.RU

Микроструктуры в кремнии с примесью цинка, выявленные с помощью атомно-силовой микроскопии




МИКРОСТРУКТУРЫ В КРЕМНИИ С ПРИМЕСЬЮ ЦИНКА, ВЫЯВЛЕННЫЕ С

ПОМОЩЬЮ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ


О.Н.МАКЕЕВ1 и В.В.ПРИВЕЗЕНЦЕВ2


1Intertech Corp., Москва, Россия

2 Физико-технологический институт РАН, Москва, Россия


1. Введение.

В последнее время все большой интерес проявляется к нанокластерам из окиси цинка ZnO, сформированным, в частности, на кремниевой подложке. Как известно [1] ZnO является прямозонным материалом с шириной запрещенной зоны 3,37эВ и большой энергией экситона 60мэВ. Нанокластеры (НК) из ZnO могут быть использованы при разработке УФ источников излучения, устройств спинтроники, т.к. обладает ZnO ферромагнетизмом при комнатной температуре, газовых датчиков, а также в медицине. Одним из способов получения НК из ZnO может быть термообработка в окислительной среде пластин кремния, пересыщенного цинком, причем, такой материал должен содержать преципитаты цинка. Поэтому исследование структуры твердого раствора цинка в кремнии стало актуально в последнее время.

Ранее в образцах n-Si, для которых цинк вводился путем высокотемпературного диффузионного отжига в откаченных ампулах с последующей закалкой, методом наведенного тока в РЭМ были обнаружены протяженные дефекты размером в несколько мкм. Эти дефекты связывались с дислокациями и/или преципитатами цинка, осевшими на них [2]. Позже этот же материал был исследован методом диффузного рассеяния рентгеновских лучей [3]. Были обнаружены дефекты двух типов: сферические кластеры точечных дефектов вакансионного типа размером около 70нм и плоские межузельные макродефекты (дислокации и малоугловые границы) размером около 2мкм. В данной работе для визуализации топографии микроструктуры поверхности такого материала применялся сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) в режиме атомно-силовой микроскопии (АСМ).

2.Образцы.

Исследовался исходный кремний n-типа, легированный фосфором с концентрацией NP=1,51014см-3. Концентрация введенного высокотемпературной диффузией цинка составляла NZn=11014см-3. Следовательно, выполнялось соотношение NP/2
^ 3. Методика эксперимента.

Для изучения топологии поверхности Si применяли СЗМ MultiMode (Veeco Instr., США) в полуконтактной моде. Измерения были выполнены в условиях окружающей среды с использованием кремниевого зонда (кантилевера) RTESP (Veeco Instr., США) со следующими характеристиками: длина консоли – 15мкм; радиус острия – 10нм; жесткость – 40Н/м; резонансная частота – 300Гц.

^ 4. Результаты эксперимента.

На рисунках представлены результаты экспериментальных исследований. На рис.1 приведена топография поверхности образца n-Si в крупном 3D масштабе. На рисунке хорошо видна неоднородная структура поверхности этого образца. Поперечный размер выявленных неоднородностей составляет несколько десятков нм, а их высота не превышает несколько нм. На рис.2 показано 2D изображение этой же поверхности в том же масштабе, что и на рис.1. На этом же рисунке справа приведены параметры выявленных шероховатостей, рассчитанные для всей поверхности кадра. На рис.3 показано 2D изображение этой же поверхности в мелком масштабе. Здесь же справа вверху показаны два поперечных сечения 2D изображения в разных местах кадра. Справа внизу приведен Фурье-спектр шероховатости между синими метками по одному из сечений и параметры этого спектра.

Можно предположить, что поскольку цинк, осевший на дислокациях, травится быстрее, чем бездефектная часть кремния, углубления на поверхности кремния соответствуют областям с повышенной концентрации цинка (преципитатам), а шероховатости – остальной части кремния без этих преципитатов.




Рис.1. 3D изображение топографии поверхности образца n-Si. Размер кадра 11мкм2.





Рис.2. 2D изображение топографии поверхности (той же, что и на рис.1) образца n-Si и параметры шероховатости, рассчитанные по всей площади кадра.





Рис.3. 2D изображение топографии поверхности образца n-Si. Размер кадра 0.50.5мкм2. Справа сверху - поперечное сечение, соответствующее белым линиям с синими (вверху) и красными (внизу) метками, справа внизу – Фурье-спектр сечения между синими метками по верхней линии.


5. Выводы.

Полученные результаты находятся в соответствии с ранее полученными данными о наличии дефектов в кристаллической решетке образцов n-Si, легированного Zn методом высокотемпературного диффузионного отжига.


ЛИТЕРАТУРА

  1. L.Schmidt-Mende, J.L.MacManus-Driscoll. Mater.Today, 10, 40 (2007).

  2. E.B.Yakimov, V.V. Privezentsev. J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 19, S277 (2008).

  3. K.D.Scherbachev, V.V. Privezentsev. J. Phys.B: Cond. Matter, r 404, 4630 (2009).



2.3. Нанотехнологии группы «В»


michio-kaku-parallelnie-miri-sofiya-2-0-0-8-ob-ustrojstve-mirozdaniya-visshih-izmereniyah-i-bulushem-kosmosa.html
michurinskij-eksperimentalnij-zavod-upravlenie-kulturi-i-arhivnogo-dela-tambovskoj-oblasti.html
mickevich-adam-tolstoj-aleksej-nikolaevich-6.html
microsoft-exchange-antivirusnij-kompleks-51-kompleksnaya-sistema-zashiti-informacii-54-obshie-svedeniya-64-vozmozhnie.html
microsoft-word.html
midiergonomika-230102-avtomatizirovannie-sistemi-obrabotki-informacii-i-upravleniya.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/predislovie-k-pervomu-izdaniyu-17-stranica-5.html
  • university.bystrickaya.ru/federalnij-perechen-uchebnikov-stranica-3.html
  • uchit.bystrickaya.ru/temi-kursovih-rabot-dlya-studentov-1-kursa-gruppa-161-2005-2006-uchebnij-god-5-tem-po-mehanizmam-funkcionirovaniya.html
  • grade.bystrickaya.ru/monografiya-m-izdatelstvo-rossijskogo-universiteta-druzhbi-narodov-poligraf-servis-2002-232-s-il-stranica-13.html
  • otsenki.bystrickaya.ru/sovremennie-lampi-begushej-volni-ih-konstrukcii-fizicheskie-principi-raboti-i-parametri.html
  • institute.bystrickaya.ru/gennadij-koldasov-chlen-bogoslovskogo-otdeleniya-petrovskoj-akademii-nauk-i-iskusstv-stranica-5.html
  • letter.bystrickaya.ru/novosibirsk-2006-metodicheskie-ukazaniya-po-vipolneniyu-diplomnih-rabot-dlya-studentov-specialnosti-060400-finansi-i-kredit.html
  • student.bystrickaya.ru/-v-administracii-prodolzhaet-rabotu-elektronnij-informacionnij-kiosk-informacionnij-byulleten-mestnogo-samoupravleniya.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-15-filosofiya-cennostej-aksiologiya-161-gosudarstvennij-ekonomicheskij-universitet-filosofiya-kurs-lekcij-tashkent-2001.html
  • crib.bystrickaya.ru/i-o-ponomareva-metodicheskij-material-podgotovlen.html
  • school.bystrickaya.ru/komponenti-stancii-upravleniya-kfcs-montiruyutsya-v-specialnom-shkafu-ili-v-stojkah-stanciya-upravleniya-podderzhivaet-do-10-blokov-vvodavivoda-do-8-modulej-vvodavivoda-v-kazhdom-bloke.html
  • control.bystrickaya.ru/ekzamenacionnaya-komissiya-po-priemu-gosudarstvennogo-ekzamena-i-po-napravleniyam-podgotovki-magistrov.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/testi-dlya-podgotovki-k-sdache-kvalifikacionnogo-ekzamena-po-specialnosti-obshaya-vrachebnaya-praktika-stranica-8.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/programma-foruma-interra-2010-stranica-22.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/malenkaya-zhenskaya-mest-sopernice-test-revnivi-li-vi-gramotnaya-mest-kak-vernut-lyubimogo-bojsya-mesti-moej.html
  • literature.bystrickaya.ru/chast-vtoraya-ajra-levin-chislo-zverya.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/programma-elektivnogo-kursa-po-russkoj-literature-9-klasse.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-v-kniga-pervaya-.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zakon-o-lgotnih-viplatah-nuzhdaetsya-v-korrektirovke-schitaet-glava-komiteta-gosdumi-po-trudu-i-socpolitike.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/stavropol-2011-g-programma-disciplini-praktikum-po-metodike-prepodavaniya-russkogo-yazika-i-literaturi-fakultativ.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/srok-sluzhbi-sokratyat-do-odnogo-goda-ria-novosti.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prilozhenie-4-instrukciya-po-kontrolyu-za-perevalkoj-opasnih-gruzov-v-morskom-portu-vostochnij-vvedena-v-dejstvie-rasporyazheniem.html
  • gramota.bystrickaya.ru/xx-vek-kak-vremya-vozniknoveniya-totalitarnih-sektnesostoyatelnost-etogo-mneniya.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/arhitektura-i-gradostroitelstvo-kirgizstana-chast-3.html
  • znanie.bystrickaya.ru/annotirovannaya-programma-nazvanie-disciplini-matematicheskoe-modelirovanie-soderzhanie-disciplini.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/proektnaya-deklaraciya-ooo-moj-dom-development.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/upravlenie-gosudarstvennoj-sobstvennostyu-itogi-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-respubliki-tatarstan-osnovnie.html
  • textbook.bystrickaya.ru/harakteristika-guminovih-kislot-torfov-srednego-priobya-stranica-3.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-4obshie-svedeniya-metodicheskie-rekomendacii-po-opredeleniyu-sostava-rabot-primenyaemih-priborov-i-oborudovaniya.html
  • spur.bystrickaya.ru/krishenko-pesa-zoopark.html
  • lecture.bystrickaya.ru/80ottepel-shpargalka-po-otechestvennoj-istorii-predmet-i-metod-istoricheskogo-issledovaniya-otechestvennaya-istoriya.html
  • notebook.bystrickaya.ru/gosudarstvennaya-programma-razvitiya-obrazovaniya-v-respublike-kazahstan-na-2005-2010-godi.html
  • znanie.bystrickaya.ru/a-a-akaev-glavnij-nauchnij-sotrudnik.html
  • grade.bystrickaya.ru/obrazovatelnaya-programma-municipalnogo-byudzhetnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya-suntarskaya-nachalnaya-obsheobrazovatelnaya-shkola-im-v-g-pavlova.html
  • books.bystrickaya.ru/biznes-plan-po-organizacii-upravlyayushej-kompanii-zakon-klarka-o-radikalnih-ideyah.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.