химические связи между атомами в кремнии. Термин "согласованно" означает, что новые химические связи образуются одновременно и согласованно с уничтожением старых связей. Представлены данные по дифракции электронов и анализу рамановских и эллипсометрических спектров полученных образцов наноструктурированного углерода на кремниевых подложках. Обсуждаются два конкурирующих механизма роста. Работа выполнена при использовании оборудования Уникального стенда (УНО) "Физика, химия и механика кристаллов и тонких пленок" ФГУП ИПМаш РАН.
  • W.G. Spitzer, D.A. Kleinman, C.J. Frosch. Phys. Rev. 113, 133 (1959)
  • J. Graul, E. Wagner. Appl. Phys. Lett. 21, 410 (1972)
  • В.Г. Дубровский, Г.Э. Цырлин, В.М. Устинов. ФТП 43, 1585 (2009)
  • J. Li, L. An, C. Lu, J. Liu. Nano Lett. 6, 148 (2006)
  • M. Kumar, S. Kumar, N. Chauhan, D.S. Kumar, V. Kumar, R. Singh. Semicond. Sci. Tech. 32, 085012 (2017)
  • M.V. Dorogov, A.N. Priezzheva, S. Vlassov, I. Kink, E. Shulga, L.M. Dorogin, R. Lohmus, M.N. Tyurkov, A.A. Vikarchuk, A.E. Romanov. Appl. Surf. Sci. 246, 423 (2015)
  • С.К. Гордеев, С.А. Кукушкин, А.В. Осипов, Ю.В. Павлов. ФТТ 42, 2245 (2000)
  • Y. Gogotsi, S. Welz, D.A. Ersoy, M.J. McNallan. Nature 411, 283 (2001)
  • M.G. Jeong, S.H. Yoon, Y.S. Chun, E.S. Lee, D.-S. Lim. Carbon 79, 19 (2014)
  • С.А. Кукушкин, А.В. Осипов, Н.А. Феоктистов. ФТТ 56, 1457 (2014)
  • S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. J. Phys. D 50, 464006 (2017)
  • S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. J. Phys. D 47, 313001 (2014)
  • С.А. Кукушкин, А.В. Осипов. ФТТ 60, 1841 (2018)
  • S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. Physica B 512, 26 (2017)
  • С.А. Кукушкин, А.В. Осипов. ФТП 47, 1575 (2013)
  • G.E. Jellison, Jr., J.D. Hunn, Ho Nyung Lee. Phys. Rev. B 76, 085125 (2007)
  • Detonation Nanodiamonds: Science and Applications / Eds A. Vul', O. Shenderova Pan Stanford Publishing, Singapore (2014)
  • J.-Ch. Arnault. Nanodiamonds. Advanced Material Analysis, Properties and Applications. Elsevier, Cambridge (2017)
  • Е.А. Беленков, В.В. Ивановская, А.Л. Ивановский. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы. УРО РАН Екатеринбург, (2008)
  • А.Е. Алексенский, М.В. Байдакова, А.Я. Вуль, А.Т. Дидейкин, В.И. Сиклицкий, С.П. Вуль. ФТТ 42, 1531 (2000)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.