Диссертация (1149967)
Текст из файла
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯСАНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиБорисов Евгений ВадимовичОптические свойства легированных эпитаксиальных слоев нитрида галлия ивыращенных методом магнетронного распыления оксидов цинка и меди01.04.07 – физика конденсированного состоянияДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководительдоктор физико-математических наук, профессорАгекян Вадим ФадеевичСанкт-Петербург20182ОГЛАВЛЕНИЕОглавление……………………………………………………………………...2Введение………………………………………………………………………....5Актуальность темы исследования………………………………………...6Основная цель работы…………………………………………................7Научная новизна………………………………………………………......7Научная и практическая ценность…..………………………………......8Методология и методы исследования………………………………......8Научные положения, выносимые на защиту…………………………...9Апробация результатов работы………………………………..............10Личный вклад автора……………………………………………………10Глава1.Комбинационноерассеяниесветаиплазмон-фононноевзаимодействие в кристаллах………………………………………………111.1 Общие сведения……………………………………………………..101.2 Резонансное комбинационное рассеяние света……………………131.3 Колебания решетки и комбинационное рассеяние света вкристаллах со структурой вюрцита ..………………………………………..141.4 Плазмоны – основные соотношения………………………………231.5 Плазмон-фононное взаимодействие……………………………….24Глава 2.
Экспериментальная техника и методы роста эпитаксиальныхструктур ………………………………………………………………………..292.1 Экспериментальная техника….......................................................29КРС-спектрометр SENTERRA…………………………………..29КРС-спектрометр Т64000………………………………………..30Оборудование для исследования спектров люминесценции иотражения……………………………………………………………………….352.2 Технологии роста эпитаксиальных слоёв полупроводниковыхкристаллов………………………………………………………………………373Метод молекулярно-пучковой эпитаксии………………………37Метод газофазной эпитаксии…………………………………….392.3 Изготовление образцов нитрида галлия…………………………..40Тонкие эпитаксиальные слои…………………………………….40Объёмные кристаллы GaN……………………………………….41Глава 3.
Оптические свойства эпитаксиальных слоёв GaN:Si…………433.1 Общие сведения о GaN………………………………………………433.2 Спектры отражения и люминесценции эпитаксиальных слоёвGaN:Si ……………………………………………………………………..……443.3 Вольт-амперные характеристики эпитаксиальных слоёв GaN….523.4 КРС в эпитаксиальных слоях GaN:Si……………………………...553.5 Температурная зависимость спектров КРС GaN:Si………………62Выводы к главе 3……………………………………………………………..70Глава 4.
Оптическая характеризация объёмных кристаллов GaN,выращенных методом газофазной эпитаксии……………………………714.1 Спектры отражения объёмного кристалла GaN………………….734.2 Спектры люминесценции объёмного кристалла GaN……………744.3 Спектры КРС объёмного кристалла GaN…………………………76Выводы к главе 4……………………………………………………………..79Глава 5. Оптические свойства кристаллов ZnO…………………………805.1 Общие сведения о ZnO………………………………………………805.2 Метод магнетронного распыления для ZnO………………………805.3 Низкотемпературный и высокотемпературный режимы ростапленок ZnO……………………………………………………………………...825.4 Оптические свойства ZnO …………………………………………..865.5 Спектры люминесценции и отражения плёнок ZnO, выращенныхметодом магнетронного распыления………….……………………………..905.6 Спектры КРС плёнок ZnO………………………………………….93Выводы к главе 5…………………………………………………………….97Глава 6.
Оптические свойства кристаллов Cu2O……………………..…9846.1 Общие сведения о Cu2O…………………………………………….986.2 Режимы роста пленок Cu2O………………………………………..996.3 Оптические свойства плёнок Cu2O…………………………………1026.4ОптическиесвойствапленокCu2O,выращенныхметодоммагнетронного распыления……………………………………………….…1046.5 Спектры КРС плёнок Cu2O, выращенных методом магнетронногораспыления…………………………………………………………………….107Выводы к главе 6……………………………………………………………108Заключение……………………………………………………………………109Благодарности……………………………………………………………….110Список основных публикаций по теме диссертации……………………111Список цитированной литературы……………………………………….1125Введение.Нитрид галлия (GaN) — это бинарное соединение элементов III и Vгрупп, которое представляет собой прямозонный полупроводник с широкойзапрещенной зоной.
GaN обеспечивает превосходную эффективность иширокую полосу рабочих частот и уже заслужил признание в качествеоптимального решения для самых различных приложений из разныхобластей промышленности; по прогнозам, он скоро «ворвется» во всесегменты коммерческого и потребительского рынков.Начиная с середины 90‑х годов ХХ века о нитриде галлия (GaN) и еготвердых растворах заговорили как об одном из самых перспективныхоптоэлектронных материалов. Спектр его применения в оптоэлектроникедействительно широкий: светодиоды сине-зеленой области видимогоспектра, светодиоды ближнего ультрафиолетового диапазона, активныесреды лазерных диодов и др.Допуская более высокую мощность и имея более высокие техническиехарактеристики, приборы, выполненные на основе GaN, переступают барьер,ограничивающий его использование исключительно для целей коммерческихсиловыхрешений.Крометого,обеспечиваялучшиетехническиехарактеристики, в том числе высокую эффективность (КПД ~ 70%) и болееширокий рабочий диапазон частот, технология на основе GaN отличаетсярядом таких фундаментальных свойств, которые делают ее исключительноподходящей для использования в мощных высокочастотных каскадах,работающих в области радиочастот.
GaN обеспечивает самую высокуюплотность мощности и может надежно работать при более высокихтемпературах, чем полупроводники на основе других технологий. Все это всовокупности позволяет изготавливать устройства меньших физическихразмеров. В сочетании с высокой подвижностью электронов (при этомнитрид галлия похож на арсенид галлия) результатом внедрения технологииGaN в область высокочастотной техники могут стать транзисторы, которые6при сравнительно небольших паразитных явлениях будут обеспечиватьвысокую мощность на высоких частотах.Чувствительность нитрида галлия к ионизирующему излучению низка(так же как и для других нитридов III группы), что делает его подходящимматериалом для массивов солнечных батарей на спутниках.
Из-за того чтотранзисторы из нитрида галлия могут работать при более высокихтемпературах и напряжениях, чем транзисторы из арсенида галлия, онистановятся более привлекательными для применения в усилителях мощностиСВЧ.Актуальность темы исследования. Развитие различных направленийполупроводниковой электроники требует изучения свойств актуальныхполупроводниковых материалов, как фундаментальных, так и свойствконкретныхобразцов,Оптическиеметоды,выращенныхпоосновывающиесяопределеннойнаанализетехнологии.спектровкомбинационного рассеяния света (КРС), люминесценции и отражения(поглощения) дают детальную и надежную информацию об исследуемыхобъектах и, кроме того, позволяют оптимизировать технологию ростаполупроводниковых систем.Одним из важнейших полупроводниковых материалов являютсянитриды группы III-V, в особенности, нитрид галлия, который широкоприменяется для создания светодиодов самого различного назначения.Удельный вес публикаций, предметом которых являются структуры наоснове нитридов группы III-V, непрерывно растет.
Исследование оптическихсвойств кристаллов нитрида галлия, выращенных современными методами сшироким диапазоном концентрации примесей, является актуальной задачей.Оксидные полупроводники являются перспективными материаламидля создания экологически чистых, недорогих и достаточно эффективныхпреобразователей солнечной энергии в электрическую.
Для практическогоосуществлениятакойвозможноститребуютсяпленкиоксидныхполупроводников большой площади, которые можно получить методом7магнетронного распыления. Для определения качества таких пленок могутбыть успешно применены оптические методы, которые часто оказываютсяболее тонким инструментом, чем методы рентгеновской дифракции.Основная цель работы.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
