Главная – Журналы – Поиск по журналам

Подробно описан метод препарирования, позволяющий получить бездефектные поперечные срезы гетероструктур для просвечивающей электронной микроскопии и обеспечивающий достижение атомного разрешения на большой площади. Метод проиллюстрирован примерами изучения гетерограниц сложной формы, селективного окисления и селективного травления сверхрешёток.

Методом молекулярно-лучевой эпитаксии сформированы фоточувствительные слои германия на кремниевой подложке. Исследованы структурные, оптические и фотоэлектрические характеристики плёнок. Полученные данные подтверждают возможность использования изготовленных гетероструктур Ge на Si для создания фотодетекторов спектрального диапазона 1,3-1,55 мкм.

Исследованы электрические, морфологические и оптические свойства тонких плёнок Al, полученных методом магнетронного распыления на слои SiON. Установлено, что рост плёнок Al на SiON подчиняется механизму Странского - Крастанова. На стадии 3D-роста формируются плёнки с кластерной структурой зёрен Al и размером пор до 20-50 нм. Для структур на основе мультислоёв пористый Al/SiON наблюдается поглощение до ∼82 % в диапазоне 1-4,2 мкм с красным смещением при увеличении числа слоёв. Анализ оптических потерь пористых плёнок Al, проведённый методом численного моделирования, показал наличие оптических полос поглощения с линейным увеличением положения максимума поглощения λ_max при увеличении толщины плёнки Al, а также смещение λ_max в длинноволновую область при уменьшении размера кластеров Al и пор между ними.

Продемонстрирована возможность создания полупрозрачного нагревателя на основе тонких плёнок золота. Плёнка золота толщиной 15 нм с поверхностным сопротивлением 3,5 Ом/□ и коэффициентом пропускания в видимом диапазоне 0,4 была напылена на кварцевую подложку методом импульсного лазерного осаждения. Максимальная температура нагрева полупрозрачного нагревателя составила 113 °C при подаваемой мощности 1,2 Вт. При подаче напряжения скорость нагрева варьировалась в диапазоне 1-2 °C/с, а при приближении температуры к стационарному состоянию быстро падала.

Методом каталитического химического осаждения из газовой фазы впервые выращены массивы вертикально ориентированных углеродных нанотрубок (ВОУНТ) на поверхности Si/HfO₂/Fe высотой от 25 до 100 мкм и удельным сопротивлением от 1,5 до 4 Ом · см. Рост ВОУНТ на оксиде гафния наблюдается в интервале температур 625-725 ° C, а при T ≥ 750 ° C не реализуется. При этом температурная зависимость скорости роста ВОУНТ характеризуется величиной ~1,5 эВ. С использованием высокоразрешающей сканирующей электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света показано доминирующее присутствие в массиве нанотрубок с диаметрами от 1 до 10 нм. Обнаружено, что нанокристаллизация HfO₂ при отжиге подложек затрудняет СЭМ-анализ каталитических частиц Fe, размер которых на поверхности исходного аморфного HfO₂ составляет 2-5 нм.

Работа посвящена фундаментальным исследованиям в области наномеханики гофрированных полупроводниковых наномембран из напряжённых гетероструктур. Приводятся результаты исследования магнитотранспорта двумерного электронного газа в гофрированной наномембране из гетероплёнки GaAs/InGaAs.

Приведены результаты по миниатюризации структур кремний-на-изоляторе (КНИ) и элементов КНИ интегральных схем (ИС). Для повышения производительности ИС требовалось увеличить барьеры и тянущие электрические поля за счёт диэлектриков high-k и наноразмеров, что приводило к заметному снижению подвижности носителей заряда при уменьшении длины и толщины канала. Это, наряду с ростом утечки из-за туннельных токов исток/сток, ограничило физическую длину канала 10 нм даже при замене кремния двумерными материалами, такими как графен и дихалькогениды металлов. Трёхмерная интеграция в форме двухзатворных транзисторов с полным обеднением в структурах КНИ с high-k скрытым диэлектриком (h-k ВОХ) в виде так называемых ребристых транзисторов (FinFET) с двумя-четырьмя (опоясывающими - GAA) затворами и каналами из нанопроводов (NW FET), нанолистов (NS FET), нановилок (FS FET), 2D -материалов и их 3D -упаковки позволила увеличить число транзисторов на чипе, но не их производительность. В качестве альтернативы рассмотрен вариант роста функциональности элементов заменой диэлектриков в конденсаторах и транзисторах сегнетоэлектриками, а резисторов - мемристорами, что ведёт к переходу от двоичной к нейроморфной логике, а также к реализации принципов радиофотоники, квантовых устройств и сенсоров с параллельной обработкой. Динамически регулируемый порог и поляризация подзатворных сегнетоэлектриков комплементарных МОП-транзисторов в гетеросистемах-на-кристалле сохранят сверхнизкое энергопотребление.

Сильный отклик наносистем на воздействие слабой СВЧ-мощности через зазор между образцом и концом коаксиального кабеля от генератора микроволн обнаружен измерениями при 4,2 К кондактанса короткоканального кремниевого транзистора p -типа, а также образцов с коротким квантовым точечным контактом в двумерном электронном газе гетероструктур GaAs/AlGaAs. Отклик кондактанса был гигантским в туннельном режиме устройств, а вне этого режима знак СВЧ-фотокондактанса зависел от мезоскопического состояния образца и изучаемого интервала по затворному напряжению. Механизм обнаруженных эффектов выяснен моделированием мезоскопического транспорта в рамках одночастичной квантовой механики и формулы Ландауэра, а также анализом принципиальных схем электрического управления полупроводниковым устройством. Найденной основной причиной отклика наносистем на СВЧ-воздействие являются вынужденные синфазные осцилляции заряда в контактах к полупроводнику из-за ёмкостных связей в ближнем металлическом окружении образца.

Исследовано локальное анодное окисление (ЛАО) поверхности Si(111) в контактном режиме работы атомно-силового микроскопа (АСМ) в зависимости от относительной влажности окружающей среды Θ (35-75) % при двух потенциалах U (-8 и -10 В), приложенных к зонду АСМ. Показано, что ЛАО для U = -8 В реализуется при Θ ≥ 40 % в отсутствие роста оксидных линий в ширину, а при U = -10 В их высота и ширина линейно растут во всём интервале значений Θ. Предложена обобщённая модель зависимости процесса ЛАО от U и Θ на основе детального анализа ЛАО и изгиба балки кантилевера при подводе и отводе зонда от поверхности при вариации Θ без напряжения на зонде с учётом данных научной литературы для полуконтактного режима работы АСМ.

Представлены результаты исследования структурных и оптических свойств массивов и одиночных нанопроволок (НП) GaP ориентации (111) с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и атомно-силовой микроскопии (АСМ). Массивы НП GaP были выращены на подложке Si(111) методом самокаталитического роста по механизму пар - жидкость - кристалл. Одиночные НП GaP были механически перенесены на золотую поверхность. В спектрах КРС НП GaP наблюдались моды поперечных (TO), продольных (LO) и поверхностных (SO) оптических фононов. Обнаружено поверхностно-усиленное КРС фононными модами GaP вблизи галлиевой капли, обусловленное возникающим локализованным поверхностным плазмонным резонансом в капле. Получены карты КРС НП GaP для различной геометрии рассеяния. Коэффициент усиления сигнала КРС для НП GaP диаметром 104 и 60 нм достигает значений ∼11 и 6 соответственно.