Люминесценция оксидных пленок, полученных молекулярным наслаиванием

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Показаны возможности метода люминесценции при исследовании структур Si–оксид и Si–SiO2–оксид. Предложена модель электронного строения слоев Ta2O5 и TiO2, позволяющая объяснить вид спектрального распределения люминесценции независимо от способа ее возбуждения. Сопоставление спектров люминесценции одиночных оксидных слоев со спектром структур Si–SiO2–оксид позволило сделать заключение о процессах взаимодействия между слоями при формировании слоистой структуры и оценить ширину запрещенной зоны: Ta2O5 – 4.4 эВ, TiO2 – 3.3 эВ. Формирование Ta2O5 на поверхности SiO2 приводило к трансформации в приповерхностной области SiO2, проявляющейся в уменьшении интенсивности полосы люминесценции 1.9 эВ, и образованию дефектов – центров люминесценции в области 3 эВ. Синтез TiO2 на поверхности SiO2 не сопровождался изменениями в спектрах люминесценции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. П. Барабан

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: alnbaraban@yandex.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

В. А. Дмитриев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: w.dmitriew@spbu.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

А. В. Дрозд

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Ю. В. Петров

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Ю. В. Петров

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

И. Е. Габис

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

А. А. Селиванов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Россия, г. Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Malygin A.A., Drozd V.E., Malkov A.A., Smirnov V.M. // Chem. Vap. Deposition. 2015. V. 21. P. 216. https://doi.org/10.1002/cvde.201502013
  2. Perevalov T.V., Volodin V.A., Kamaev G.N. et al. // J. Non. Cryst. Sol. 2022. V. 598. P. 121925 (1–8). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121925
  3. Перевалов Т.В., Гриценко В.А. // Успехи физ. наук. 2010. Т. 180. С. 587. https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201006b.0587
  4. Robertson J., Wallace R.M. // Mater. Sci. Eng. R Rep. 2015. V. 88. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.mser.2014.11.001
  5. Kim K.M., Choi B.J., Shin Y.C. et al. // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 91. P. 012907. https://doi.org/10.1063/1.2749846
  6. Baraban A.P., Dmitriev V.A., Drozd V.E. et al. // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 055307–5. https://doi.org/10.1063/1.4941270
  7. Барабан А.П., Денисов Е.А., Дмитриев В.А. и др. // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. С. 427. https://doi.org/10.21883/FTP.2020.04.49153.9312
  8. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Дрозд В.Е. и др. // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. С. 224. https://doi.org/10.21883/OS.2020.02.48964.282–19
  9. Барабан А.П., Селиванов А.А., Дмитриев В.А. и др.// Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. С. 13. https://doi.org/10.21883/PJTF.2019.06.47491.17637
  10. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Прокофьев В.А. и др. // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. С. 10.
  11. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Петров Ю.В. Электролюминесценция в твердотельных слоистых структурах на основе кремния. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2009. 195 с.
  12. Sekido Y. // Electron. Com. Jpn. Pt 2. 1994. V. 77. P. 54. https://doi.org/10.1002/ecjb.4420770607
  13. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Петров Ю.В., Тимофеева К.А. // Изв. вузов. Электроника. 2013. № 2 (100). С. 71.
  14. Drouin D. // Microscopy and Microanalysis. 2006. V. 12. P. 1512. https://doi.org/10.1017/S1431927606069686
  15. Барабан А.П., Булавинов В.В., Трошихин А.Г. // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. С. 27
  16. Baraban A.P., Samarin S.N., Prokofiev V.A. et al. // J. Lumin. 2019. V. 205. P. 102. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.09.009
  17. Ярмаркин В.К., Шульман С.Г., Леманов В.В. // ФТТ. 2008. Т. 50. Вып. 10. С. 1767.
  18. Goepel W., Rocker G. // Phys. Rev. B. 1983. V. 28. P. 3427. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.28.3427
  19. Choi B.J., Jeong D.S., Kim S.K., Rohde C. et al. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 033715. https://doi.org/10.1063/1.2001146
  20. Strukov D.B., Williams R.S. // Appl. Phys. A. 2009. V. 94. P. 515. https://doi.org/10.1007/s00339-011-6578-7

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спектры ЭЛ (1), КЛ при энергии возбуждения 5 кэВ и токе пучка 5 нА (2), ФЛ при энергии возбуждения 4.1 эВ (3) и возбуждения ФЛ в области 2.8 эВ (4) структур Si–Ta2O5 (100 нм) (а). Пример аппроксимации спектра ЭЛ, номера полос соответствуют номерам в табл. 1 (б).

Скачать (34KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры КЛ структур: Si–Ta2O5 (1), Si–SiO2 (2) и Si–SiO2–Ta2O5 (3), полученные при энергии пучка 5 кэВ. Ток пучка 5 нА. Модельный спектр – 4. Толщины слоев: Ta2O5 – 100, SiO2 – 50 нм.

Скачать (21KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектры структур Si–TiO2: КЛ (5 КэВ, 5 нА): исходный спектр (1), после предварительной электроформовки структуры (2), разность спектров (1 и 2, 3); спектр ФЛ при возбуждении в полосе 275 нм (4.5 эВ) (4).

Скачать (19KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры КЛ (5 КэВ, 5 нА) структур: Si–TiO2 (1), Si–SiO2–TiO2 (2), Si–SiO2 (3), сумма спектров (4), Si–SiO2–TiO2 после электроформовки (mod) (5). Толщины: TiO2 – 28, SiO2 – 40 нм.

Скачать (25KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Электронное строение оксидных слоев Si–Ta2O5 (а) и Si–TiO2 (б).

Скачать (33KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Рассчитанный коэффициент пропускания слоя TiO2 (толщина слоя 28 нм) на основе КЛ-измерений (1) и спектр отражения структуры Si–TiO2 (18 нм) (2).

Скачать (17KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024