WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

На рис. 6 показаны зависимости интенсивности полос катодолюминесценции от времени взаимодействия электронного пучка с образцом. В стекле марки КИ (с малым содержанием группы OH) полосы 1.9 и 2.65 eV достигают максимума спустя 200 s с начала модификации, т. е.

возрастает количество дефектов в исследуемом объеме.

Затем достигают максимума интенсивности полосы 1.и 2.3 eV (спустя 300 s). Это можно связать с возникновением кристаллических или аморфных кремниевых кластеров небольшого размера. Последней максимума достигает полоса 1.1 eV (через 350 s), т. е. образуются кремниевые кластеры достаточно большого размера.

Иная картина наблюдается в случае стекла марки КУ с большим содержанием OH. Рост интенсивности всех полос в зависимости от времени облучения Рис. 5. Спектры катодолюминесценции в ИК и видимом диапазоне: a — спектр стекла КИ в ИК диапазоне, b —спектр стекла КУ в ИК диапазоне, c — спектр стекла КИ в видимом диапазоне, d — спектр стекла КУ в видимом диапазоне.

100 nA и энергии 15 keV. При сравнении спектров, полученных при 15 и 100 nA, видно, что увеличение тока пучка приводит к существенному возрастанию интенсивности полосы 2.2 eV относительно других полос. Сравнивая спектры катодолюминесценции стекол разных марок, можно отметить, что люминесценция стекла КУ (содержание OH групп 2400-3000 ppm) более интенсивная, чем стекла КИ, что свидетельствует о большем количестве дефектов в SiO2 при большей концентрации групп OH. Это объясняет более низкую интенсивность люминесценции КИ, так как в его структуре меньше дефектов.

Наиболее существенные изменения спектров наблюдаются в ИК диапазоне излучения стекол. При небольшой удельной мощности возбуждения в ИК диапазоне (1.0-1.8eV) не проявляются излучательные полосы.

При увеличении тока электронов в спектрах появляРис. 6. Зависимость интенсивности катодолюминесценции ются слабые излучательные полосы с максимумами 1.от времени взаимодействия с пучком электронов: a — для и 1.35 eV. Положения максимумов были определены с стекла марки КИ, b — для стекла марки КУ; 1 —полоса с помощью разложения спектров на две полосы. Плечо с максимумом интенсивности при 2.65 eV; 2 — 1.9, 3 — 2.2, максимумом 1.35 eV может быть связано как с излуче4 —1.4 и 5 —1.1 eV.

3 Физика твердого тела, 2004, том 46, вып. 994 Л.А. Бакалейников, М.В. Заморянская, Е.В. Колесникова, В.И. Соколов, Е.Ю. Флегонтова электронами происходит аналогично, кроме полосы с [14] М.В. Заморянская, А.Н. Заморянский, И.А. Вайншенкер.

ПТЭ 4, 192 (1987).

максимумом 1.9 eV. Однако, полосы достигают макси[15] M.V. Zamoryanskaya, V.I. Sokolov. Mater. Res. So. Proc., мума позже, чем в случае диоксида кремния с малым Quantum Conf. Semicond. Nanostruct; 737, F3.40 (2003).

содержанием OH групп. Интенсивность полосы 1.9 eV [16] M.V. Zamoryanskaya, V.I. Sokolov, A.A. Sytnikova. Solid State убывает и достигает минимума спустя 200 s с момента Phenomena 78–79, 349 (2001).

начала модификации. Это можно объяснить тем, что сна[17] М.В. Заморянская, В.Н. Богомолов, С.А. Гуревич, В.И. Сочала восстанавливаются дефекты, связанные с высоким колов, А.А. Ситникова, И. Смирнова. ФТТ 43, 2, содержанием OH, и только потом формируются новые.

(2001).

Полоса 1.1 eV достигает максимума через 400 s с начала модификации.

5. Выводы Таким образом, видно, что при взаимодействии стекла с малым содержанием гидроксильных групп с электронным пучком большой мощности наблюдаются три стадии модификации стекла [16,17].

1) Увеличение доли собственных дефектов, связанных как с дефицитом, так и с избытком кислорода, что связано с разрывом связей кислород–кремний в стекле.

2) Быстрый рост полосы с максимумом 2.2-2.3eV, связанной с появлением собственных дефектов дефицита кислорода. А также появление и рост полосы с максимумом 1.4 eV, связанной с появлением нанокластеров кремния или островков аморфного кремния.

3) Появление и рост полосы с максимумом 1.1 eV, связанной с формированием относительно крупных островков кристаллического кремния.

В случае взаимодействия электронного пучка со стеклом марки КУ в первую очередь происходит уменьшение доли собственных дефектов, связанных с избытком кислорода. Процесс формирования островков кремния, кластеров кремния занимает большее время.

Список литературы [1] G. Allan, C. Delerue, M. Lannoo. Phys. Rev. Lett. 78, 16, 3161 (1997).

[2] L.N. Skula, A.R. Silin. Phys. Stat. Sol. (a) 70, 43 (1982).

[3] C. Delerue, G. Allan, M. Lannoo. J. Lumin. 80, 65 (1999).

[4] H.-G. Fitting, T. Barfles, A.N. Trukhin, B. Schmidt, A. Gulans, A. von Czarnowsky. J. Non-Cryst. Solid. 303, 218 (2002).

[5] L.N. Skuja, A.N. Streletsky, A.B. Pakovich. Solid State Commun. 50, 12, 1069 (1984).

[6] М.С. Бреслер, И.Н. Яссиевич. Физика и техника полупроводников 27, 5, 871 (1993).

[7] M. Takeguchi, K. Furuya, K. Yoshinara. Jpn. J. Appl. Phys.

38, 12B, 7140 (1999).

[8] С.К. Обыден, Г.А. Перловский, Г.В. Сапарин, С.И. Попов.

Изв. АН СССР. Сер. физ. 48, 12, 2374 (1984).

[9] Л.А. Бакалейников, Е.В. Галактионов, В.В. Третьяков, Э.А. Тропп. ФТТ 43, 5, 779 (2001).

[10] E.D. Palik. Handbook of Optical Constants of Solids II.

Academic Press, N. Y. (1991). 1086 c.

[11] Z.-J. Ding, R. Shimizu. Surf. Sci. 222, 313 (1989).

[12] Н.А. Колобов, М.М. Самохвалов. Диффузия и окисление в полупроводниках. Металлургия, М. (1975). 454 с.

[13] R. Castaing. Thesis Universite de Paris (1951).

Физика твердого тела, 2004, том 46, вып.

Pages:     | 1 ||



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.