Формирование нанокристаллов кремния в многослойных нанопериодических структурах a-SiO-=SUB=-x-=/SUB=-/диэлектрик по результатам синхротронных исследований

Abstract

Изучен вопрос эффективности контролируемого формирования массивов кремниевых наночастиц на осно-ве детальных исследований электронного строения многослойных нанопериодических структур a-SiOx /SiO 2 , a-SiOx /Al 2 O 3 и a-SiOx /ZrO 2 . С применением синхротронного метода спектроскопии ближней тонкой структуры края рентгеновского поглощения обнаружена модификация исследованных структур под вли-янием высокотемпературного отжига при максимальной температуре 1100• C, объясняемая образованием нанокристаллов кремния в слоях светоизлучающих многослойных структур. DOI: 10.21883/FTP.2017.03.44208.8374 1. Введение С момента получения видимой фотолюминесценции на пористом кремнии [1] вопросы формирования крем-ниевых наноструктур, обладающих стабильными во вре-мени светоизлучательными свойствами, являются чрез-вычайно актуальными. Поэтому создание структур, со-держащих в диэлектрических слоях массивы нанокри-сталлов/кластеров кремния (nc-Si/ncl-Si), представляет большой научный и практический интерес [2-4]. Полу-чение массивов nc-Si заданных размеров представляет собой сложную задачу, решение которой может позво-лить эффективно контролировать излучательные свой-ства. Одним из возможных выходов является получе-ние многослойных нанопериодических структур (МНС) с фиксированными толщинами нанослоев, содержащих формируемые nc-Si, которые расположены между нано-слоями другого материала (например, SiO 2 , Al 2 O 3 или ZrO 2 ), ограничивающего размеры нанокристаллов [4][5][6][7]. Нанослоями, содержащими nc-Si, могут быть слои суб-оксида кремния (SiO x ) при условии их термического диспропорционирования на элементарный кремний и диоксид кремния. Для исследования изменений, про-исходящих при формировании и высокотемпературных отжигах (ВТО) подобных МНС, важно применение неразрушающих методов диагностики, чувствительных к составу и структуре поверхности, границам раздела, ло-кальному атомному окружению. К таковым традиционно относятся методы рентгеновской спектроскопии [8,9], в частности метод спектроскопии ближней тонкой струк-туры края рентгеновского поглощения (XANES -X-ray absorption near edge structure) с использованием синхротронного излучения [10][11][12]. Ранее исследования поверхностных слоев (∼ 5 нм) для МНС a-SiO x /Al 2 O 3 показали образование ncl-Si [7,12] в результате ВТО. Далее для этого же типа структур, без их разрушения, по данным Si K-спектров XANES и в более глубоких слоях (∼ 65 нм) нами было показано эффективное формиро-вание nc-Si [13]. В настоящей работе с применением высокоинтенсивного синхротронного излучения изучено формирование наночастиц кремния в МНС с тремя различными материалами диэлектрической прослойки:

Квантовые точки "ядро--оболочка" Ge/Si в матрице оксида алюминия: влияние температуры отжига на оптические свойства

“…Цель данной работы -получение методом, предложенным в [20][21][22] и модернизованным в работах [23][24][25], квантовых точек ядро−оболочка Ge/Si в матрице из оксида алюминия, аналогичных рассмотренным в работах [16,17], и исследование оптических свойств полученных структур при разных соотношениях компонентов и разных температурах отжига.…”

Дозовая Зависимость Формирования Нанокристаллов В Имплантированных Гелием Слоях Кремния

“…Попытки формирования защитных пленок на поверхности пористого кремния не дали должного результата. В настоящее время для получения защищенных нанокристаллов кремния используются различные матрицы: аморфного кремния [5], оксида и карбида кремния [6].…”