Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2018, выпуск 9 » Статья стр. 1056
<<<>>>
Формирование светоизлучающих в ИК-диапазоне нанокристаллов германия в плeнках Ge:SiO2
DOI: 10.21883/FTP.2018.09.46156.8815
Переводная версия: 10.1134/S1063782618090233
Государственное задание, Программа фундаментальных исследований ИФП СО РАН, 0306-2016-0015
Володин В.А. 1,2, Rui Zhang2, Кривякин Г.К.1,2, Антоненко А.Х.2, Stoffel M.2, Rinnert H.3, Vergnat M.3
1Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
2Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
3Universite de Lorraine, Institut Jean Lamour UMR CNRS, B.P., Vand uvre-l`es-Nancy Cedex, France
Email: volodin@isp.nsc.ru
Поступила в редакцию: 11 января 2018 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2018 г.
PDF версия
Проведены исследования светоизлучающих нанокристаллов германия, сформированных в процессе отжигов плeнок Gex[SiO2]1-x, полученных сораспылением в высоком вакууме мишеней германия и кварца на подложки, находящиеся при температуре 100oC. По условиям роста молярная доля германия менялась от 10 до 40%. С применением электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света в исходных плeнках с содержанием германия выше 20 мол% обнаружены нанокластеры аморфного Ge с размерами ~4-5 нм. Для кристаллизации аморфных нанокластеров применялись отжиги при температурах до 650oС. Исследована кинетика кристаллизации нанокластеров германия, установлено, что в системе остаeтся до ~1/3 аморфной фазы, предположительно, на границе нанокристалл/окружающая аморфная матрица SiO2. Обнаружено, что при отжигах в обычной атмосфере происходилo частичное либо полное (при молярной доле германия 30% и менее) окисление нанокластеров германия. Обнаружены интенсивная фотолюминесценция в ИК-диапазоне от квантово-размерных нанокристаллов германия и видимая фотолюминесценция, обусловленная комплексами дефектов - вакансия кислорода+избыточные атомы германия.
  1. D. Carolan. Progr. Mater. Sci., 90, 128 (2017)
  2. E.G. Barbagiovanni, D.J. Lockwood, P.J. Simpson, L.V. Goncharova. Appl. Phys. Rev., 1, 011302 (2014)
  3. C. Sun, M.T. Wade, Y. Lee, J.S. Orcutt, L. Alloattiet et al. Nature, 528, 534 (2015)
  4. Y. Maeda, N. Tsukamoto, N. Yazawa, Y. Kanemitsu, Y. Masumoto. Appl. Phys. Lett., 59, 3168 (1999)
  5. L. Pavesi, L.D. Negro, C. Mazzoleni, G. Franz\`o, F. Priolo. Nature, 408, 440 (2000)
  6. F. Priolo, T. Gregorkiewicz, M. Galli, T.F. Krauss. Nature Nanotechn., 9, 19 (2014)
  7. Г.А. Качурин, А.Ф. Лейер, К.С. Журавлев, И.Е. Тысченко, В.А. Володин, В. Скорупа, Р.А. Янков. ФТП, 32, 1371 (1998)
  8. И.В. Антонова, М.Б. Гуляев, З.Ш. Яновицкая, В.А. Володин, Д.В. Марин, М.Д. Ефремов, Y. Goldstein, J. Jedrzejewski. ФТП, 40, 1229 (2006)
  9. X. Wang, L.C. Kimerling, J. Michel, J. Liu. Appl. Phys. Lett., 102, 131116 (2013)
  10. В.А. Володин, Л.В. Соколов. Письма ЖЭТФ, 101, 455 (2015)
  11. В.А. Володин, В.А. Тимофеев, А.Р. Туктамышев, А.И. Никифоров. Письма ЖЭТФ, 105, 305 (2017)
  12. M. Fujii, H. Sugimoto, K. Imakita. Nanotechnology, 27, 262001 (2016)
  13. H. Ennen, J. Schneider, G. Pomrenke, A. Axmann. Appl. Phys. Lett., 43, 943 (1983)
  14. Н.А. Дроздов, А.А. Патрин, В.Д. Ткачев. Письма ЖЭТФ, 23, 651 (1976)
  15. V. Kveder, M. Badylevich, E. Steinman, A. Izotov, M. Seibt, W. Schroter. Appl. Phys. Lett., 84, 2106 (2004)
  16. E.G. Barbagiovanni, D.J. Lockwood, P.J. Simpson, L.V. Goncharova. J. Appl. Phys., 111, 034307 (2012)
  17. V.A. Volodin, A.G. Cherkov, A.Kh. Antonenko, M. Stoffel, H. Rinnert, M. Vergnat. Mater. Res. Express, 4, 075010 (2017)
  18. I. Sychugov, R. Juhasz, J. Valenta, J. Linnros. Phys. Rev. Lett., 94, 087405 (2005)
  19. S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto. Phys. Rev. B, 58, 7921 (1998)
  20. G. Taraschi, S. Saini, W.W. Fan, L.C. Kimerling, E.A. Fitzgerald. J. Appl. Phys., 93, 9988 (2003)
  21. M. Ardyanian, H. Rinnert, M. Vergnat. J. Appl. Phys., 100, 113106 (2006)
  22. M. Ardyanian, H. Rinnert, X. Devaux, M. Vergnat. Appl. Phys. Lett., 89, 011902 (2006)
  23. Y. Maeda, N. Tsukamoto, Y. Yazawa, Y. Kanemitsu, Y. Masumoto. Appl. Phys. Lett., 59, 3168 (1991)
  24. J.G. Zhu, C.W. White, J.D. Budai, S.P. Withrow, Y. Chen. J. Appl. Phys., 78, 4386 (1995)
  25. Y. Park, C.C.S. Chan, B.P.L. Reid, L. Nuttall, R.A. Tayloret et al. Sci. Rep., 6, 25449 (2016)
  26. A. Nyrow, C. Sternemann, C.J. Sahle, A. Hohl, M. Zschintzsch-Diaset et al. Nanotechnology, 24, 165701 (2013)
  27. R. Gresback, Z. Holman, U. Kortshagen. Appl. Phys. Lett., 91, 093119 (2007)
  28. Y. Gao, X.D. Pi, X. Wang, T. Yuan, Q. Jiang et al. Part. Syst. Charact., 33, 271 (2016)
  29. S. Takeoka, K. Toshikiyo, M. Fujii, Sh. Hayashi, K. Yamamoto. Phys. Rev. B, 61, 15988 (2000)
  30. V.A. Volodin, D.V. Marin, H. Rinnert, M. Vergnat. J. Phys. D: Appl. Phys., 46, 275305 (2013).
  31. В.А. Володин, М.П. Гамбарян, А.Г. Черков, В.И. Вдовин, M. Stoffel, H. Rinnert, M. Vergnat. ЖЭТФ, 148, 1225 (2015)
  32. V.A. Volodin, M.P. Gambaryan, A.G. Cherkov, M. Stoffel, H. Rinnert, M. Vergnat. Mater. Res. Express, 3, 085019 (2016)
  33. K. Zhong, M. Lai, Y. Chen, B. Gu. Physica B, 407, 3660 (2012)
  34. X.D. Pi, U. Kortshagen. Nanotechnology, 20, 295602 (2009)
  35. M. Greben, P. Khoroshyy, X. Liu, X. Pi, J. Valenta. J. Appl. Phys., 122, 034304 (2017)
  36. V.A. Volodin, K.O. Bugaev, A.K. Gutakovsky, L.I. Fedina, M.A. Neklyudova, A.V. Latyshev, A. Misiuk. Thin Sol. Films, 520, 6207 (2012)
  37. В.А. Гриценко. УФН, 178, 727 (2008)
  38. D.A.G Von Bruggeman. Annalen der Physik, 5, 636 (1935)
  39. A.V. Kolobov. J. Appl. Phys., 87, 2926 (2000)
  40. I.H. Campbell, P.M. Fauchet. Solid State Commun., 58, 739 (1986)
  41. V.A. Volodin, D.V. Marin, V.A. Sachkov, E.B. Gorokhov, H. Rinnert, M. Verghat. ЖЭТФ, 145, 77 (2014)
  42. Y. Maeda. Phys. Rev. B, 59, 1658 (1995)
  43. C.T. Kirk. Phys. Rev. B, 38, 1255 (1988)
  44. P.G. Pai, S.S. Chao, Y. Takagi, G. Lucovsky. J. Vac. Sci. Techn. A, 4, 689 (1986)
  45. A.L. Shabalov, M.S. Feldman. Phys. Status Solidi A, 83, K11 (1984)
  46. D.A. Jishiashvili, E.R. Kutelia. Phys. Status Solidi B, 143, K147 (1987)
  47. L. Rebohle, J. von Borany, R.A. Yankov, W. Skorupa, I.E. Tyschenko, H. Frob, K. Leo. Appl. Phys. Lett., 71, 2809 (1997)
  48. W. Skorupa, L. Rebohle, T. Gebel. Appl. Phys. A, 76, 1049 (2003)
  49. Y.M. Niquet, G. Allan, C. Delerue, M. Lannoo. Appl. Phys. Lett., 77, 1182 (2000)
  50. Е.Б. Горохов, В.А. Володин, Д.В. Марин, Д.А. Орехов, А.Г. Черков, А.К. Гутаковский, В.А. Швец, А.Г. Борисов, М.Д.Ефремов. ФTП, 39, 1210 (2005)
  51. D.V. Marin, V.A. Volodin, H. Rinnert, M. Vergnat. Письма ЖЭТФ, 95, 472 (2012).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme