Нанометровые кластеры и кристаллы кремния

Подробнее Статья посвящена рассмотрению серии результатов полученных оптическими, электронными методами исследования нанокристаллов кремния, помещенных в различные среды. Одним из объектов нашего изучения являлись наношары кремния, полученные при воздействии мощного пучка электронного ускорителя ЭЛВ-6 (ИЯФ) на монокристаллическую кремниевую мишень с последующим испарением и собиранием атомов кремния в кристаллиты шарообразной формы. От нанопорошка кремния, полученного таким образом, был зарегистрирован сигнал фотолюминесценции в видимой области с широким спектром излучения от красного до голубого. Методом плазмохимического осаждения пленок кремния, его нитридов и оксидов, с помощью наносекундных лазерных воздействий проведено изучение образования нанокристаллов кремния в аморфном кремнии и диэлектриках. При лазерных обработках наблюдалась фазовая трансформация нанокластеров, проявлявшаяся в изменении фононного спектра включений кремния, регистрировавшегося методом Рамановской спектроскопии. Обнаружены особенности в виде ступенеобразной вольт-амперной характеристики, свидетельствующие о возможном вкладе кулоновского ограничения тока, протекающего в одноэлектронном режиме через нанокристаллы в диэлектрике. Проведено предварительное исследование процессов зарядки-разрядки электронных состояний на границе между кремнием и окислами методами измерения дифференциальных емкости и проводимости на переменной частоте при обмене носителями заряда с кремниевыми кластерами в диэлектрике. Экспериментальные результаты сопровождаются оценками, теоретическими выкладками, поясняющими физические механизмы наблюдавшихся явлений, которые в основном содержатся в статьях авторов. В работе обозначаются перспективы использования наблюдаемых эффектов при создании приборных воплощений в области кремниевой нано-, микро- и широкоформатной электроники, таких как плоские экраны, элементы памяти, слаботочные тонкопленочные нанотранзисторы, светоизлучающие диоды.

Благодарности:
Авторы настоящей работы благодарны соавторам публикаций и проведенных работ, касающихся тематики статьи: С. П. Бардаханову, В. В. Болотову, А. В. Вишнякову, А. К. Гутаковскому, Г. М. Жарковой, В. Я. Зырянову, Г. А. Качурину, С. А. Кочубею, А. В. Кретинину, Д. В. Марину, И. Г. Неизвестному, А. А. Попову, Р. А. Салимову, И. В. Самсоновой, В. А. Смирновой, В. А. Терехову, Д. И. Тетельбауму, Л. И. Фединой, С. Г. Черковой, А. Г. Черкову, В. Ф. Шабанову
УДК 537.9, 536.4

Нанометровые кластеры и кристаллы кремния