Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1091439), страница 2

Файл №1091439 Автореферат (Влияние интерфейсных напряжений на свойства наноразмерных мультислойных структур на основе сложных оксидов и полупроводников при создании устройств микро- и наноэлектроники) 2 страницаАвтореферат (1091439) страница 22018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Результаты исследования бислоеви сверхрешеток с магнитоэлектрическим взаимодействием представляютинтерес для создания новых и совершенствования традиционных приборовмикро- и наноэлектроники, в том числе электро-оптических модуляторов,сенсоров и датчиков, элементов МЭМС. Результаты исследованийполупроводниковых структур могут быть использованы при разработкефотопроводящих терагерцевых антенн.Внедрение результатов работ и рекомендации по их использованиюРезультаты работы были использованы при выполнении проектовМинистерства образования и науки РФ, в том числе в рамкахгосударственногозаданиявузуза2014-2017 гг.(соглашение№16.4699.2017/6.7), постановления Правительства РФ от 9 апреля 2010 г.

№220 (соглашение №14.Z50.31.0034). Результаты диссертации могут бытьдоведены до рынка в форме научно-технической продукции. Кроме того,результаты исследований могут быть использованы при разработке:-фундаментальных основ технологии создания новых (нано)материаловдля микроэлектроники и функционирования устройств на их основе;- неразрушающих методик диагностики наноматериалов;-методикизготовленияэпитаксиальныхслоевсегнетоэлектрических/мультиферроидных материалов, тонких пленок иструктур на их основе.Основные положения, выносимые на защиту1.Изменение концентрации Ba от 0,15 до 0,5 приводит к изменениюинтерфейсного напряжения пленок BSTO в структурах BSTO/LSMO от 1,4% до2,3%, что повышает температуру фазового перехода BSTO (Pm3m → P4mm)до температуры, близкой к комнатной.

Наибольшее значение поляризации принаименьших диэлектрических потерях (что существенно важно прииспользовании этих структур для электрооптических модуляторов) прикомнатной температуре обнаружено у сегнетоэлектрической пленки созначением концентрации катиона Ba, равным x = 0,5 (интерфейсноенапряжение 2,2%, ΔТ ~70К). Изменение концентрации катиона Ba приводит кизменению формы сегнетоэлектрической петли от «двойной», при x = 0,15, к«тройной» при x = 0,3 и к «обычной» при x = 0,5, что, в свою очередь, можетбыть использовано при создании пленок с мультистабильными фазами,имеющих потенциальное применение в качестве функциональных элементовсегнетоэлектрических многобитовых ячеек.2.Экспериментально подтверждено значительное усилениеинтенсивности ВГ для сверхрешеток [(YFeO3)n/(LaFeO3)n]m (n – числомонослоев в каждой паре, m – число пар слоев), которое было предсказаноранее теоретически и отнесено к возникновению дипольного упорядочения(диэлектрической поляризации), по сравнению со слоями отдельныхматериалов.

Максимальная величина нелинейно-оптического отклика7наблюдается у сверхрешетки с n = 1, что коррелирует с максимальнымзначением ~1% эпитаксиального напряжения сверхрешетки. С увеличениемчисла n нелинейно-оптический отклик уменьшается, что коррелирует суменьшением эпитаксиальных напряжений до ~ 0,2%.3.Резонанснаямагнито-дипольнаякомпонентанелинейнооптической поляризации, а также коэрцитивное поле сверхрешетки(YFeO3)n/(LaFeO3)n:- зависят от числа n слоев в структуре;- достигают максимума при n = 1;- проявляют зависимость от числа слоев n, качественно совпадающую саналогичной зависимостью для электро-дипольной компоненты нелинейнооптической поляризации сверхрешетки.Таким образом, косвенно показано наличие связи между электродипольной и магнитной компонентами нелинейно-оптической поляризации,то есть магнитоэлектрическое взаимодействие.4.Интерфейсные напряжения растяжения и большая концентрациядефектов пленок LT-GaAs, возникающих при использовании несингулярнойподложки GaAs(111)А и δ-легирования слоями Si:- улучшают интегральную чувствительность фотопроводящей антенны(ФПА) на их основе в 1,4 раза;- увеличивают интенсивность ТГц излучения в 3,4 раза от пленки и в 2раза от ФПА по сравнению с такой же пленкой и ФПА на регулярныхподложках (100).5.ФПА i-LT-GaAs/n-GaAs на подложке с кристаллографическимсрезом (111)А имеет чувствительность в 3,1 раза большую по сравнению саналогичной ФПА на подложке (100).

Темновые токи ФПА на подложке(111)А не превышают 16 нА при напряжении 20В.Личный вклад автора заключается в постановке, разработке и решенииряда важнейших задач исследования: 1) экспериментальном исследованииструктур методикой рентгеноструктурного анализа; 2) созданииэкспериментальной установки для исследования методом генерации второйоптической гармоники и терагерцевой спектроскопии; 3) исследовании серииэкспериментальных образцов BSTO/LSMO, сверхрешеток YFO/LFO, а такжеполупроводниковых структур на основе LT-GaAs; 4) разработкефотопроводящих антенн на основе исследованных полупроводниковыхструктур LT-GaAs, 5) создании теоретических моделей, отвечающихрезультатам экспериментальных исследований.Серия тонкопленочных структур BSTO/LSMO была изготовленаметодом аэрозольного осаждения из металлоорганических соединений М.Мишельманом в Университете Геттингена (Германия) под руководствомдоктора В. Мошняги.

Там же были проведены исследования параметровструктурыэтихобразцовметодоммалоугловойрентгеновскойдифрактометрии. Сверхрешетки [(YFeO3)n/(LaFeO3)n]m были изготовлены нахимическом факультете Университета Ливерпуля (Великобритания) Дж.8Аларией. Полупроводниковые структуры на основе LT-GaAs былиизготовлены в Институте сверхвысокочастотной полупроводниковойэлектроники РАН под руководством д.ф.- м.н. Г.Б. Галиева.Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 9-тистатьях в рецензируемых отечественных и международных научныхжурналах.Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав,заключения и списка использованных источников, включающего 175наименований. Объем диссертации составляет 160 страниц текста, включая 63иллюстрации и 11 таблиц.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо Введении описывается актуальность диссертационной работы,формируются цели и задачи работы, отмечается научная новизна ипрактическая значимость, приводятся выносимые на защиту положения.Первая глава представляет обзор научных публикаций по общей теме«Эпитаксиальные напряжения интерфейсов в мультислойных структурах наоснове сложных оксидов и полупроводников для устройств микро- инаноэлектроники».В первом пункте обсуждается возникновение и изменение свойствтонких сегнетоэлектрических пленок за счет механических напряжений награнице с подложкой. Подробно рассмотрены параметры, влияющие наэпитаксиальную деформацию.

На основе ряда работ показаны возможностипрактического использования интерфейсных напряжений для созданияфункциональныхустройствмикроэлектроники,втомчислесегнетоэлектрической памяти с минимальным коэрцитивным полем и высокойэнергоэффективностью. Показаны особенности свойств ячеек памяти наосноветонкихсегнетоэлектрическихпленок,находящихсявмультистабильных состояниях [8].Второй пункт посвящён описанию результатов работ по мультислойнымгетероструктурам и сверхрешеткам с интерфейсными напряжениями. Однимиз основных свойств, проявляющихся в таких структурах, являетсямагнитоэлектрическое взаимодействие, имеющее принципиальное значениедля многих перспективных приложений современной микро- инаноэлектроники.

В частности, показана возможность использования пленокс магнитоэлектрическим взаимодействием в ячейках памяти с восемьюлогическими состояниями [9]. Другим важным свойством указанных структурявляется увеличение подвижности электронов примерно на порядок, за счетчего перенос заряда становится независимым от температуры. На основеквази-сверхрешетки, состоящей из чередующихся слоев In2O3, Ga2O3 и ZnO свысокой подвижностью носителей, показана возможность созданиявысокоэффективного транзистора [10].9В третьем пункте рассмотрены полупроводниковые структуры сэпитаксиальными напряжениями, используемые для генерации терагерцевогоизлучения. На основе ряда источников продемонстрировано критическоевлияние кристаллографических характеристик пленок GaAs и LT-GaAs(дислокационного рассеяния, размера и концентрации кластеров и др.) напараметрырелаксациииэффективностьоптико-терагерцевогопреобразования.

Например, в работе [7] за счет оптимизации физическихсвойств, описанных выше, был улучшен общий динамический диапазонгенерации и детектирования ТГц излучения на 15 дБ по сравнению с обычнойкоммерчески доступной фотопроводящей антенной (ФПА).На основании проведенного аналитического обзора сформулированыосновные цели и задачи работы.Во второй главе представлены основные положения, применяемые приобщем описании процесса генерации второй оптической гармоники (ГВГ).Приведен общий вид вкладов в поле ГВГ в матричной форме. В частности,приводится связь интенсивности ВГ с сегнетоэлектрической поляризацией инамагниченностью. Подробно описаны экспериментальные методики,используемые для нелинейно-оптического исследования материалов:поляризационные и анизотропные измерения. Представлено общее описаниеметодики терагерцевой спектроскопии временного разрешения срассмотрением основных механизмов возникновения терагерцевогоизлучения.

Детально представлено описание используемых в данной работеэкспериментальных установок.Третья глава посвящена экспериментальным и теоретическимисследованиям сегнетоэлектрических свойств мультислойных структурсегнетоэлектрик/манганит. В начале данной главы описаны результатыисследования структуры эпитаксиальных бислоев, состоящих из слоясегнетоэлектрика Ba(х)Sr(1- x)TiO3(BSTO) (x = 0,15, 0,3, 0,5) и слояферромагнетика La0.7Sr0.3MnO3(LSMO). Известно [11], что объемныекристаллы BSTO такого состава при комнатной температуре находятся вцентросимметричнойпараэлектрическойфазе.Наосноверентгеноструктурного анализа было показано, что исследуемые намимонокристаллические пленки находятся в растянутом состоянии.

Измеренныепараметры указаны в Таблице 1.Таблица 1. Измеренные параметры решетки вдоль оси с по отношениюк объёмным значениям.BSTOLSMOаобъемспленкаОбразецx толщина толщинанапряжения(Å)(Å)(нм)(нм)BaxSr1-xTiO30.1525203,9203,974(9)+1,4%/La0.7Sr0.3MgO3 0.325203,9364,028(5)+2,3%0.50,15255020203,9563,920104,043(4)3,974(9)+2,2%+1,8%Основные экспериментальные исследования были проведены методомгенерации ВГ, в том числе при приложении электрического поля в планарнойгеометрии.

В основе методики лежит связь интенсивности второй гармоники(ВГ) I2ω с сегнетоэлектрической поляризацией [12]:I 2ω ( E ) ∝ ( Ebg2ω ) + α ( P0 + P ( E ) )22(1)2— некогерентная составляющая, не зависящая от внешнейгде (непереключаемой) части поля ВГ; P(E) — зависящая от внешнегоэлектрического поля (переключаемая) поляризация, Р0 - представляет собойсуммарный вклад остаточной поляризации и когерентной составляющейнепереключаемой поляризации.Из выражения (1) можно получить значение сегнетоэлектрическойполяризации в относительных единицах, что важно при анализесегнетоэлектрического гистерезиса и оценке параметров фазовых переходовиз параэлектрической в сегнетоэлектрическую фазу.В случае, когда вклад независящих от внешнего напряжения компонентпренебрежимо мал, зависимости 2 () имеют вид симметричной параболысо смещением нулевого значения относительно внешнего поля,соответствующимвеличинеостаточнойполяризации(ширинесегнетоэлектрического гистерезиса).

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6384
Авторов
на СтудИзбе
308
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее