Диссертация (1091440)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МИНОБРНАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Московский технологический университет»МИРЭАНа правах рукописиБУРЯКОВ АРСЕНИЙ МИХАЙЛОВИЧВЛИЯНИЕИНТЕРФЕЙСНЫХНАНОРАЗМЕРНЫХСЛОЖНЫХНАПРЯЖЕНИЙМУЛЬТИСЛОЙНЫХОКСИДОВИСПОЛЬЗОВАНИЕ)ПРИИНАСТРУКТУРСВОЙСТВАНАПОЛУПРОВОДНИКОВСОЗДАНИИУСТРОЙСТВОСНОВЕ(ИМИКРО-ИХИНАНОЭЛЕКТРОНИКИСпециальность:05.27.01 – Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- инаноэлектроника, приборы на квантовых эффектахДиссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наукНаучный руководитель д.ф.-м.н., проф.

Е.Д. МишинаМОСКВА - 2017ОГЛАВЛЕНИЕГЛАВА 1. ЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ ВМУЛЬТИСЛОЙНЫХ СТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ ИПОЛУПРОВОДНИКОВДЛЯУСТРОЙСТВМИКРО-ИНАНОЭЛЕКТРОНИКИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) ............................................ 141.1.Изменение свойств тонких сегнетоэлектрических пленок за счетинтерфейсных деформаций............................................................................... 141.1.1.

Основные факторы, влияющие на интерфейсное взаимодействие втонких сегнетоэлектрических пленках. ........................................................ 161.1.2. Применение сегнетоэлектрических пленок с эпитаксиальныминапряжениями в устройствах микро- и наноэлектроники..........................

181.2.Изменениепространственнойсимметриивоксидныхгетероструктурах для устройств микро- и наноэлектроники. ....................... 231.2.1. Свойствасверхрешеток,возникающиеподвоздействиемэпитаксиальных напряжений. ........................................................................ 261.2.2. Магнитоэлектрические пленки и сверхрешетки как материал дляустройств микро- и наноэлектроники. ............................................................. 311.3.Эпитаксиальнонапряженныеполупроводниковыепленкиитерагерцевые генераторы/антенны на их основе. ........................................... 351.3.1.Интерфейсные напряжения границы раздела активного слояфотопроводящей антенны как способ улучшения их свойств.

..................... 361.3.2.Принципы работы ТГц фотопроводящих антенн .............................. 401.3.3.Современное состояние и развитие по созданию ТГц антенн наоснове полупроводниковых пленок. ................................................................ 451.4.Выводы по главе 1 ................................................................................. 46Глава 2.МЕТОДИКИИССЛЕДОВАНИЯТОНКИХПЛЕНОКИМУЛЬТИСЛОЙНЫХ СТРУКТУР ................................................................... 4822.1.Общее описание методики генерации второй оптической гармоники.................................................................................................................

482.1.1.Связьгенерациивторойоптическойгармоникиисегнетоэлектрической поляризации ................................................................. 49ГВГ2.1.2.Магнитоиндуцированнаявцентросимметричныхферромагнетиках ................................................................................................ 512.1.3.Поляризационные зависимости интенсивности ВГ .......................... 522.2.Общее описание методики терагерцевой спектроскопии временногоразрешения.......................................................................................................... 542.3.Описание экспериментальных установок ........................................... 562.3.1.Экспериментальная схема исследования нелинейно-оптическихсвойств методом генерации второй оптической гармоники (ГВГ) ..............

562.3.2.Методика эксперимента временной терагерцевой спектроскопии.. 572.3.3.Прочие методики структурного анализа исследуемых пленок. ....... 59Глава 3.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕИССЛЕДОВАНИЯМУЛЬТИСЛОЙНЫХИТЕОРЕТИЧЕСКИЕСЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХСТРУКТУРСВОЙСТВСЕГНЕТОЭЛЕКТРИК/МАНГАНИТBa(х)Sr(1-x)TiO3(BSTO)/La0.7Sr0.3MnO3(LSMO). ................................................. 613.1.Изготовление и исследование структурных свойств мультислойныхструктур BSTO/LSMO ....................................................................................... 613.2.Экспериментальноеисследованиеоптическиххарактеристикметодом второй оптической гармоники .......................................................... 683.2.1.

Бислойные структуры BSTO/LSMO на подложке STO с вариациейконцентрации Ba. ............................................................................................ 683.2.2. Бислойные структуры BSTO/LSMO на подложке STO с вариациейтолщины сегнетоэлектрического слоя.......................................................... 753.3.Анализ взаимодействия между слоями BSTO/LSMO ....................... 7733.4.Выводы по главе 3 ................................................................................. 78Глава 4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕИТЕОРЕТИЧЕСКИЕИССЛЕДОВАНИЯ МУЛЬТИСЛОЙНЫХ СТРУКТУР YFeO3/LaFeO3.

...... 804.1.Описание образцов и способ их изготовления. .................................. 804.2.Генерация второй оптической гармоники в центросимметричномантиферромагнетике LaFeO3 и ферромагнетике YFeO3. ............................... 864.3.Структурные характеристики и анализ спектров генерации второйоптической гармоник в сверхрешетках YFeO3/LaFeO3.................................. 944.4.Феноменологическоеописаниенелинейныхпроцессовиэкспериментальные результаты по генерации второй гармоники всверхрешётках YFeO3/LaFeO3.

......................................................................... 964.5.Выводы по главе 4 ............................................................................... 109Глава 5. ГЕНЕРАЦИЯ И ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ТГЦ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИПОМОЩИ АНТЕНН НА ОСНОВЕ ПЛЕНОК LT-GaAs НА ПОДЛОЖКАХС КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИЕЙ (111)А И (100). ........ 1125.1.Генерацияидетектированиетерагерцевогоизлучениявнизкотемпературных эпитаксиальных плёнках GaAs на подложках GaAs сориентациями (100) и (111)А ..........................................................................

1135.2Генерациямультислойнымитерагерцевогоизлученияэпитаксиально-напряженныминизкотемпературнымиплёнкамиi-LT-GaAs/GaAs:Si на подложках GaAs с ориентациями (100) и (111)A ........... 1205.3. Выводы по главе 5 .................................................................................... 134ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 136СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ .....................................................

1424ВВЕДЕНИЕДиссертационнаяработапосвященаэкспериментальномуитеоретическому исследованию роли интерфейсных напряжений в слоистыхэпитаксиальных наноразмерных структурах, в том числе в мультислойныхструктурахсложныхоксидов(BaSrTiO3/LaSrMgO3),сверхрешеткахортоферритов (YFeO3/LaFeO3) и полупроводников (LT-GaAs 1) для управленияфункциональными свойствами этих структур и характеристик устройств на ихоснове.

Полученные результаты позволили составить рекомендации дляиспользованиянапряженныхэкспериментальныйобразецструктурсложныхтерагерцевойоксидовантеннысисоздатьулучшеннымихарактеристиками на основе эпитаксиально напряженной полупроводниковоймультислойной структуры.Актуальность работыАктуальностьпредложенногоисследованиязаключаетсявусовершенствовании характеристик компонентов устройств микро- инаноэлектроники нового поколения на основе наноразмерных мультислойныхструктур за счет управления их свойствами путем создания заданныхэпитаксиальных напряжений. Механические напряжения в тонкопленочныхэпитаксиальных слоистых структурах и вызываемые ими измененияфункциональных свойств нанослоев относятся к новому направлению физикитонкопленочных структур («инженерия напряжений»). Возникающие награницах раздела наноразмерных слоистых структур растягивающие исжимающие механические напряжения, а также анизотропия свойств покристаллографическим направлениям в низкоразмерных структурах приводяткрезкимизменениямосновныхфизическихсвойств(поляризации,намагниченности, проводимости, температуры фазового перехода и т.д.)каждого из функциональных слоев этих структур.

Эти особенности могутLT-GaAs - Low-Temperature Gallium Arsenide - плёнки арсенида галлия, выращенные методоммолекулярно-лучевой эпитаксии при пониженной температуре подложки.15быть использованы при разработке различных устройств микро- инаноэлектроники, сенсоров и датчиков различных физических величин, атакже для создания МЭМС.Цель работы – создание и исследование механических напряжений награницах раздела в тонкопленочных эпитаксиальных структурах (бислойных,мультислойных или сверхрешетках), исследование влияния этих напряженийнафункциональныесвойства(спонтаннаяполяризация,магнитоэлектрическое взаимодействие и т.д.) и использование исследованныхнапряженных структур при создании устройств микро- и наноэлектроникинового поколения.Согласно этой цели, были сформированы следующие конкретныезадачи:ВструктурахBaSrTiO3/LaSrMnO3изменениеэпитаксиальныхнапряжений путем варьирования концентрации ионов Ba и толщинысегнетоэлектрического слоя, и исследование влияния таких измененийна сегнетоэлектрические свойства структур: Рентгеноструктурный анализ изготовленных образцов с оценкоймонокристалличностислоевивеличинымеханических(эпитаксиальных) напряжений. Исследования переключения поляризации, а также фазовогосостоянияпленки методом генерациивторой оптическойгармоники (ГВГ).Всверхрешетках(YFeO3)n/(LaFeO3)nизменениеэпитаксиальныхнапряжений путем изменения числа n монослоев в каждой паре иисследование влияния таких изменений на мультиферроидные свойстваструктур:6 Исследованиепараметровструктурметодомрентгеноструктурного анализа и просвечивающей электронноймикроскопии. Нелинейно-оптические исследования с теоретической оценкойразличныхпоприродевкладоввинтенсивностьГВГ;исследование спектральных зависимости ГВГ с теоретическойинтерпретацией резонансных переходов. В фотопроводящих антеннах на основе легированного LT-GaAs имультислойныхструктуреi-LT-GaAs/n-GaAsизменениеэпитаксиальных напряжений путем изменения кристаллографическогосреза подложки и исследование влияния таких изменений наэффективностьгенерациииприемаэлектромагнитныхволнтерагерцевого диапазона Составление рекомендаций по усовершенствованию устройств микро- инаноэлектроники на основе полученных результатов и/или тестированиетаких устройств: составление рекомендаций по усовершенствованию устройствмикро- и наноэлектроники на основе мультислойных структурBaSrTiO3/LaSrMgO3 и сверхрешеток (YFeO3/LaFeO3). Разработкадизайнатерагерцовойантенны,созданиеэкспериментальных образцов антенн, оценка их эффективности.Методы исследования, достоверность и обоснованностьПриисследованииструктурныххарактеристикэпитаксиальныхнапряженных структур были использованы методики рентгеноструктурногоанализа и спектроскопии комбинационного рассеяния света.7При исследовании нелинейно-оптических свойств была использованаметодика генерации второй оптической гармоники, в том числе спектроскопияГВГ.Для определения характеристик полупроводниковых материалов наосновеиспользоваласьLT-GaAsметодикавременнойтерагерцевойрезультатовопределяетсяспектроскопии.Обоснованностьидостоверностькорреляцией полученных экспериментальных и теоретических данных.Экспериментальные результаты, полученные в диссертационной работе,расширяют научные представления по данному направлению и при этом непротиворечатужеизвестнымрезультатам,полученнымиведущимизарубежными и российскими научными группами.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации