Издателям
Вышедшие номера
Особенности формирования и свойства светоизлучающих структур на основе ионно-синтезированных нанокристаллов кремния в матрицах SiO2 и Al2O3
Михайлов А.Н.1, Белов А.И.1, Костюк А.Б.1, Жаворонков И.Ю.1, Королев Д.С.1, Нежданов А.В.1, Ершов А.В.1, Гусейнов Д.В.1, Грачева Т.А.1, Малыгин Н.Д.1, Демидов Е.С.1, Тетельбаум Д.И.1
1Научно-исследовательский физико-технический институт Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Email: tetelbaum@phys.unn.ru
Поступила в редакцию: 25 апреля 2011 г.
Выставление онлайн: 20 января 2012 г.

Выполнено комплексное сравнительное исследование слоев оксидов SiO2 и Al2O3 с нанокристаллами Si, сформированными путем имплантации ионов Si+ и высокотемпературного отжига. Информация о морфологии, фазовом составе, структуре и люминесцентных свойствах массивов ионно-синтезированных нанокристаллов Si получена с использованием методов конфокальной рамановской микроскопии, рентгеновской дифракции, инфракрасной Фурье-спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса и фотолюминесценции. Установлено, что особенности образования нанокристаллов, их распределение по глубине, структура и характер химических связей подобны для обеих оксидных матриц, но обусловленная нанокристаллами фотолюминесценция в диапазоне длин волн 600-1000 nm в матрице Al2O3 имеет место только в случае формирования вокруг нанокристаллов Si оболочек SiO2. Необходимое для формирования оболочек окисление поверхности нанокристаллов возможно как за счет избыточного кислорода в матрице Al2O3 (случай имплантации Si в осажденную пленку Al2O3), так и за счет притока кислорода из атмосферы отжига (случай имплантации Si в сапфир). Для проверки квантово-размерного механизма излучения света анализируются данные по температурной зависимости фотолюминесценции. Проанализированы также механизмы токопереноса и возбуждения электролюминесценции в диодных структурах на основе тонких ионно-синтезированных слоев с нанокристаллами кремния. Работа выполнена частично в рамках АВЦП "Развитие научного потенциала высшей школы", ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России", гранта Президента РФ (МК-185.2009.2) и гранта РФФИ (10-02-00995).
  • L. Pavesi, R. Turan. Silicon Nanocrystals: Fundamentals, Synthesis and Applications. WILEY-VCH Verlag GmbH \& Co, KGaA, Weinheim (2010). 613 p
  • T. Inokuma, Y. Wakayama, T. Muramoto, R. Aoli, Y. Kurata, S. Hasegawa. J. Appl. Phys. 83, 2228 (1998)
  • S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi. Phys. Rev. B 62, 16 820 (2000)
  • T. Shimizu-Iwayama, S. Nakao, K. Saitoh. Appl. Phys. Lett. 65, 1814 (1994)
  • B. Barrido Fernandez, M. Lopez, C. Garcia, A. Perez-Rodriguez, J.R. Morante, C. Bonafos, M. Carrada, A. Claverie. J. Appl. Phys. 91, 798 (2002)
  • Д.И. Тетельбаум, О.Н. Горшков, А.П. Касаткин, А.Н. Михайлов, А.И. Белов, Д.М. Гапонова, С.В. Морозов. ФТТ 47, 17 (2005)
  • A. Sa'ar. J. Nanophotonics 3, 032 501 (2009)
  • B. Garrido, M. Lopez, A. Perez-Rodriguez, C. Garcia, P. Pellegrino, R. Ferre, J.A. Moreno, J.R. Morante, C. Bonafos, M. Carrada, A. Claverie, J. de la Torre, A. Souifi. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B 216, 213 (2004)
  • M.V. Wolkin, J. Jorne, P.M. Fauchet, G. Allan, C. Delerue. Phys. Rev. Lett. 82, 197 (1999)
  • S. Yerci, U. Serincan, I. Dogan, S. Tokay, M. Genisel, A. Aydinli, R. Turan. J. Appl. Phys. 100, 074 301 (2006)
  • Д.И. Тетельбаум, А.Н. Михайлов, А.И. Белов, А.В. Ершов, Е.А. Питиримова, С.М. Планкина, В.Н. Смирнов, А.И. Ковалев, Д.Л. Вайнштейн, R. Turan, S. Yerci, T.G. Finstad, S. Foss. ФТТ 51, 385 (2009)
  • L. Bi, J.Y. Feng. J. Lumin. 121, 95 (2006)
  • P.D.J. Calcott, K.J. Nash, L.T. Canham, M.J. Kane, D. Brumhead. J. Phys.: Cond. Matter 5, L91 (1993)
  • G. Franzo, A. Irrera, E.C. Moreira, M. Miritello, F. Iacona, D. Sanfilippo, G. Di Stefano, P.G. Fallica, F. Priolo. Appl. Phys. A 74, 1 (2002)
  • B.Y. Park, S. Lee, K. Park, C.H. Bae, S.M. Park. J. Appl. Phys. 107, 014 314 (2010)
  • T. Creazzo, B. Redding, E. Marchena, J. Murakowski, D.W. Prather. J. Lumin. 130, 631 (2010)
  • Е.С. Демидов, Н.Е. Демидова, В.В. Карзанов, К.А. Марков, В.В. Сдобняков. ФТТ 51, 385 (2009)
  • D.I. Tetelbaum, A.N. Mikhaylov, V.K. Vasiliev, A.I. Belov, A.I. Kovalev, D.L. Wainstein, Yu.A. Mendeleva, T.G. Finstad, S. Foss, Y. Golan, A. Osherov. Surf. Coat. Technol. 203, 2658 (2009)
  • А.Ф. Зацепин. ФТТ 52, 1104 (2010)
  • M.Ya. Vakakh, V.A. Yukhimchuk, V.Ya. Bratus', A.A. Konchits, P.L.F. Hemment, T. Komoda. J. Appl. Phys. 85, 168 (1999)
  • B.D. Evans, G.J. Pogatshnik, Y. Chen. Nucl. Instr. Meth. Phys. Rev. B 91, 258 (1994)
  • D. Barba, F. Martin, G.G. Ross. Nanotechnol. 19, 115 707 (2008)
  • J.F. Ziegler. J. Appl. Phys. 85, 1249 (1999)
  • J. Zi, H. Buscher, C. Falter, W. Ludwig, K. Zhang, X. Xie. Appl. Phys. Lett. 69, 200 (1996)
  • J. Macia, E. Martin, A. Perez-Rodriguez, J. Jimenez, J.R. Morante, B. Aspar, J. Margail. J. Appl. Phys. 82, 3730 (1997)
  • Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. Энергоатомиздат, М. (1991). 1232 с
  • М. Бродски. Аморфные полупроводники. Мир, М. (1982). 419 с
  • M.L. Brongersma, A. Polman, K.S. Min, E. Boer, T. Tambo, H.A. Atwater. Appl. Phys. Lett. 72, 2577 (1998)
  • J. Heitmann, F. Muller, L. Yi, M. Zacharias, D. Kovalev, F. Eichhorn. Phys. Rev. B 69, 195 309 (2004)
  • J. Wang, M. Righini, A. Gnoli, S. Foss, T. Finstad, U. Serincan, R. Turan. Solid State Commun. 147, 461 (2008)
  • S. Kuck. Appl. Phys. B 72, 515 (2001)
  • W.R. Harrell, J. Frey. Solid Films 352, 195 (1999)
  • S.M. Sze, K.K. Ng. Phys. Semicond. Devices. Wiley, Hoboken (2007). 815 p
  • M. Kulakci, U. Serincan, R. Turan. Semicond. Sci. Technol. 21, 1527 (2006)
  • O. Jambois, A. Vila, P. Pellegrino, J. Carreras, A. Perez-Rodriguez, B. Garrido, C. Bonafos, G. BenAssayag. J. Lumin. 121, 356 (2006)
  • 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.