Исследование процессов возбуждения электронной системы нанокристаллитов в пористом кремнии при молекулярном воздействии
Диссертация
В настоящее время одним из актуальных направлений в физике конденсированного состояния является изучение объектов пониженной размерности — так называемых квантовых точек и нитей. Интерес к низкоразмерным объектам обусловлен отличием их электрофизических свойств от объемных, благодаря квантоворазмерному эффекту ограничения носителей заряда. Примером тому может служить наблюдение эффективной… Читать ещё >
Список литературы
- L.T. Canham. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers. Appl.Phys.Lett., 57(10), ррЛ046−1048 (1990).
- S.N. Kuznetsov, V.B. Pikulev, A.N. Skorokhodov, Yu.E. Gardin, Y.A. Gurtov. Observation of adsorption-induced luminescence in porous silicon. -Appl.Surf.Sci., 140(1−2), pp.239−242 (1999).
- V. Lehmann and U. Gosele. Porous silicon formation: A quantum wire effect. Appl. Phys. Lett, 58(8), pp.856−858 (1991).
- Y. Kang and J. Jorne. Porous silicon formation: Morphological stability analysis. Appl. Phys. Lett, 62(18), pp.2224−2226 (1993).
- Y. Kang and J. Jorne. Morphological stability analysis of porous silicon formation. J. Electrochem. Soc, 140(8), pp.2258−2265 (1993).
- V.Lehmann and H.Foll. Formation mechanism and properties of electrochemically etched trenches in n-type silicon. J. Electrochem. Soc, 137(2), pp.653−658 (1990).
- P.C.Searson, J.M.Macaulay, F.M.Ross. Pore morphology and the mechanism of pore formation in n-type silicon. J. Appl. Phys, 72(1), pp.253−258 (1992).
- P.C.Searson, J.M.Makaulay, S.M.Prokes. The formation, morphology, and optical properties of porous silicon structures. J. Electrochem. Soc, 139(11), pp.3373−3378 (1992).
- K.H.Jung, S. Shih and D.L.Kwong. Developments in luminescent porous Si. J. Electrochem. Soc, 140(10), pp.3046−3064 (1993).
- S.F.Chuang, S.D.Collins and R.LSmith. Preferential propagation of pores during the formation of porous silicon: A transmission electron microscopy study. Appl. Phys. Lett, 55(7), pp.675−677 (1989).
- В.А.Караванский, М. А. Качалов, А. П. Маслов, Ю. Н. Петров, В. Н. Селезнев, А. О. Шувалов. Морфология «квантовых проволок» пористого кремния. Письма в ЖТФ, 57(4), с.229−232 (1993).
- A.Nakajima, Y. Ohsima, T. Itacura and Y.Goto. Microstructure of porous silicon. Appl. Phys. Lett, 62(21), pp.2631−2633 (1993).
- O.Tescke, M.C.Goncalves, F.Galembeck. Etching technique for transmission electron microscopy observation of nanostructure of visible luminescent porous silicon. Appl. Phys. Lett., 63(10), pp.348−1350 (1993).
- M.W.Cole, J.F.Harvey, R.A.Lux, D.W.Eckart, R.Tsu. Microstructure of visibly luminescent porous silicon. Appl. Phys. Lett., 60(22), pp.2800−2802 (1992).
- Y.Kanemitsu, K. Suzuki, H. Uto, Y. Masumoto, S. Kyushin, K. Higuchi and H.Matsumoto. Visible photo luminescence of silicon-based nanostructures: Porous silicon and small silicon-based clusters. Appl. Phys. Lett., 61(20), pp.2446−2448 (1992).
- M. Binder, T. Edelmann, Т.Н. Metzger, J. Peisl. Structure and correlations in porous silicon studied by X-ray scattering methods. Solid State Comm., 100(1), pp.13−16 (1996).
- M.Thonissen, S. Billat, M. Kriiger, H. Luth, and M.G.Berger. Depth inhomogeneity of porous silicon layers. J. Appl. Phys., 80(5), pp.29 902 993 (1996).
- J.D.Moreno, F. Agullo-Rueda, E. Montoya, M.L.Marcos, J. Gonzalez-Velasco, R. Guerrero-Lemus, J.M.Martinez-Duart. Depth-resolved micro-Raman study of porous silicon at different oxidation states. Appl.Phys.Lett. 71(15), pp.2166−2168 (1997).
- R.C. Anderson, R.S. Muller and C.W. Tobias. Chemical surface modification of porous silicon. J. Electochem. Soc., 140(5), pp.1393−1396 (1993).
- N. Hadj Zoubir, M. Vergant, T. Delatour, A. Bumeau, Ph. de Donato. Interpretation of the luminescence quenching in chemically etched porous silicon by the desorption of SiH3 species. Appl. Phys. Lett., 65(1), pp.8284 (1994).
- L.T.Canham, M.R.Houlton, W.Y.Leong, C. Pickering, J.M.Keen. Atmospheric impregnation of porous silicon at room temperature. J. Appl. Phys, 70(1), pp.422−431 (1991).
- D. Petit, J.N. Chazalviel, F. Ozanam, F. Devreux. Porous silicon structure studied by nuclear magnetic resonance. Appl. Phys. Lett., 70(2), pp.191 193 (1997).
- A. Grosman, C. Ortega. Properties of porous silicon, ed by L.T. Canham (IEE INSPEC, The Institution of Electrical Engineers, London 1997), p. 145.
- H.J. Von Bardeleben, D. Stivenard, A. Grosman, C. Ortega, J. Siejka. -Phys. Rev. B, 47, p. 10 889 (1993).
- B. Pivac, B. Rakvin, L. Pavesi. Paramagnetic centers at near the Si/SiOxinterface in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 65(25), pp.3260−3262 (1994).
- C. Pickering, M.I.J. Beaie, D.J. Robbins, P.J. Pearson, R. Greef. Optical studies of the structure of porous silicon films formed in p-type degenerate and non-degenerate silicon. J. Phys. C: Solid State Phys., 17, pp.6535−6552 (1984).
- А.В.Андрианов, Л. В. Беляков, Д. Н. Горячев, О. М. Сресели, И. Д. Ярошецкий. Получение и исследование пористого кремния в порошкообразной форме. ФТП, 29(4), с.733−741 (1995).
- M.Voos, Ph. Uzan, C. Delalande, G. Bastard, A.Halimaoui. Visible photoluminescence from porous silicon: A quantum confinement effect mainly due to holes? Appl. Phys. Lett., 61(10), pp. 1213−1215 (1992).
- N.Koshida and H.Koyama. Efficient visible photoluminescence from porous silicon. Jpn. J. Appl. Phys., 30(7B), pp. L1221-L1223 (1991).
- H.Koyama, M. Araki, Y. Yamamoto, and N.Koshida. Visible photoluminescence of porous Si and its related optical properties. Jpn. J. Appl. Phys., 30(12B), pp.3606−3609 (1991).
- N.S.Averkiev, V.M.Asnin, A.B.Churilov, I.I.Markov, N.E.Mokrousov, A.Yu.Silov, V.I.Stepanov. Fine structure of the red photoluminescence band of porous silicon. Письма вЖТФ, 1992, т. 55, вып. 11, с. 631−634.
- S.V.Gaponenko, I.N.Gernianenko, E.P.Petrov, A.P.Stupak, V.P.Bondarenko and A.M.Dorofeev. Time-resolved spectroscopy of visibly emitting porous silicon. Appl. Phys. Lett., 64(1), pp.85−87 (1994).
- X.Chen, B. Henderson, K.P.O'Donnell. Luminescence decay in disordered low-dimensional semiconductors. Appl. Phys. Lett., 60(21), pp.2672−2674 (1992).
- J.C.Vial, A. Bsiesy, F. Gaspard, R. Herino, M. Ligeon, F. Muller, R. Romestain, R.M.Macfarlane. Mechanism of viisible-light emission from electrooxidized porous silicon. Phys. Rev. B, 45(24), pp. l4171−14 176 (1992).
- C.Wang, J.M.Perz, F. Gaspari, M. Plumb and S.Zukotinski. Photoluminescence study of radiative recombination in porous silicon. -Appl. Phys. Lett., 62(21), pp.2676−2678 (1993).
- Г. П.Пека, В. Ф. Коваленко, В. Н. Куценко. Люминесцентные методы контроля параметров полупроводниковых материалов и приборов. Киев: Техшка, 1986, 152 с.
- M.S.Brandt, H.D.Fuchs, M. Stutzmann, J. Weber and M.Cardona. The origin of visible luminescence from «porous silicon»: a new interpretation. Solid St. Commun., 81(4), pp.307−312 (1992).
- H.Mimura, T. Futagi, T. Matsumoto, T. Nakamura, Y.Kanemitsu. Blue light emission from rapid-thermal-oxidized porous silicon. J. Journ. Appl. Phys, 33(1B), pp.586−589 (1994).
- S.Sinha, S. Banerjee and B.M.Arora. Photoluminescence-excitation spectroscopy of porous silicon. Phys. Rev. B, 49(8), pp.5706−5709 (1994).
- А.В.Андрианов, Д. И. Ковалев, Н. Н. Зиновьев, И. Д. Ярошецкий. Аномальная поляризация фотолюминесценции пористого кремния. -Письма в ЖТФ, 58(6), с.417−420 (1993).
- S.L.Friedman, M.A.Marcus, D.L.Adler, Y.-H. Xie, T.D.Harris and P.H.Citrin. Unimportance of siloxene in the luminescence of porous silicon. Appl. Phys. Lett., 62(16), pp.1934−1936 (1993).
- S.M. Prokes. Surface and optical properties of porous silicon. J. Mater. Res., 11(2), pp.305−320 (1996).
- S.M.Prokes, J.A.Freitas, P.C.Searson. Microluminescence depth profiles and annealing effects in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 60(26), pp.3295−3297 (1992).
- Z.Y.Xu, M. Gal and M.Gross. Photoluminescence studies on porous silicon. -Appl. Phys. Lett, 60(11), pp.1375−1377 (1992).
- T. van Buuren, T. Tiedje, J.R.Dahn and B.M.Way. Photoelectron spectroscopy measurement of the band gap in porous silicon. Appl. Phys. Lett, 63(21), pp.2911−2913 (1993).
- Y.Suda, T. Ban, T. Koizumi, H. Koyama, Y. Tezuka, S. Shin, N.Koshida. Surface structures and photoluminescence mechanisms of porous Si. J. Journ. Appl. Phys, 33(1B), pp.581−585 (1994).
- G.D.Sanders and Y.-C. Chang. Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon. Phys. Rev. B, 45(16), pp.9202−9213 (1992).
- Ю.В.Копаев, С. Н. Молотков, С. С. Назин. Размерный эффект в квантовых проводах кремния. Письма в ЖТФ, 55(12), с.696−700 (1992).
- G.D.Sanders, C.J.Stanton, Y.C.Chang. Theory of transport in silicon quantum wires. Phys. Rev. B, 48(15), pp.11 067−11 076 (1993).
- E.S. Kooij. Silicon: electrochemistry and luminescence. Ph.D. thesis, Utrecht (Netherlands): 1997, 142p.
- A.Bsiesy, J.C.Vial, F. Gaspard, RHerino, M. Ligeon, F. Muller, R. Romestain, A. Wasiela, A. Halimaoui and G.Bomchil. Photoluminescence of high porosity of electrochemically oxidized porous silicon layers. Surf. Sci., 254, pp.195−200 (1991).
- A.Halimaoui, C. Oules, G. Bomchil, A. Bsiesy, F. Gaspard, R. Herino, M. Ligeon and F.Muller. Electroluminescence in the visible range during anodic oxidation of porous silicon films. Appl. Phys. Lett., 59(3), pp.304−306(1991).
- P.C.Searson, S.M.Prokes, O.J.Glembocki. Luminescence at the porous silicon/ electrolyte interface. J. Electrochem. Soc., 140(11), pp.3327−3331 (1993).
- S. Billat. Electroluminescence of heavily doped p-type porous silicon under electrochemical oxidation in galvanostatic regime. J.Electrochem.Soc., 143 (3), pp.1055−1061 (1996).
- B. Gelloz, T. Nakagawa, N. Koshida. Enhancement of the quantum efficiency and stability of electroluminescence from porous silicon by anodic passivation. Appl.Phys.Lett., 73(14), pp.2021−2023 (1998).
- Д.Н. Горячев, JI.B. Беляков, Г. Полисский, О. М. Сресели. Механизм анодной электролюминесцендиц пористого кремния в электролитах. ФТП, 32 (5), с.591−595 (1998).
- L.M.Peter, D.J. Riley, R.I. Wielgosz, P.A. Snow, R.V. Penty, I.H. White, E.A. Meulenkamp. Mechanisms of luminescence tuning and quenching in porous silicon. Thin Solid Films, 276, pp.123−129 (1996).
- L.M.Peter, D.J. Riley, P.A. Snow. Potential induced tuning of the luminescence of porous silicon: a simultaneous study of electroluminescence and photoluminescence emission. Electrochemistry Communications, 2, pp.461−465 (2000).
- A.Bsiesy, F. Muller, M. Ligeon, F. Gaspard, R. Herino, R. Romestain, J.C.Vial. Relation between porous silicon photoluminescence and its voltage-tunable electroluminescence. Appl. Phys. Lett., 65(26), pp.3371−3373 (1994).
- B. Gelloz, A.Bsiesy. Carrier transport mechanisms in porous silicon in contact with a liquid phase: a diffusion process. Appl. Surf. Sci., 135, pp. 15−22 (1998).
- B.Gelloz, A. Bsiesy, R.Herino. Light-induced porous silicon photoluminescence quenching. Journal of Luminescence, 82, pp.205−211 (1999).
- J.-E. Lim, W.-S. Chae, Y. Lee, and K.-J. Kim. Spectral shifts of electroluminescence from porous n-Si under cathodic bias. J. Electrochem. Soc., 144(2), pp.647−652 (1997).
- R.Q. Wang, J.J. Li, S.M. Cai, and Z.F. Liu. Two-peak electroluminescence of porous silicon in persulphate solution. Appl.Phys.Lett., 72(8), pp.924 926 (1998).
- H.-G. Lee, H.-S. Park, H.-E. Lim, Y. Lee, and K.-J. Kim. Effect of Surface Modifications on Spectral Shift of Electroluminescence of Porous n-Si in S2082' under Cathodic Bias. J. Electrochem. Soc., 147(2) pp.650−654 (2000).
- Д.Н. Горячев, O.M. Сресели, Л. В. Беляков. Влияние смачиваемости поверхности на катодную электролюминесценцию пористого кремния. Письма в ЖТФ, 23(1), с.58−63 (1997).
- Д.Н. Горячев, О. М. Сресели, Л. В. Беляков. Механизм электролюминесценции пористого кремния в электролитах. ФТП, 31(7), с.844−847 (1997).
- A.G.Revesz. J. Electrochem. Soc, 114, p.629 (1967).
- M.T. Kelly, А.В. Bocarsly. Effects of S02 and I2 on the photoluminescence of oxidized porous silicon. Chem. Mater, 9, pp. 1659−1664 (1997).
- S. Fellah, R.B. Wehrspohn, N. Gabouze, F. Ozanam, J.-N. Chazalviel. Photoluminescence quenching of porous silicon in organic solvents: evidence for dielectric effects. Journal of luminescence, 80, pp. 109−113 (1999).
- S. Letant, J.C. Vial. A luminescence versus temperature study of fresh and oxidized porous silicon layers under different atmospheres. J. Appl. Phys, 84(2), pp.1041−1046 (1998).
- J.L.Batstone, M.A.Tischler and R.T.Collins. Stability of visible luminescence from porous silicon. Appl. Phys. Lett, 62(21), pp.26 672 669 (1993).
- Е.В.Астрова, А. А. Лебедев, А. Д. Ременюк, Ю. В. Рудь. Оптические и электрические свойства пористого кремния. ФТП, 28(3), с.493−497 (1994).
- Y.H.Xie, M.S.Hybertsen, W.L.Wilson, S.A.Ipri, G.E.Carver, W.L.Brown, E. Dons, B.E.Weir, A.R.Kortan, G.P.Watson, and A.J.Liddle. Absorption and luminescence studies of free-standing porous silicon films. Phys. Rev. B, 49(8), pp.5386−5397 (1994).
- E.B. Астрова, В. Б. Воронков, А. Д. Ременюк, В. А. Толмачев, В. Б. Шуман. Изменение параметров и состава тонких пленок пористогокремния в результате окисления. Эллипсометрические исследования. -ФТП, 33(10), с. 1264−1270 (1999).
- N. Koshida, Н. Koyama. Visible electroluminescence from porous silicon. -Appl. Phys. Lett., 60(3), pp.347−349 (1992).
- S.N. Kuznetsov, V.B. Pikulev, I.V. Klimov, Yu.E. Gardin, V.A. Gurtov. Nonradiative processes and luminescence spectra in porous silicon. Phys. Rev. B, 51(3), pp. 1601−1604 (1995).
- J.E. Olsen, F.Shimura. Infrared reflection spectroscopy of the SiC^-silicon interface. J. Appl. Phys, 66(3), pp.1353−1358 (1989).
- J. Salonen, V.-P. Lehto, E. Laine. Thermal oxidation of free-standing porous silicon films. Appl. Phys. Lett., 70(5), pp.637−639 (1997).
- A.G. Cullis, L.T. Canham, G.M. Williams, P.W. Smith, O.D. Dosser. Correlation of the structural and optical properties of luminescent, highly oxidized porous silicon. J. Appl. Phys., 75(1), pp.493−501 (1994).
- T.J. McMahon, Y. Xiao. Electron spin resonance study of the dangling bond in amorphous Si and porous Si. Appl. Phys. Lett., 63(12), pp.1657−1659 (1993).
- E.H. Nicollian, J.R. Brews. MOS physics and technology. Wiley, 1982.
- J. Rappich, V.Yu. Timoshenko, R. Wiirz, Th.Dittrich. Is there a limit for the passivation of Si surfaces during anodic oxidation in acidic NH4 °F solutions? -Electrochemica Acta, 45(28), pp.4629−4633 (2000).
- R.L. Smith, S.D. Collins. Porous silicon formation mechanisms. J. Appl. Phys., 71(8), pp. Rl-R22 (1992).
- Y. Yasuda, H. Ikeda, S. Zaima. Appl. Surf. Sci., 113−114, p.579 (1997).
- С. Моррисон. Химическая физика поверхности твердого тела. М: Мир, 1980, 488 с.
- W. Н. Brattain, J. Bardeen. Bell Syst. Tech. J., 32, 1 (1953).
- B.B. Лунин, М. П. Попович, C.H. Ткаченко. Физическая химия озона. М: Изд-во МГУ, 1998, 480с.
- W.H. Thompson, Z. Yamani, L. AbuHassan, O. Gurdal, M. Nayfeh. The effect of ultrathin oxides on luminescent silicon nanocrystallites. Appl. Phys. Lett, 73(6), pp.841−843 (1998).
- M. Schoisswohl, J.L. Cantin, H.J. von Bardeleben, G. Amato. Electron paramagnetic resonance study of luminescent stain etched porous silicon. -Appl. Phys. Lett, 66(26), pp.3660−3662 (1995).
- M. Shimasaki, Y. Show, M. Iwase, T. Izumi, T. Ishinohe, S. Nozaki, H. Morisaki. Correlation between light emission and dangling bonds in porous silicon. Appl. Surf. Sci, 92, pp.617−620 (1996).
- H.-T. Lue, B.-J. Huang, J.-T. Lue. Photoluminescence and EPR studies of defect centers in porous silicon. Materials Chemistry and Physics, 65, p.51 (2000).
- E.A. Константинова, В. Ю. Тимошенко, П. К. Кашкаров. Особенности спиновых центров на поверхности пористого кремния. Поверхность, 2, с. 32 (1996).
- A. Stesmans, V.V. Afanas’ev. Defects at the interface of ultra-thin VUV-grown oxide on Si studied by electron spin resonance. Appl.Surf.Sci, 168(1−4), pp.324−327 (2000).
- I. Sagnes, A. Halimaoui, G. Vincent and P.A. Badoz. Optical absorption evidence of a quantum size effect in porous silicon. Appl. Phys. Lett, 62(10), pp.1155−1157 (1993).
- V. Grivickas, P. Basmaji. Thin Solid Films, 235, p.234 (1993).
- M.H. Chan, S.K. So, K.W. Cheak. Optical absorption of free-standing porous silicon films. J. Appl. Phys, 79(6), pp.3273−3275 (1996).
- R.A. Street. Phil. Mag. B, 37, p.35 (1978).
- С. Delerue, G. Allan and M. Lannoo. Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon. Phys. Rev. B, 48(15), pp.11 024−11 036 (1993).
- D. Xu, G. Guo, L. Gui, Y. Tang, B. Zhang, G. Qin. Preparation and characterization of freestanding porous silicon films with high porosities. -Electrochemical and Solid-State Letters, LETTERS ONLINEX, 1(5), (1998).
- N. Koshida, H. Koyama, Y. Suda, Y. Yamamoto, M. Araki, T. Saito, K. Sato, N. Sata, S. Shin. Optical characterization of porous silicon by synchrotron radiation reflectance spectra analyses. Appl. Phys. Lett., 63(20), pp.2774−2776 (1993).
- D. Kovalev, G. Polisski, M. Ben-Chorin, J. Diener, F. Koch. The temperature dependence of the absorption coefficient of porous silicon. J. Appl. Phys., 80(10), pp.5978−5983 (1996).
- O.K. Andersen, E. Veje. Experimental study of the energy-band structure of porous silicon. Phys. Rev. B, 53(23), pp. 15 643−15 652 (1996).
- E.B. Астрова, А. А. Лебедев, А. Д. Ременюк, Ю. В. Рудь. Поглощение и фотолюминесценция свободного пористого кремния. ФТП, 29(9), с. 1649−1656 (1995).
- Z. Yamani, N. Rigakis, М.Н. Nayfeh. Excitation of size-selected nano-crystallites in porous silicon. Appl. Phys. Lett., 72(20), pp.2556−2558 (1998).