.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
  • bukva.bystrickaya.ru/rossiya-v-sisteme-mezhdunarodnoj-integracii.html
  • reading.bystrickaya.ru/lekciya-10-avtonomnaya-nervnaya-sistema-uchebno-metodicheskij-kompleks-disciplini.html
  • tests.bystrickaya.ru/kurs-po-viboru-annotaciya.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/prilozhenie-2-soderzhanie-1-predmet-i-metod-teorii-gosudarstva-i-prava.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-leksikologiya-dlya-specialnosti-050303-inostrannij-yazik-utverzhden-na-zasedanii-kafedri.html
  • grade.bystrickaya.ru/millward-brown-centralnie-smi-analiz-upominaemosti-v-smi-romir-i-konkurentov-obzor-smi-za-27-aprelya-2010-god.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-disciplini-modeli-ekonomicheskoj-dinamiki-dlya-napravleniya-ekonomika-specialnosti-ekonomika.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zakonodatelnoe-obespechenie-promishlennoj-politiki-i-investicionnoj-strategii-kraya-34.html
  • universitet.bystrickaya.ru/temi-diplomnih-rabot-po-kafedre-buhgalterskij-uchet-i-audit-v-2005-2006-g-uchetnaya-politika-predpriyatiya.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-17-kak-vsegda-v-pervuyu-ochered-ya-hochu-poblagodarit-moego-luchshego-druga-boga-yanadeyus-chto-odnazhdi-dlya.html
  • credit.bystrickaya.ru/ot-perevodchika-filosofskoe-antikovedenie-i-klassicheskaya-tradiciya-tom-i-vipusk-2.html
  • ekzamen.bystrickaya.ru/robert-anton-uilson-kvantovaya-psihologiya-stranica-2.html
  • lecture.bystrickaya.ru/arkan-viii-predislovie.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/referat-po-discipline-finanasi-i-kredit-na-temu-formi-kredita-v-eksportno-importnih.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/vashemu-vnimaniyu-predlagaetsya-ocherednoj-31-j-katalog-cvetochnih-rastenij-iz-nashej-kollekcii-po-kotoromu-vi-smozhete-oformit-zakaz-i-poluchit-sortovoj-posadochnij.html
  • thescience.bystrickaya.ru/issledovatelskaya-rabota-istoriya-sozdaniya-teatralnoj-kukli-poigraem-v-teatr.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/ocenka-spermi-po-gustote-i-podvizhnosti-spermiev.html
  • universitet.bystrickaya.ru/strategicheskoe-planirovanie-i-prognozirovanie-nacionalnoj-ekonomiki-d-e-n-prof-veduta-elena-nikolaevna-aud-307-korp-1-20-00-21-30.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prikaz-ot-11-oktyabrya-2010-g-n-873n-ob-utverzhdenii-perechnya-sanatorno-kurortnih-uchrezhdenij-v-kotorie-predostavlyayutsya-putevki-na-sanatorno-kurortnoe-lechenie-grazhdan-imeyushih.html
  • doklad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-komplekt-obrazovatelnaya-programma-nachalnogo-obshego-obrazovaniya-s-sherkali.html
  • assessments.bystrickaya.ru/deyatelnost-komitetov-i-komissij-gd-mezhdu-npo-i-nko-prolyazhet-cherta-zakona-9.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/kommentarii-voo-russkoe-sodruzhestvo-v-adres-antirossijskoj-isteriki-narodnogo-deputata-yaroslava-kyondzora.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/metodicheskoe-posobie-dlya-uchitelya-nabor-uprazhnenij-i-laboratornih-rabot-kompyuternie-programmi-instrukcii-po-rabote-s-programmami.html
  • knigi.bystrickaya.ru/reglament-peregovorov-pri-poezdnoj-i-manevrovoj-rabote-stranica-3.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prilozhenie-12-pravila-priema-na-2011-g-tomsk.html
  • abstract.bystrickaya.ru/29-avgusta-v-1600-informacionnij-byulleten-administracii-sankt-peterburga-32-733-29-avgusta-2011-g.html
  • tests.bystrickaya.ru/literatura-literatura-kglave-1-vizhe-zh-p-voprosi-filosofii-1956-s-91-rezerford-e-stroenie-atoma-i-iskusstvennoe-prevrashenie-elementov-per-s-angl.html
  • education.bystrickaya.ru/15-sobiratelstvo-bernard-verber.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/viii-slovo-kak-sredstvo-appercepcii-v-s-stepin-predsedatel-s-s-averincev-g-a-ashurov-a-i-volodin.html
  • college.bystrickaya.ru/22-29-fevralya-2008-g-nauchnaya-konferenciya-vii-konferenciya-gomeostaz-i-endoekologiya.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/ministerstvo-obrazovaniya-rossijskoj-federacii-prikaz-o-vvedenii-v-dejstvie-vnutriuniversitetskoj-sistemi-eksportnogo.html
  • credit.bystrickaya.ru/perevod-idiomaticheskih-i-neidiomaticheskih-slozhnih-sushestvitelnih-i-slozhnih-prilagatelnih-s-anglijskogo-yazika-na-russkij.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-uchebnaya-disciplina-osnovi-oboroni-gosudarstva-i-voennoj-sluzhbi-naimenovanie.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/mikrosatellitnaya-izmenchivost-v-populyaciyah-cheloveka-1-fundamentalnie-issledovaniya-etiologii-i-patogeneza-ryada.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zaklyuchitelnie-zamechaniya-rukovodstvo-dlya-nepravitelstvennih-organizacij-po-predstavleniyu-dokladov-komitetu-po-pravam-rebenka.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.