Люминесценция оксидных пленок, полученных молекулярным наслаиванием

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Показаны возможности метода люминесценции при исследовании структур Si–оксид и Si–SiO2–оксид. Предложена модель электронного строения слоев Ta2O5 и TiO2, позволяющая объяснить вид спектрального распределения люминесценции независимо от способа ее возбуждения. Сопоставление спектров люминесценции одиночных оксидных слоев со спектром структур Si–SiO2–оксид позволило сделать заключение о процессах взаимодействия между слоями при формировании слоистой структуры и оценить ширину запрещенной зоны: Ta2O5 – 4.4 эВ, TiO2 – 3.3 эВ. Формирование Ta2O5 на поверхности SiO2 приводило к трансформации в приповерхностной области SiO2, проявляющейся в уменьшении интенсивности полосы люминесценции 1.9 эВ, и образованию дефектов – центров люминесценции в области 3 эВ. Синтез TiO2 на поверхности SiO2 не сопровождался изменениями в спектрах люминесценции.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. П. Барабан

Санкт-Петербургский государственный университет

Author for correspondence.
Email: alnbaraban@yandex.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

В. А. Дмитриев

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: w.dmitriew@spbu.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

А. В. Дрозд

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

Ю. В. Петров

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

Ю. В. Петров

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

И. Е. Габис

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

А. А. Селиванов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alnbaraban@yandex.ru
Russian Federation, г. Санкт-Петербург

References

  1. Malygin A.A., Drozd V.E., Malkov A.A., Smirnov V.M. // Chem. Vap. Deposition. 2015. V. 21. P. 216. https://doi.org/10.1002/cvde.201502013
  2. Perevalov T.V., Volodin V.A., Kamaev G.N. et al. // J. Non. Cryst. Sol. 2022. V. 598. P. 121925 (1–8). https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121925
  3. Перевалов Т.В., Гриценко В.А. // Успехи физ. наук. 2010. Т. 180. С. 587. https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201006b.0587
  4. Robertson J., Wallace R.M. // Mater. Sci. Eng. R Rep. 2015. V. 88. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.mser.2014.11.001
  5. Kim K.M., Choi B.J., Shin Y.C. et al. // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 91. P. 012907. https://doi.org/10.1063/1.2749846
  6. Baraban A.P., Dmitriev V.A., Drozd V.E. et al. // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 055307–5. https://doi.org/10.1063/1.4941270
  7. Барабан А.П., Денисов Е.А., Дмитриев В.А. и др. // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. С. 427. https://doi.org/10.21883/FTP.2020.04.49153.9312
  8. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Дрозд В.Е. и др. // Оптика и спектроскопия. 2020. Т. 128. С. 224. https://doi.org/10.21883/OS.2020.02.48964.282–19
  9. Барабан А.П., Селиванов А.А., Дмитриев В.А. и др.// Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. С. 13. https://doi.org/10.21883/PJTF.2019.06.47491.17637
  10. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Прокофьев В.А. и др. // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. С. 10.
  11. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Петров Ю.В. Электролюминесценция в твердотельных слоистых структурах на основе кремния. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2009. 195 с.
  12. Sekido Y. // Electron. Com. Jpn. Pt 2. 1994. V. 77. P. 54. https://doi.org/10.1002/ecjb.4420770607
  13. Барабан А.П., Дмитриев В.А., Петров Ю.В., Тимофеева К.А. // Изв. вузов. Электроника. 2013. № 2 (100). С. 71.
  14. Drouin D. // Microscopy and Microanalysis. 2006. V. 12. P. 1512. https://doi.org/10.1017/S1431927606069686
  15. Барабан А.П., Булавинов В.В., Трошихин А.Г. // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. С. 27
  16. Baraban A.P., Samarin S.N., Prokofiev V.A. et al. // J. Lumin. 2019. V. 205. P. 102. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.09.009
  17. Ярмаркин В.К., Шульман С.Г., Леманов В.В. // ФТТ. 2008. Т. 50. Вып. 10. С. 1767.
  18. Goepel W., Rocker G. // Phys. Rev. B. 1983. V. 28. P. 3427. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.28.3427
  19. Choi B.J., Jeong D.S., Kim S.K., Rohde C. et al. // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 033715. https://doi.org/10.1063/1.2001146
  20. Strukov D.B., Williams R.S. // Appl. Phys. A. 2009. V. 94. P. 515. https://doi.org/10.1007/s00339-011-6578-7

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Spectra of EL (1), CL at an excitation energy of 5 keV and a beam current of 5 nA (2), FL at an excitation energy of 4.1 eV (3) and FL excitation in the region of 2.8 eV (4) of Si–Ta2O5 (100 nm) structures (a). An example of an approximation of the EL spectrum, the band numbers correspond to the numbers in Table 1 (b).

Download (34KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spectra of CL structures: Si–Ta2O5 (1), Si–SiO2 (2) and Si–SiO2–Ta2O5 (3) obtained at a beam energy of 5 keV. The beam current is 5 nA. The model spectrum is 4. Layer thicknesses: Ta2O5 – 100, SiO2 – 50 nm.

Download (21KB)
Indexing metadata
4. Рис. 3. Спектры структур Si–TiO2: КЛ (5 КэВ, 5 нА): исходный спектр (1), после предварительной электроформовки структуры (2), разность спектров (1 и 2, 3); спектр ФЛ при возбуждении в полосе 275 нм (4.5 эВ) (4).

Download (19KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Spectra of CL (5 keV, 5 nA) structures: Si–TiO2 (1), Si–SiO2–TiO2 (2), Si–SiO2 (3), sum of spectra (4), Si–SiO2–TiO2 after electroforming (mod) (5). Thicknesses: TiO2 – 28, SiO2 – 40 nm.

Download (25KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The electronic structure of the oxide layers Si–Ta2O5 (a) and Si–TiO2 (b).

Download (33KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The calculated transmission coefficient of the TiO2 layer (layer thickness 28 nm) based on CL measurements (1) and the reflection spectrum of the Si–TiO2 structure (18 nm) (2).

Download (17KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».