WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Основные результаты и выводы 1. Показано, что из данных по изменению проводимости микропористой твердотельной матрицы в парах воды при медленном повышении относительного давления паров воды можно получить информацию о постепенном заполнении все более широких микрокапилляров.

Обнаружено, что «насыщение» величины тока через структуру наблюдается при P/Ps 0,60,7. Из полученных данных сделан вывод о том, что радиус нанопор в исследованных образцах пористого кремния составляет r 2-3 нм.

2. Обнаружено, что в области температур от –12°С до –15°С проводимость системы кремний–пористый кремний с адсорбированной водой–металл при постепенном повышении температуры достаточно резко возрастает приблизительно на порядок. Скачок проводимости связан с плавлением кристалликов льда в микрокапиллярах в процессе фазового перехода лед– вода. Такая величина понижения температуры фазового перехода лед– вода соответствует размерам микропор 2-3 нм, что согласуется с данными, полученными другими методами.

3. Установлено, что скачок проводимости системы кремний–пористый кремний с адсорбированной водой–металл в области фазового перехода лед–вода не связан с необратимой деформацией достаточно хрупкой структуры пористого кремния при фазовом переходе лед–вода. Показано, что пористый слой не разрушается под действием льда. Скачок проводимости свидетельствует об увеличении эффективной подвижности протонов из-за появления дополнительных степеней свободы молекул воды при таянии льда и формировании новых траекторий переноса протонов по системе водородно-связанных молекул H2O.

4. Обнаружено, что скачок проводимости, связанный с фазовым переходом лед–вода, для структуры кремний–окисленный пористый кремний с адсорбированной водой–металл наблюдается при более высоких температурах по сравнению с системой кремний–пористый кремний с адсорбированной водой–металл. Величина сдвига температуры составляет 5. Различия температур, при которых происходит фазовый переход лед–вода для этих систем, мы связываем с разной степенью гидратации поверхности стенок нанопор. Сдвиг температуры фазового перехода лед–вода в адсорбционных слоях на гидрофильных поверхностях меньше, чем на гидрофобных.

5. Из зависимости температуры фазового перехода лед–вода от размеров микрокапилляров следует, что для таблетки из спрессованных наночастиц SiO2 диаметром 0,011 мкм c адсорбированной водой область изменения проводимости, которую можно отнести к протеканию фазового перехода лед–вода, значительно шире (от -13оС до 0оС), чем для системы нанопористый кремний–вода. Это обусловлено более широким распределением заполненных водой микрокапилляров по размерам (от 23 нм до ~1020 нм).

6. Проведено систематическое исследование влияния длительного воздействия паров воды на изменение проводимости системы плотно упакованных частиц SiO2 в области фазового перехода лед–вода в микрокапиллярах. Обнаружено, что при длительной гидратации зависимость проводимости от температуры становится немонотонной.

Это объясняется спецификой плавления льда в тонких капиллярах пористой матрицы.

7. В результате исследования методом ИК-спектроскопии длительного воздействия воздуха и паров воды на поверхность ПК показано, что стабилизация химического состава поверхности нанопор ПК при взаимодействии с воздухом и парами воды происходит в две стадии. На первой стадии (несколько суток) происходит процесс удаления «избыточного» водорода с поверхности ПК, гидридный покров постепенно заменяется достаточно плотным окисным слоем, происходит постепенная деградация поверхности, и на ней появляются отдельные фрагменты оксида кремния. На второй стадии (десятки суток) окисный слой медленно гидратируется и поверхность пор становится гидрофильной.

8. Обнаружено, что соотношение электронной и дырочной составляющих тока, протекающего через систему кремний–пористый кремний–металл при длительном выдерживании в парах воды, изменяется. Электронная составляющая тока увеличивается, а дырочная – уменьшается. Этот эффект связан с накоплением положительно заряженных донорных электронных состояний на границе Si–ПК.

9. Установлено, что характер зарядового транспорта по слою ПК коррелирует с состоянием поверхности нанопор. На начальной стадии взаимодействия ПК с парами воды формируются новые пути туннельноперколяционного транспорта по системе нанокристаллов кремния с адсорбированными микрокластерами воды. При длительном выдерживании ПК в насыщенных парах воды адсорбированные молекулы H2O на гидрофильной поверхности нанопор образуют сплошную полимолекулярную пленку, по которой осуществляется «сквозной» протонный перенос заряда. В слое ПК формируется большое количество новых путей протекания заряда и токи через структуру кремний–пористый кремний–металл увеличиваются многократно.

10. Обнаружено, что в условиях, когда в слое ПК сформировано достаточно много путей эффективного перколяционного транспорта носителей заряда, ВАХ структур кремний-ПК-металл сильно нелинейны даже для образцов с толстыми слоями ПК. Из этого следует, что основным, ограничивающим проводимость системы, фактором является инжекция носителей заряда в пленку ПК из контактов.

Список публикаций по теме диссертационной работы 1. Демидович В.М., Демидович Г.Б., Козлов С.Н., Лукьянова Е.Н., Петров А.А. «Преобразователь «молекулярных сигналов» для систем мониторинга на базе кремния» // Тезисы докладов на Всероссийской конференции «Физические проблемы экологии 99», С. 160-161, 18-января 1999 г., Москва.

2. Лукьянова Е.Н., Козлов С.Н., Петров А.А., Демидович В.М., Демидович Г.Б. «Состояние молекулярной системы и зарядовый транспорт в нанопорах диэлектрика» // Тезисы докладов на VI Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» «Яльчик99», С. 103, 22-27 июня 1999 г., Москва-Казань-Йошкар-Ола.

3. Лукьянова Е.Н., Козлов С.Н., Петров А.А., Демидович В.М., Демидович Г.Б. «Состояние молекулярной системы и зарядовый транспорт в нанопорах диэлектрика» // Материалы VI Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» «Яльчик-99», С. 146149, 22-27 июня 1999 г., Москва-Казань-Йошкар-Ола.

4. Лукьянова Е.Н., Козлов С.Н. «Молекулярный и ионный транспорт в системе вода-нанопористый диэлектрик»// Тезисы докладов на II Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», С. 159, 2-4 сентября г., Саратов.

5. Demidovich V.M., Demidovich G.B., Kozlov S.N., Lukyanova E.N.

«Electrical transport in the porous silicon-water and oxidized porous siliconwater systems in the vicinity of the water-ice phase transition» // Materials of the 2-nd International conference «Porous Semiconductors - science and technology» «Porous Semiconductors-2000» Madrid, Spain, 1217 March 2000, Р. 64-65.

6. Лукьянова Е.Н. «Зарядовый транспорт в системе нанопористая твердотельная матрица-вода» // Тезисы докладов на VII Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-2000», С. 25-26, 9-13 апреля 2000 г., Москва.

7. Лукьянова Е.Н., Петров А.А., Демидович В.М., Демидович Г.Б., Козлов С.Н. «Влияние фазового перехода вода-лед на импеданс системы нанопористый диэлектрик-вода» // Тезисы докладов на 7 Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», С. 39-40, 19-24 июня 2000 г., Москва-Казань-Йошкар-Ола.

8. Лукьянова Е.Н., Демидович В.М., Демидович Г.Б., Козлов С.Н., Петров А.А. «Влияние фазового перехода вода-лед на электроперенос в нанопористом диэлектрике с адсорбированной водой» // Тезисы докладов на Международной конференции «Диэлектрики 2000», С. 215216, 17-22 сентября 2000 г., Санкт-Петербург.

9. Лукьянова Е.Н., Козлов С.Н. «Особенности электропереноса в нанопористом кремнии и оксиде кремния с адсорбированной водой» // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып. 11. С. 1-6.

10. Лукьянова Е.Н., Козлов С.Н., Ефимова А.И., Демидович Г.Б. «Динамика взаимодействия молекул воды с пористым кремнием» // Тезисы докладов на Х Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», С. 177, 30 июня – 4 июля 2003 г., МоскваКазань-Йошкар-Ола-Уфа.

11. Лукьянова Е.Н., Козлов С.Н., Ефимова А.И., Демидович Г.Б. «Динамика взаимодействия молекул воды с пористым кремнием» // Материалы Х Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем» «Яльчик-03», Выпуск Х, часть 3, С. 41-44, 30 июня – 4 июля 2003 г., Москва-Казань-Йошкар-Ола-Уфа.

12. Лукьянова Е.Н., Ефимова А.И., Козлов С.Н., Демидович Г.Б. «Процессы «старения» пористого кремния при взаимодействии с воздухом и парами воды» // Поверхность, Рентгеновские, Синхротронные и Нейтронные исследования. 2003. № 9. С. 28-34.

13. Lukyanova E.N., Efimova A.I., Kozlov S.N., Demidovich G.B. «Evolution of charge transport through porous silicon layer during its hydratation» // Extended abstracts of the 4-th International Conference «Porous Semiconductors - science and technology», Cullera-Valencia, Spain, 14-March 2004, Р. 394-395.

14. Лукьянова Е.Н., Ефимова А.И., Козлов С.Н., Демидович Г.Б.

«Формирование оксида и эволюция зарядового транспорта в процессе гидратации поверхности пористого кремния» // Тезисы докладов на Х Международной конференции «Физика диэлектриков (Диэлектрики – 2004)», С. 35-37, 23-27 мая 2004 г., Санкт-Петербург.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»