Запропоновано нову модель опису явища електропровідності в тонких полікристалічних металічних плівках. Вважається, що плівка складається з двох паралельних шарів - поверхневого й об'ємного - з відмінними фіксованими параметрами питомого опору і термічного коеффіцієнта опору. У рамках моделі вдалося розділити внески у питомий опір полікристалічних плівок Cr і Cu зерномежового і поверхневого розсіянь носіїв заряду для температур 0 і 300 К. Інтерпольовано температурні залежності електричного опору тонких плівок різної товщини.

To study the structural and energetical parameters of a crystal and its defect subsystem by molecular-dynamics simulations, it is necessary to define the interaction potentials and interacting structural particles. Three simple models of potential-particle are considered to investigate lead and tin chalcogenide crystals with the structure of NaCl. The parameter К is proposed to determine the model. This parameter is calculated using the experimental data on the nearest-neighbor distance R₀, lattice energy U₀ and bulk modulus B.

Розраховано рівноважні концентрації донорних і акцепторних рівнів у плівках Pb_{1 - x}Sn_xTe в залежності від температури осадження за електрофізичними співвідношеннями в рамках моделі одного переважаючого типу однозарядних дефектів. Уперше за технологічними експериментальними даними визначено зонні характеристики напівпровідникових плівок, які виявились близькими до параметрів об'ємних зразків, що свідчить про адекватність вибраної моделі енергетичного положення і зарядового стану дефектних рівнів. Показано, що у сполуках з малим вмістом олова концентрація дефектів дорівнює концентрації носіїв струму, а у сполуках з великим вмістом - на порядок перевищує. Вперше виявлено, що у процесі напилення плівок Pb_{1 - x}Sn_xTe концентрація основних носіїв струму є сталою для широкого температурного діапазону 420 - 620 К.

Досліджено ефекти, зумовлені просторовими кореляціями центрів зародження і їх впливом на кінетику накопичення і агрегації адатомів.

In the present paper some effects of many - particle correlations A + B > A are considered. The influence of sink distribution upon the space distribution of immobile and mobile atoms and their capture rates have been studied

Методами високотемпературної рентгенівської дифрактометрії досліджено процеси релаксації радіаційних дефектів у монокристалічних плівках залізо-ітрієвого гранату Y3Fe5O12, імплантованих потоком іонів B<^>+ зі щільністю <$E 8~cdot~10 sup 14> см<^>-2 та енергією 80 кеВ у температурному інтервалі 150 - 700 <$E symbol Р>C. Запропоновано методику розрахунку кількісних характеристик дефектів (енергії активації процесу міграції, характеристичного часу релаксації) за результатами вимірювання часових залежностей зміни міжплощинної відстані за різних температур. Виявлено температурні інтервали релаксації радіаційних дефектів різного типу.

Досліджено ефекти, зумовлені епітаксійним ростом плівкових кластерів. Розраховано фрактальні характеристики пограничної лінії кластера. Вказано на подібність цієї лінії на регулярну криву Коха.

Запропоновано нову модель опису розмірного ефекту в тонких полікристалічних напівпровідникових плівках. Вважається, що плівка складається з зерен, які мають дві області - внутрішнє ядро й оболонку (поверхневий зеренний шар) з різними електрофізичними властивостями. У межах моделі вдалося розділити внески в питомий опір полікристалічних плівок PbTe зерномежового та власного об'ємного розсіювання.

За допомогою статичного методу молекулярної динаміки змодельовано малі сукупності іонів, що взаємодіють. Для сукупностей, що мають один іон з зарядом, протилежним до заряду всіх інших іонів, виявлено стабільні конфігурації з цим іоном у центрі. Встановлено вплив величини заряду центрального іона на координаційний багатогранник, утворений іонами іншого знака. Досліджено залежність стабільності таких конфігурацій від типу та розміру відштовхувальної серцевини сферично симетричного центрального потенціалу іонної взаємодії. Також змодельовано сукупності, які мають приблизно однакові кількості аніонів і катіонів. Установлено, що кластери бінарної сполуки з однозарядними аніонами набувають структури типу NaCl у випадку однозарядних катіонів, і BaF2 - у випадку двозарядних. У цьому разі виявилось, що утворення великого монокристаліту зі стабільною конфігурацією залежить від початкової концентрації іонів.

Досліджено зміну питомого опору <$E rho> полікристалічних плівок PbTe від часу t їх витримки у вакуумі при 300 К. Запропоновано аналітичну і електротехнічну моделі для обрахунку опору плівок PbTe різної товщини ((0,05 - 10) мкм). Показано, що зміна <$E rho (t)> пов'язана із процесами перебудови кристалічної структури плівок. Визначено залежність лінійних розмірів кристалітів плівок PbTe від часу їх відпалу.

Показано, що неоднорідність розподілу концентрації точкових дефектів за товщиною та пов'язане з цим утворення p - n-структури в ізотермічно відпалених у вакуумі тонких плівках PbS p-типу можна пояснити швидкою дифузією електрично нейтральних міжвузловинних атомів сірки та повільною дифузією електрично активних вакансій свинцю та сірки, а також реакціями між цими дефектами. Еволюцію дефектів описано системою неоднорідних дифузійних рівнянь, числовий розв'язок яких представлено графічно. З апроксимації експериментальних даних розрахованою залежністю одержано параметри процесу еволюції точкових дефектів під час вакуумного відпалу.

Розраховано і представлено просторовий розподіл іонізаційних і ядерних втрат енергії швидкими <$E alpha>-частинками в напівпровідниках <$E roman {A sup IV B sup VI}>.

Досліджено динаміку кристалічних дефектів за допомогою експериментальних і теоретичних методів комп'ютерного моделювання процесів. Нерівноважні точкові дефекти утворюються, наприклад, у випадках радіаційного опромінення або швидкого охолодження нагрітих зразків і зумовлюють міграцію власних і домішкових атомів.

Досліджено формування підсистеми дефектів структури під час вирощування, легування, опромінення, термічного відпалу та його впливу на електричні властивості тонких напівпровідникових плівок сполук IV - VI зі структурою типу NaCl експериментальними, теоретичними та методами комп'ютерного моделювання процесів. Для моделювання методом молекулярної динаміки кристалів та їх дефектної підсистеми однозначно вибрано потенціал міжатомної взаємодії з використанням запропонованого безрозмірного параметра. Встановлено, що кластери бінарної сполуки з протилежно зарядженими йонами набувають структури типу NaCl. Розраховано рівновагові концентрації дефектів у плівках PbSe, <$Eroman {Pb sub {1-x} Sn sub x Te} >, PbTe:In і PbTe:Ga за апріорними сталими рівноваги квазіхімічних реакцій, взятих з зонної теорії. У межах моделі захоплення рухливих міжвузловинних атомів на пастки пояснено потокові залежності електричних властивостей в <$Ealpha>-опромінених полікристалічних плівках p-PbSe, досліджено температурні залежності електричних властивостей опромінених монокристалічних плівок n-PbSe. У наближенні теорії кінетики квазіхімічних реакцій визначено характерні часи й енергії активації процесів міграції дефектів під час ізотермічного відпалу на повітрі в полікристалічних плівках n-PbTe. За допомогою дифузійної кінетики пояснено неоднорідність розподілу концентрації дефектів в ізотермічно відпалених у вакуумі плівках p-PbS. Для обгрунтування розмірних ефектів запропоновано електротехнічну модель плівки.

Виконано комп'ютерне дослідження за допомогою методу молекулярної динаміки, близьке до звичайного натурного статичного дослідження на міцність під час стискання, кристалів фториду кальцію зі структурою флюориту, що складається з 448 іонів, які взаємодіють за потенціалу Борна - Маєра в зразку з вільними граничними умовами. Одержано дані про деформацію ідеальних кристалів CaF2, за їх стиску силою, що змінюється з постійною швидкістю вздовж [110] за температури 360 - 1170 K протягом 20 000 кроків на годину. Підтверджено немонотонність залежності межі пружності від температури, раніше виявлену експериментально в кристалах CaF2 і BaF2 і яку пояснено в межах теорії перколяції. На макрорівні простежено пружнопластичну деформацію кристалів.

Показано, що розмірні ефекти в монокристалічних плівках PbTe n-типу, вирощених на слюдяних підкладках за допомогою методу гарячої стінки, пов'язані з розподілами як донорних станів, так і центрів розсіювання вільних носіїв заряду. Виконано апроксимацію експериментальних ефективних залежностей провідності <$E sigma (d)> і добутку коефіцієнта Холла та квадрата провідності <$E R(d) sigma sup 2 (d)> від товщини теоретичними залежностями, які є інтегралами від комбінацій локальних концентрацій n(x) та рухливостей <$E mu (x)>, що визначаються розподілами донорів і центрів розсіювання, представлених сумами гаусових кривих і горизонтальної прямої. Одержано просторові параметри розподілів дефектів росту на межі підкладка - плівка і дислокацій у наступному шарі. Виходячи з шаруватої неоднорідності тонких напівпровідникових плівок PbTe, вирощених за допомогою методу гарячої стінки, виявлено 3 шари, збагачені вільними електронами до різних значень концентрації, та 2 шари центрів розсіювання, пов'язаних з різними типами кристалічних дефектів: міжфазними межами, дислокаціями, точковими дефектами тощо.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.222 + В379.226

Рубрики:

Дефекти

Тонкі шари напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ 
Повний текст  Наукова періодика України 

На підставі моделювання поверхні плівки проаналізовано результати досліджень атомно-силовою мікроскопією топології поверхні епітаксійних наноструктур плюмбум телуриду, вирощених із парової фази за допомогою методу гарячої стінки на сколах (0001) слюди-мусковіт марки СТА. Встановлено особливості кінетики процесу формування поверхневих нанокристалічних пірамід, визначено енергію активації їх вагнерівського мономолекулярного механізму росту. Встановлено, що епітаксійний ріст поверхневих нанокластерів PbTe за температур осадження Tп = 350 - 630 K здійснюється накладанням тригональних пірамід гранями системи {100} основами (111) параллельно до (0001) слюди.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.236 + В379.226

Рубрики:

Тонкі шари напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ 
Повний текст  Наукова періодика України 

За допомогою методів атомно-силової мікроскопії досліджено особливості формування тонкоплівкових наноструктур кадмій телуриду на підкладках слюди-мусковіт, одержаних у квазізамкненому об'ємі з використанням методу "гарячої стінки". Виявлено зменшення симетрії наноутворень із підвищенням температури випаровування та збільшення часу осадження конденсату.

На основі АСМ-зображення наноструктур PbTe/(111) BaF2, отриманих з парової фази, одержано розподіл висот рельєфу поверхні. Показано, що він має асиметричний характер і апроксимується сумою 3-х гауссіан. Встановлено, що залежність найбільш ймовірної висоти основної складової від температури осадження має активаційний характер, а величина енергії активації менша за енергію одного з 12-ти зв'язків молекули з кристалом. Запропоновано механізми росту наноструктур. При цьому рельєф поверхні наноструктур адекватно моделюється за допомогою методу кліткових автоматів.

Наведено результати дослідження наноструктур на поверхні тонких плівок станум телуриду, осаджених з парової фази на підкладках поліаміду за методом відкритого випаровування у вакуумі. Комп'ютерний аналіз результатів атомно-силової мікроскопії виявив вплив технологічних факторів на особливості форм та поверхневої орієнтації наноострівців. Показано, що наноструктури різного розміру є куполоподібними з малим відношенням їх висоти до латерального діаметру. Встановлено слабку залежність симетрії острівців від технологічних факторів осадження.