В данной работе была исследована возможность создания фоточувствительных структур ИКдиапазона на основе кремния, легированного селеном свыше предела растворимости (hyper doped silicon). Полученные результаты могут быть использованы в солнечной энергетике, а также для создания фотоприёмных устройств ИК-диапазона. В настоящее время тепловизионные системы ИК-диапазона получили широкое распространение в медицине, автомобильной промышленности, строительстве и т.д. Основой для создания фотонных детекторов служат соединения A IIIB V и АIIB VI , в то время как для тепловых детекторов используют материалы с высоким температурным коэффициентом сопротивления. И то, и другое создаёт определённые технологические трудности при интеграции фоточувствительных элементов с электронной схемой управления и усиления, выполненной по традиционной кремниевой технологии. В то же время, использование кремния для детектирования ИК-излучения затруднительно, в силу его большой ширины запрещенной зоны. Расширить диапазон поглощения кремнием ИК-излучения возможно, например, за счёт примесного поглощения, для чего необходимо легирование кремния примесями, образующими глубокие уровни [1]. Одним из наиболее подходящих для данных задач элементом является селен за счет большого сечения фотоионизации и низкого сечения захвата. Однако селен имеет достаточно низкий предел растворимости в кремнии и высокий коэффициент диффузии. Первое снижает максимально достижимый квантовый выход, а второе ограничивает плотность фоточувствительных элементов. Решить обе этих проблемы можно, используя для формирования фоточувствительного слоя быстрый термический отжиг. При этом удаётся сформировать субмикронные легированные слои с концентрацией селена, превышающей предел растворимости [2]. Была отработана технология импульсного отжига для создания фоточувствительного слоя на основе селена. Структура и состав полученных слоёв контролировались с помощью рамановских спектров и спектров поглощения. Концентрация свободных носителей определялась с помощью вольт-фарадных характеристик и эффекта Холла. Фотоэлектрические свойства слоя были исследованы при 77К на фотосопротивлениях и фотодиодах. Результаты подтверждают возможность создания фоточувствительных структур ИК-диапазона на основе кремния, легированного селеном свыше предела растворимости.
{"title":"Создание фотослоя на основе селена с помощью импульсного отжига","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-23","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-23","url":null,"abstract":"В данной работе была исследована возможность создания фоточувствительных структур ИКдиапазона на основе кремния, легированного селеном свыше предела растворимости (hyper doped\u0000silicon). Полученные результаты могут быть использованы в солнечной энергетике, а также для\u0000создания фотоприёмных устройств ИК-диапазона.\u0000В настоящее время тепловизионные системы ИК-диапазона получили широкое распространение в\u0000медицине, автомобильной промышленности, строительстве и т.д. Основой для создания фотонных\u0000детекторов служат соединения A\u0000IIIB\u0000V\u0000и АIIB\u0000VI\u0000, в то время как для тепловых детекторов используют\u0000материалы с высоким температурным коэффициентом сопротивления. И то, и другое создаёт\u0000определённые технологические трудности при интеграции фоточувствительных элементов с\u0000электронной схемой управления и усиления, выполненной по традиционной кремниевой технологии.\u0000В то же время, использование кремния для детектирования ИК-излучения затруднительно, в силу его\u0000большой ширины запрещенной зоны.\u0000Расширить диапазон поглощения кремнием ИК-излучения возможно, например, за счёт\u0000примесного поглощения, для чего необходимо легирование кремния примесями, образующими\u0000глубокие уровни [1]. Одним из наиболее подходящих для данных задач элементом является селен за\u0000счет большого сечения фотоионизации и низкого сечения захвата. Однако селен имеет достаточно\u0000низкий предел растворимости в кремнии и высокий коэффициент диффузии. Первое снижает\u0000максимально достижимый квантовый выход, а второе ограничивает плотность фоточувствительных\u0000элементов.\u0000Решить обе этих проблемы можно, используя для формирования фоточувствительного слоя\u0000быстрый термический отжиг. При этом удаётся сформировать субмикронные легированные слои с\u0000концентрацией селена, превышающей предел растворимости [2].\u0000Была отработана технология импульсного отжига для создания фоточувствительного слоя на\u0000основе селена. Структура и состав полученных слоёв контролировались с помощью рамановских\u0000спектров и спектров поглощения. Концентрация свободных носителей определялась с помощью\u0000вольт-фарадных характеристик и эффекта Холла. Фотоэлектрические свойства слоя были\u0000исследованы при 77К на фотосопротивлениях и фотодиодах. Результаты подтверждают возможность\u0000создания фоточувствительных структур ИК-диапазона на основе кремния, легированного селеном\u0000свыше предела растворимости.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"15 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"134003577","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Слои германия (Ge), легированные донорной примесью (P, As, Sb) с концентрацией N = 1019 -1020 см-3 , являются перспективным материалом для микроэлектроники, фотоники и сенсорной техники при создании быстродействующих полевых транзисторов, инфракрасных светодиодов, лазеров и фотоприемников, а также сенсоров различных химических веществ. Актуальной проблемой при формировании тонкопленочных гетероструктур на основе таких слоев, напр. Ge:Sb, является низкий уровень растворимости донорной примеси в Ge (или степень электрической активации), который в равновесных условиях роста, как правило, не превышает 1019 см-3 . Использование неравновесных методов получения сильно легированных слоев, таких как ионное со-распыление, ионная имплантация и импульсный наносекундный отжиг, может позволить преодолеть данную проблему. В данной работе сильно легированные слои Ge:Sb толщиной 0.1-0.3 мкм были получены двумя методами: (1) ионным распылением в вакууме композитной мишени с осаждением пленки на подложку p-Ge, (2) имплантацией ионов Sb+ в монокристалл p-Ge. Получаемые слои имели аморфную структуру, и для их кристаллизации и электрической активации донорной примеси Sb применялась импульсная (наносекундная) ионная обработка (ИИО) пучком ионов углерода и водорода (C + , H + ), а также импульсный лазерный отжиг (ИЛО) на длине волны 1.06 мкм импульсами микросекундной или наносекундной длительности. Во всех случаях отжиг проходил в жидкофазном режиме. Проводилось компьютерное моделирование импульсного нагрева аморфных слоев Ge и его данные сопоставлялись с экспериментом. С использованием широкого набора экспериментальных методов изучались структурные, оптические и электрические свойства облученных слоев Ge:Sb. Проведенное моделирование позволило оценить глубину, длительность расплава и температуру на поверхности Ge в процессе ИИО и ИЛО при различных режимах воздействий. Методом ВИМС установлена значительно более глубокая диффузия Sb в Ge при ИИО (до 1.5 мкм), чем при ИЛО, что связано с большей глубиной расплава. Определены режимы импульсного отжига, при которых на подложке p-Ge формировались эпитаксиальные слои n-Ge:Sb. Из измерений по Холлу, плазменному отражению и рентгеновской дифракции на вакуумно-осажденных и имплантированных слоях Ge:Sb получены высокие значения концентрации электронов проводимости вплоть до 5×1020 см-3 . Измерения фотолюминесценции при 300 К показали возрастание вклада от прямого перехода при 0.77 эВ (1610 нм) в слоях Ge:Sb после ИИО. Измерения фотопроводимости на диодной структуре nGe:Sb/p-Ge показали более интенсивный и расширенный до 2 мкм фотоотклик в сравнении с типовым Ge фотодиодом.
德国(Ge)由供体杂质(P、As、Sb)、N = 1019-1020厘米-3结合而成，是微电子、光子和传感器技术的首选材料，用于制造高速场晶体管、红外led、激光和各种化学物质传感器。在基于这些层的薄膜异质结构中，如Ge:Sb，一个关键问题是供体杂质在Ge(或幂电激活)中的溶解度低，在平衡生长条件下通常不超过1019c3。使用不平衡的合成层技术，如喷雾、离子植入和脉冲纳秒退火，可以解决这个问题。在这项工作中，高度合金的Ge层:Sb:厚度0.1-0.3 mkm是通过两种方法获得的:(1)在复合目标真空中离子雾化(1)，将Sb+植入p-Ge单晶中。sbm是由供体混合物的晶体和电激活组成的，sbt使用了一种脉冲(c++、H+)离子处理(eo)，以及脉冲激光退火，波长为1.06微秒或纳秒。在所有情况下，退火都是在液体相模式下进行的。计算机模拟了非晶形层的脉冲加热，其数据与实验相匹配。使用广泛的实验方法，研究了暴露在Ge:Sb层中的结构、光学和电特性。经过模拟，可以在不同的影响模式下评估熔融的深度、持续时间和温度。该方法将Sb扩展到通用io(1.5公里)中，而不是ilo，这与更大的熔融深度有关。脉冲退火模式已经确定，在p-Ge的基础上形成了n-Ge:Sb。在霍尔测量中，在真空包围和植入的Ge层中，等离子体反射和x射线衍射:导电性电子浓度高到5 1020厘米-3。300 k的光照荧光测量显示，在Ge层中，p0.77 ev (1610 nm)的直接跃迁增加了贡献。与stp光电二极管相比，nGe:Sb/p-Ge的光电导测量显示了更强烈和扩展到2 mkm的光电响应。
{"title":"Формирование светоизлучающих и фотодетектирующих в ИК-области тонкослойных\u0000структур Ge:Sb/Ge методами ионной имплантации, вакуумного осаждения и\u0000импульсного отжига","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-163","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-163","url":null,"abstract":"Слои германия (Ge), легированные донорной примесью (P, As, Sb) с концентрацией N = 1019\u0000-1020\u0000см-3\u0000, являются перспективным материалом для микроэлектроники, фотоники и сенсорной техники\u0000при создании быстродействующих полевых транзисторов, инфракрасных светодиодов, лазеров и\u0000фотоприемников, а также сенсоров различных химических веществ.\u0000Актуальной проблемой при формировании тонкопленочных гетероструктур на основе таких\u0000слоев, напр. Ge:Sb, является низкий уровень растворимости донорной примеси в Ge (или степень\u0000электрической активации), который в равновесных условиях роста, как правило, не превышает 1019\u0000см-3\u0000. Использование неравновесных методов получения сильно легированных слоев, таких как\u0000ионное со-распыление, ионная имплантация и импульсный наносекундный отжиг, может позволить\u0000преодолеть данную проблему.\u0000В данной работе сильно легированные слои Ge:Sb толщиной 0.1-0.3 мкм были получены двумя\u0000методами: (1) ионным распылением в вакууме композитной мишени с осаждением пленки\u0000на подложку p-Ge, (2) имплантацией ионов Sb+ в монокристалл p-Ge. Получаемые слои имели\u0000аморфную структуру, и для их кристаллизации и электрической активации донорной примеси Sb\u0000применялась импульсная (наносекундная) ионная обработка (ИИО) пучком ионов углерода и\u0000водорода (C\u0000+\u0000, H\u0000+\u0000), а также импульсный лазерный отжиг (ИЛО) на длине волны 1.06 мкм импульсами\u0000микросекундной или наносекундной длительности. Во всех случаях отжиг проходил в жидкофазном\u0000режиме. Проводилось компьютерное моделирование импульсного нагрева аморфных слоев Ge и его\u0000данные сопоставлялись с экспериментом. С использованием широкого набора экспериментальных\u0000методов изучались структурные, оптические и электрические свойства облученных слоев Ge:Sb.\u0000Проведенное моделирование позволило оценить глубину, длительность расплава и температуру на\u0000поверхности Ge в процессе ИИО и ИЛО при различных режимах воздействий. Методом ВИМС\u0000установлена значительно более глубокая диффузия Sb в Ge при ИИО (до 1.5 мкм), чем при ИЛО, что\u0000связано с большей глубиной расплава. Определены режимы импульсного отжига, при которых на\u0000подложке p-Ge формировались эпитаксиальные слои n-Ge:Sb. Из измерений по Холлу, плазменному\u0000отражению и рентгеновской дифракции на вакуумно-осажденных и имплантированных слоях Ge:Sb\u0000получены высокие значения концентрации электронов проводимости вплоть до 5×1020 см-3\u0000.\u0000Измерения фотолюминесценции при 300 К показали возрастание вклада от прямого перехода при\u00000.77 эВ (1610 нм) в слоях Ge:Sb после ИИО. Измерения фотопроводимости на диодной структуре nGe:Sb/p-Ge показали более интенсивный и расширенный до 2 мкм фотоотклик в сравнении с\u0000типовым Ge фотодиодом.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133625779","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Данная работа посвящена исследованию явления локализованного поверхностного плазмонного резонанса (ЛППР) в массивах нанокластеров Au с помощью оптической спектроскопии отражения. Массивы нанокластеров, имеющих форму цилиндра, диаметр и период которых варьируются в диапазоне 30-150 и 130-200 нм, соответственно, были изготовлены на подложках Si и Si/SiO2 методом электронно-лучевой литографии. Из сравнения экспериментальных спектров отражения с численно рассчитанными методом конечной разницы во временной области (англ. finite difference time domain, FDTD), были определены структурные параметры модели плазмонных наноструктур и использованы в дальнейшем для расчета спектров поглощения плазмонных структур. Значения частот ЛППР определялись по максимумам спектров поглощения. Выявлена сильная зависимость частотного положения ЛППР от размера нанокластеров, расстояния между ними, а также от толщины слоя SiO2 в нанометровом диапазоне. Особое внимание было уделено наблюдению по спектрам отражения формирования поперечной плазмонной моды, распространяющейся вдоль поверхности подложки, и поляризованной перпендикулярно поверхности. Показано, что возбуждение данной моды связано с рассеянием электромагнитного поля на соседних нанокластерах. Предложенный метод обеспечивает возможность оперативного определения частот ЛППР по спектрам оптического отражения, что особенно важно в случае непрозрачных подложек (включая подложки Si и Si/SiO2), для которых измерение оптического поглощения оказывается невозможным. Широкое поле потенциальных применений металлических наноструктур с хорошо контролируемыми плазмонными свойствами включает поверхностно-усиленное инфракрасное поглощение, фотолюминесценцию и комбинационное рассеяние, а также передачу сигнала в кремниевой фотонике.
这篇论文的主题是通过光学光谱学研究Au纳米集群中局部等离子体燃烧的现象。直径、直径和周期分别在Si和Si/ sio2m底座上制造的纳米集群。比较实验光谱学和时间差异的数值方法(ungle)。finitedierence time domain (FDTD)已经确定了等离子体纳米技术模型的结构参数，并用于计算等离子体结构吸收光谱。lpr频率的值是由吸收光谱的最大值决定的。lpr频率位置与纳米集群大小、距离以及纳米范围内SiO2层的厚度之间存在很强的关系。特别注意的是沿着基座表面传播的横向等离子体时尚形成的光谱，以及极化垂直表面。它表明，这种时尚的兴奋与周围纳米集群的电磁放电有关。拟议的方法提供了一种快速测定光学反射频率的能力，在不透明的底盘(包括Si和Si/SiO2底盘)中尤其重要。金属纳米手柄具有高度控制的微质特性的潜在应用范围包括表面强化红外吸收、光照荧光和组合散射以及硅光子中的信号传输。
{"title":"Оптические плазмонные резонансы в массивах нанокластеров Au","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-42","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-42","url":null,"abstract":"Данная работа посвящена исследованию явления локализованного поверхностного плазмонного\u0000резонанса (ЛППР) в массивах нанокластеров Au с помощью оптической спектроскопии отражения.\u0000Массивы нанокластеров, имеющих форму цилиндра, диаметр и период которых варьируются в\u0000диапазоне 30-150 и 130-200 нм, соответственно, были изготовлены на подложках Si и Si/SiO2\u0000методом электронно-лучевой литографии. Из сравнения экспериментальных спектров\u0000отражения с численно рассчитанными методом конечной разницы во временной области (англ. finite\u0000difference time domain, FDTD), были определены структурные параметры модели плазмонных\u0000наноструктур и использованы в дальнейшем для расчета спектров поглощения плазмонных структур.\u0000Значения частот ЛППР определялись по максимумам спектров поглощения.\u0000Выявлена сильная зависимость частотного положения ЛППР от размера нанокластеров,\u0000расстояния между ними, а также от толщины слоя SiO2 в нанометровом диапазоне. Особое внимание\u0000было уделено наблюдению по спектрам отражения формирования поперечной плазмонной моды,\u0000распространяющейся вдоль поверхности подложки, и поляризованной перпендикулярно\u0000поверхности. Показано, что возбуждение данной моды связано с рассеянием электромагнитного поля\u0000на соседних нанокластерах.\u0000Предложенный метод обеспечивает возможность оперативного определения частот ЛППР по\u0000спектрам оптического отражения, что особенно важно в случае непрозрачных подложек (включая\u0000подложки Si и Si/SiO2), для которых измерение оптического поглощения оказывается невозможным.\u0000Широкое поле потенциальных применений металлических наноструктур с хорошо контролируемыми\u0000плазмонными свойствами включает поверхностно-усиленное инфракрасное поглощение,\u0000фотолюминесценцию и комбинационное рассеяние, а также передачу сигнала в кремниевой\u0000фотонике.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"33 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"133461403","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
A. M. Амадзиев, Маржанат Магомедовна Дибирова, Магомед Гаджимагомедович Дибиров, Джарулла Сайдович Джаруллаев
В последние несколько десятилетий основная часть практически важных разработок в области приёмников инфракрасного излучения фокусировалась на улучшения архитектуры фотоприёмных устройств и поиске новых подходов к обработке сигналов, в части же химии чувствительных материалов наибольшее внимание уделялось оптимизации уже известных составов и соединений. Работы по улучшению фотоприемников во многом ограничиваются физическими свойствами, накладываемыми уже используемыми широко известными чувствительными материалами. Поиск и развитие новых фоточувствительных материалов открывает ранее неиспользованное пространство для развития фотосенсорики. Однако, с точки зрения промышленного внедрения переход на новую компонентную базу и смена чувствительных материалов является наиболее затратным этапом улучшения технологии производства, так как требует значительных средств на смену оборудования и времени на отладку технологии, следовательно, целесообразность таких изменений должна быть вызвана значимыми преимуществами новых материалов. В настоящее время наибольшее внимание исследователей привлечено изучению возможностей наноструктурирования материалов и использованию 0D, 1D и 2D наноматериалов в качестве новых фотосенсорных материалов [1]. Значительные результаты в последние несколько лет достигнуты в исследовании 2D наноструктурированных материалов, таких как графен, однослойные дихалькогениды переходных металлов и фосфорен (материал на основе черного фосфора включающий несколько атомных слоев) [2]. Наиболее изученными из двумерных материалов являются графен и однослойные дихалькогениды переходных металлов, однако значительные успехи уже достигнуты и для материалов на основе других двумерных наноструктур, в частности, черного фосфора, благодаря высокой подвижности носителей заряда и широким возможностям управления шириной запрещенной зоны, а также анизотропии свойств [3,4]. Однако кроме графена, дихалькогенидов переходных металлов и черного фосфора на сегодняшний день известно уже несколько сотен двумерных материалов, в том числе их комбинации в виде Ван дер Ваальсовых гетеростурктур, также перспективных для создания фотодетекторов [5-8]. Согласно расчётам и уже опубликованным в литературе практическим результатам двумерные фоточувствительные материалы открывают возможности создания неохлаждаемых фотоприёмных устройств на средний и дальний ИК диапазон, а также устройств с перестраиваемой спектральной чувствительностью [9-10]. Рассмотренное в докладе многообразие материалов и широкие возможности их комбинирования в гетероструктурах ставят вопрос выстраивания методологии отбора материалов, в том числе с использованием квантово-химических методов расчёта с целью обоснования подхода для создания фоточувствительных элементов для нового поколения фотоприёмных устройств.
{"title":"Новые материалы для фотоэлектроники на основе двумерных наноструктур","authors":"A. M. Амадзиев, Маржанат Магомедовна Дибирова, Магомед Гаджимагомедович Дибиров, Джарулла Сайдович Джаруллаев","doi":"10.34077/rcsp2019-17","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-17","url":null,"abstract":"В последние несколько десятилетий основная часть практически важных разработок в области\u0000приёмников инфракрасного излучения фокусировалась на улучшения архитектуры фотоприёмных\u0000устройств и поиске новых подходов к обработке сигналов, в части же химии чувствительных\u0000материалов наибольшее внимание уделялось оптимизации уже известных составов и соединений.\u0000Работы по улучшению фотоприемников во многом ограничиваются физическими свойствами,\u0000накладываемыми уже используемыми широко известными чувствительными материалами. Поиск и\u0000развитие новых фоточувствительных материалов открывает ранее неиспользованное пространство\u0000для развития фотосенсорики. Однако, с точки зрения промышленного внедрения переход на новую\u0000компонентную базу и смена чувствительных материалов является наиболее затратным этапом\u0000улучшения технологии производства, так как требует значительных средств на смену оборудования и\u0000времени на отладку технологии, следовательно, целесообразность таких изменений должна быть\u0000вызвана значимыми преимуществами новых материалов.\u0000В настоящее время наибольшее внимание исследователей привлечено изучению возможностей\u0000наноструктурирования материалов и использованию 0D, 1D и 2D наноматериалов в качестве новых\u0000фотосенсорных материалов [1]. Значительные результаты в последние несколько лет достигнуты в\u0000исследовании 2D наноструктурированных материалов, таких как графен, однослойные\u0000дихалькогениды переходных металлов и фосфорен (материал на основе черного фосфора\u0000включающий несколько атомных слоев) [2]. Наиболее изученными из двумерных материалов\u0000являются графен и однослойные дихалькогениды переходных металлов, однако значительные успехи\u0000уже достигнуты и для материалов на основе других двумерных наноструктур, в частности, черного\u0000фосфора, благодаря высокой подвижности носителей заряда и широким возможностям управления\u0000шириной запрещенной зоны, а также анизотропии свойств [3,4]. Однако кроме графена,\u0000дихалькогенидов переходных металлов и черного фосфора на сегодняшний день известно уже\u0000несколько сотен двумерных материалов, в том числе их комбинации в виде Ван дер Ваальсовых\u0000гетеростурктур, также перспективных для создания фотодетекторов [5-8]. Согласно расчётам и уже\u0000опубликованным в литературе практическим результатам двумерные фоточувствительные материалы\u0000открывают возможности создания неохлаждаемых фотоприёмных устройств на средний и дальний\u0000ИК диапазон, а также устройств с перестраиваемой спектральной чувствительностью [9-10].\u0000Рассмотренное в докладе многообразие материалов и широкие возможности их комбинирования в\u0000гетероструктурах ставят вопрос выстраивания методологии отбора материалов, в том числе с\u0000использованием квантово-химических методов расчёта с целью обоснования подхода для создания\u0000фоточувствительных элементов для нового поколения фотоприёмных устройств.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"85 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"115199861","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В работе представлены результаты исследования оптических характеристик неклассических источников света, на основе селективно – позиционированных микролинзовых структур и одиночных In(Ga)As квантовых точек, выращенных на подложке (111)B GaAs. Однофотонный характер излучения подтвержден измерением и анализом корреляционной функции второго порядка g (2)(τ), g (2)(0)=0.07. В данной работе реализован микрорезонатор на основе полупроводникового брэгговского отражателя и микролинзы, селективно позиционированной над одиночной (111) In(Ga)As квантовой точкой (КТ). Конструкция микрорезонатора обеспечивает эффективную накачку квантовых точек и высокую внешнюю квантовую эффективность вывода излучения. Микролинзы диаметром ~2 мкм и высотой ~0.4 мкм формировались с использованием методов электронной литографии и плазмо-химического травления непосредственно над одиночными КТ, координаты которых определялись ранее с использованием методики катодолюминесценции. Селективное позиционирование выходной апертуры микрорезонатора (микролинзы) строго над выбранной одиночной КТ обеспечивает уверенную регистрацию излучения КТ. На рис. 1a представлен спектр излучения одиночной InGaAs КТ, расположенной в микрорезонаторе, содержащий экситонный и биэкситонный пики. Статистика излучения анализировалась с использованием интерферометра Хэнбери Брауна–Твисса. Корреляционная функция второго порядка для экситонной линии одиночной InGaAs КТ, находящейся в микрорезонаторе, представлена на рис. 2b. Измеренное значение корреляционной функции второго порядка при нулевой временной задержке составляет g (2)(0)=0.07, что демонстрирует ярко выраженный однофотонный характер излучения и перспективность использования данного типа микрорезонаторов для разработки неклассических излучателей на основе полупроводниковых квантовых точек.
该研究显示了非经典光攻击者的光学特征，基于选择性微透镜结构和单子点(Ga)在111 B GaAs基础上生长的量子点。单光子特征被g(2)、g(2)、g(0)=0.07的测量和分析证实。该工作采用了半导体braggov反射器，由乳胶(Ga)选择定位(111)As量子点(kt)实现。微共振器的设计提供了有效的量子点泵出和高外量子输出效率。微镜头直径约2 mkm，高度约0.4 mkm，使用电子石刻法和等离子化学蚀刻技术直接在单个ct上形成，这些ct的坐标以前由方法发光决定。微共振器(微透镜)的选择性定位(微透镜)严格高于选择的单个ct，提供了可靠的ct辐射记录。大米。1a是单个ingaas ct的光谱，位于微共振器中，包含exitony和双xitone峰。辐射统计数据是用亨伯里·布朗-特拉斯的热测器分析的。在微共振器中，单个InGaAs kt的二阶相关函数显示在米饭上。2b。强迫时间延迟的第二次序相关函数的值为g(2)(0)=0.07，显示了这种微共振器的强烈特征和用这种微共振器在基准半导体点上开发非典型辐射源的潜力。
{"title":"Неклассические излучатели света на основе селективно-позиционированных\u0000гибридных микрорезонаторов и (111)In(Ga)As квантовых точек","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-71","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-71","url":null,"abstract":"В работе представлены результаты исследования оптических характеристик неклассических\u0000источников света, на основе селективно – позиционированных микролинзовых структур и одиночных\u0000In(Ga)As квантовых точек, выращенных на подложке (111)B GaAs. Однофотонный характер\u0000излучения подтвержден измерением и анализом корреляционной функции второго порядка g\u0000(2)(τ),\u0000g\u0000(2)(0)=0.07.\u0000В данной работе реализован микрорезонатор на\u0000основе полупроводникового брэгговского отражателя и\u0000микролинзы, селективно позиционированной над\u0000одиночной (111) In(Ga)As квантовой точкой (КТ).\u0000Конструкция микрорезонатора обеспечивает\u0000эффективную накачку квантовых точек и высокую\u0000внешнюю квантовую эффективность вывода излучения.\u0000Микролинзы диаметром ~2 мкм и высотой ~0.4 мкм\u0000формировались с использованием методов электронной\u0000литографии и плазмо-химического травления\u0000непосредственно над одиночными КТ, координаты\u0000которых определялись ранее с использованием методики\u0000катодолюминесценции. Селективное позиционирование\u0000выходной апертуры микрорезонатора (микролинзы)\u0000строго над выбранной одиночной КТ обеспечивает\u0000уверенную регистрацию излучения КТ.\u0000На рис. 1a представлен спектр излучения одиночной\u0000InGaAs КТ, расположенной в микрорезонаторе,\u0000содержащий экситонный и биэкситонный пики.\u0000Статистика излучения анализировалась с использованием\u0000интерферометра Хэнбери Брауна–Твисса.\u0000Корреляционная функция второго порядка для\u0000экситонной линии одиночной InGaAs КТ, находящейся в\u0000микрорезонаторе, представлена на рис. 2b. Измеренное\u0000значение корреляционной функции второго порядка при\u0000нулевой временной задержке составляет g\u0000(2)(0)=0.07, что\u0000демонстрирует ярко выраженный однофотонный\u0000характер излучения и перспективность использования\u0000данного типа микрорезонаторов для разработки неклассических излучателей на основе\u0000полупроводниковых квантовых точек.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"32 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116823410","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Выполнено численное исследование электрооптического модулятора на основе интерферометра Маха-Цендера (см. Фиг. 1) с делителями пучка MMI 12 и 22 в структуре с квантовыми ямами на сверхрешетке In0.52Al0.09Ga0.38As/In0.53Al0.3Ga0.17As на подложке фосфида индия. Данные структуры обеспечивают высокую эффективность электрооптического управления и формируют двойной гребенчатый волновод с уникальными оптическим свойствами. В частности, путем изменения ширины волновода можно изменять поперечный размер фундаментальной моды и, тем самым, обеспечить более простую и эффективную стыковку с оптическим волокном. Наличие квантоворазмерного эффекта Штарка обеспечивает высокую эффективность управления. В частности, для квантовых ям шириной 15 нм можно реализовать электрооптический модулятор бегущей волны с управляющим напряжением 1 вольт на активной длине модулятора 100 мкм. Проведено описание оптических и СВЧ свойств электрооптического модулятора на полупроводниковых структурах InAlGaAs на подложках InP. Основные выводы проиллюстрированы методами численного моделирования с использование оптического пакета от Rsoft [1].
{"title":"Свойства электрооптического модулятора на основе квантово-размерного эффекта\u0000Штарка в двуслойном гребенчатом волноводе InAlGaAs на подложке InP","authors":"Р.М. Тазиев","doi":"10.34077/rcsp2019-86","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-86","url":null,"abstract":"Выполнено численное исследование электрооптического модулятора на основе интерферометра\u0000Маха-Цендера (см. Фиг. 1) с делителями пучка MMI 12 и 22 в структуре с квантовыми ямами на\u0000сверхрешетке In0.52Al0.09Ga0.38As/In0.53Al0.3Ga0.17As на подложке фосфида индия. Данные структуры\u0000обеспечивают высокую эффективность электрооптического управления и формируют двойной\u0000гребенчатый волновод с уникальными оптическим свойствами. В частности, путем изменения\u0000ширины волновода можно изменять поперечный размер фундаментальной моды и, тем самым,\u0000обеспечить более простую и эффективную стыковку с оптическим волокном. Наличие квантоворазмерного эффекта Штарка обеспечивает высокую эффективность управления. В частности, для\u0000квантовых ям шириной 15 нм можно реализовать электрооптический модулятор бегущей волны с\u0000управляющим напряжением 1 вольт на активной длине модулятора 100 мкм. Проведено описание\u0000оптических и СВЧ свойств электрооптического модулятора на полупроводниковых структурах\u0000InAlGaAs на подложках InP. Основные выводы проиллюстрированы методами численного\u0000моделирования с использование оптического пакета от Rsoft [1].","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"78 1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"116475890","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
В силу того, что границы зёрен оказывают сильное влияние на распределение электрофизических свойств в объеме мультикристаллического кремния (мультикремния), необходимо не только владеть информацией о степени влияния того или иного типа границ на рекомбинацию неравновесных носителей заряда, но и иметь представление об основных причинах формирования различных типов границ в процессе кристаллизации [1]. Кроме того, развитие методов моделирования и свойств границ зёрен предусматривает как можно больше информации о структуре и свойствах границ зёрен, полученной экспериментально. До недавнего времени границы зёрен делили на рекомбинационно активные случайные и специальные границы с низкой рекомбинационной активностью [2]. Специальные границы в кубических кристаллах теоретически изучены хорошо, некоторые из рассчитанных моделей ∑3, ∑5, ∑7, ∑9 и ∑13b границ с углами разориентации, отличными от 600 , 36,80 , 38,20 , 38,90 , соответственно, наблюдали экспериментально [3,4]. Согласно расчетным данным, отклонение угла разориентации сопровождается повышением энергии границы, что означает её повышенную рекомбинационную активность. Наши исследования показали, что рекомбинационная активность ∑3 границ локально может быть выше, чем случайных границ. Прежде всего это связано со структурными параметрами специальной границы, а также причинами её образования. Зёрна со строго определёнными кристаллографическими параметрами могут образовывать специальную границу определенного типа. Эти же параметры регламентируют особенности строения и, следовательно, потенциальную рекомбинационную активность границы. Данная работа посвящена исследованию электрических и структурных свойств специальных границ в мультикремнии. Рассмотрены механизмы образования рекомбинационно активных границ наклона и смешанного типа (наклона и кручения), а также наиболее благоприятных для электрофизических характеристик мультикремния границ кручения.
{"title":"Механизмы образования специальных границ наклона и кручения","authors":"М. Пещерова, А. И. Непомнящих","doi":"10.34077/rcsp2019-41","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-41","url":null,"abstract":"В силу того, что границы зёрен оказывают сильное влияние на распределение электрофизических\u0000свойств в объеме мультикристаллического кремния (мультикремния), необходимо не только владеть\u0000информацией о степени влияния того или иного типа границ на рекомбинацию неравновесных\u0000носителей заряда, но и иметь представление об основных причинах формирования различных типов\u0000границ в процессе кристаллизации [1]. Кроме того, развитие методов моделирования и свойств\u0000границ зёрен предусматривает как можно больше информации о структуре и свойствах границ зёрен,\u0000полученной экспериментально. До недавнего времени границы зёрен делили на рекомбинационно\u0000активные случайные и специальные границы с низкой рекомбинационной активностью [2].\u0000Специальные границы в кубических кристаллах теоретически изучены хорошо, некоторые из\u0000рассчитанных моделей ∑3, ∑5, ∑7, ∑9 и ∑13b границ с углами разориентации, отличными от 600\u0000,\u000036,80\u0000, 38,20\u0000, 38,90\u0000, соответственно, наблюдали экспериментально [3,4]. Согласно расчетным данным,\u0000отклонение угла разориентации сопровождается повышением энергии границы, что означает её\u0000повышенную рекомбинационную активность. Наши исследования показали, что рекомбинационная\u0000активность ∑3 границ локально может быть выше, чем случайных границ. Прежде всего это связано\u0000со структурными параметрами специальной границы, а также причинами её образования. Зёрна со\u0000строго определёнными кристаллографическими параметрами могут образовывать специальную\u0000границу определенного типа. Эти же параметры регламентируют особенности строения и,\u0000следовательно, потенциальную рекомбинационную активность границы. Данная работа посвящена\u0000исследованию электрических и структурных свойств специальных границ в мультикремнии.\u0000Рассмотрены механизмы образования рекомбинационно активных границ наклона и смешанного\u0000типа (наклона и кручения), а также наиболее благоприятных для электрофизических характеристик\u0000мультикремния границ кручения.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"23 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"124460996","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Двумерные (2D) полупроводники обладают уникальными электронными и оптическими свойствами, возникающими из-за атомно-тонкой толщины и двумерной электронной структуры. Изменяя размер таких частиц, можно контролировать длину волны люминесценции и поглощения, что представляет не только фундаментальный, но и практический интерес. Среди возможных сфер применения можно выделить солнечные элементы, катализ, оптоэлектронику и т.п. В настоящей работе мы впервые вырастили и изучили структуру и свойства атомно-тонких нанолистов CdSe со спектральным положением экситонных полос 396 нм. Данные квазидвумерные наночастицы интересны благодаря чрезвычайно узким полосам поглощения и люминесценции и иначе называются коллоидными квантовыми ямами (quantum wells) [1,2]. В рамках данной работы впервые были разработаны условия препаративного синтеза квазидвумерных наночастиц CdSe в системе октадецен – ацетат кадмия – олеиновая кислота в атмосфере аргона при температурах роста 110-160 с использованием триоктилфосфинселенида в качестве прекурсора селена. Получены квазидвумерные наночастицы CdSe с длиной волны первого экситонного максимума 396 нм. Температурная зависимость роста была проанализирована с использованием спекторскопии поглощения. Путем тщательного подбора условий синтеза удалось избавиться от примесной популяции с длиной волны первого экситонного максимума 463 нм. Была предложена методика последовательного увеличения латеральных размеров нанолистов с прецизионным сохранением толщины. Были получены нанолисты с латеральным размером до 1 мкм со строго фиксированной толщиной 2 монослоя. По данным электронной микроскопии была установлена морфология полученных наночастиц, которые представляют собой многократно свернутые прямоугольные листы, а так же был рассчитан их приблизительный латеральный размер, который составил 150 нм для одностадийного синтеза и до 1 мкм для многостадийного. Исходя из данных рентгеновской дифракции, был сделан вывод, что полученные наночастицы обладают структурой цинковой обманки с тетрагональным искажением. Проанализированы оптические свойства синтезированных наночастиц, показавшие наличие узких экситонных полос поглощения и люминесценции с длиной волны 396 нм и шириной порядка 10 нм. Таким образом в настоящей работе были достигнуты цели по разработке условий препаративного синтеза квазидвумерных наночастиц на основе CdSe и изучению уникальных свойств полученных образцов, которые, благодаря своим узким полосам люминесценции и высокой чистоте света, могут найти широкое применение в оптоэлектронике.
{"title":"Рост ультратонкой популяции коллоидных нанолистов CdSe с УФ люминесценцией","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-109","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-109","url":null,"abstract":"Двумерные (2D) полупроводники обладают уникальными электронными и оптическими\u0000свойствами, возникающими из-за атомно-тонкой толщины и двумерной электронной структуры.\u0000Изменяя размер таких частиц, можно контролировать длину волны люминесценции и поглощения,\u0000что представляет не только фундаментальный, но и практический интерес. Среди возможных сфер\u0000применения можно выделить солнечные элементы, катализ, оптоэлектронику и т.п. В настоящей\u0000работе мы впервые вырастили и изучили структуру и свойства атомно-тонких нанолистов CdSe со\u0000спектральным положением экситонных полос 396 нм. Данные квазидвумерные наночастицы\u0000интересны благодаря чрезвычайно узким полосам поглощения и люминесценции и иначе называются\u0000коллоидными квантовыми ямами (quantum wells) [1,2].\u0000В рамках данной работы впервые были разработаны условия\u0000препаративного синтеза квазидвумерных наночастиц CdSe в\u0000системе октадецен – ацетат кадмия – олеиновая кислота в\u0000атмосфере аргона при температурах роста 110-160 с\u0000использованием триоктилфосфинселенида в качестве\u0000прекурсора селена. Получены квазидвумерные наночастицы\u0000CdSe с длиной волны первого экситонного максимума 396 нм.\u0000Температурная зависимость роста была проанализирована с\u0000использованием спекторскопии поглощения. Путем\u0000тщательного подбора условий синтеза удалось избавиться от\u0000примесной популяции с длиной волны первого экситонного\u0000максимума 463 нм. Была предложена методика\u0000последовательного увеличения латеральных размеров\u0000нанолистов с прецизионным сохранением толщины. Были\u0000получены нанолисты с латеральным размером до 1 мкм со\u0000строго фиксированной толщиной 2 монослоя. По данным\u0000электронной микроскопии была установлена морфология\u0000полученных наночастиц, которые представляют собой многократно свернутые прямоугольные листы,\u0000а так же был рассчитан их приблизительный латеральный размер, который составил 150 нм для\u0000одностадийного синтеза и до 1 мкм для многостадийного. Исходя из данных рентгеновской\u0000дифракции, был сделан вывод, что полученные наночастицы обладают структурой цинковой обманки\u0000с тетрагональным искажением. Проанализированы оптические свойства синтезированных\u0000наночастиц, показавшие наличие узких экситонных полос поглощения и люминесценции с длиной\u0000волны 396 нм и шириной порядка 10 нм.\u0000Таким образом в настоящей работе были достигнуты цели по разработке условий препаративного\u0000синтеза квазидвумерных наночастиц на основе CdSe и изучению уникальных свойств полученных\u0000образцов, которые, благодаря своим узким полосам люминесценции и высокой чистоте света, могут\u0000найти широкое применение в оптоэлектронике.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"1 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"129784745","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Магнитные гетероструктуры с протекающим по ним спин-поляризованным током являются одними из основных объектов исследований в спинтронике и спин-фотонике [1], что cвязано с перспективами многочисленных применений в терагерцовой спинтронике [2], трехмерных наномагнитных устройствах [3], запоминающих устройствах и сенсорах [4]. В таких гетероструктурах ток, протекающий в магнитном переходе, спин-поляризуется, что может приводить к значительному неравновесному накоплению спина в ограниченном объеме ферромагнитного материала. Спин-релаксационные переходы электронов проводимости между спиновыми подзонами ферромагнетика стимулированы опосредованно через sd-обменное взаимодействие с электромагнитной волной. Такие спин-флип переходы электронов могут сопровождаться испусканием или поглощением фотонов [5, 6] с частотой, определяемой энергией эффективного обменного расщепления спиновых подзон. Для ряда переходов энергия расщепления спиновых подзон соответствует энергии фотонов терагерцового диапазона частот, что представляет интерес с точки зрения применений гетероструктур как основы компактных терагерцовых источников излучения, в том числе работающих при комнатной температуре. В докладе рассматривается зона проводимости ферромагнитного металла, обменно расщепленная на спиновые подзоны с некоторым энергетическим зазором [7, 8]. При этом зона проводимости считается неравновесной по спину из-за протекающих токов. Показано, что при инжекции спинов током из одного магнитного слоя (инжектора) в другой (рабочий слой) положение неравновесных квазиуровней Ферми (область частот излучения) определяется плотностью протекающего через магнитный контакт тока, углом рассогласования между направлением намагниченности инжектора и рабочего слоя, а также их равновесной спиновой поляризацией. Представлено уравнение динамики движения магнитного момента, усредненного по ансамблю неравновесных спин-инжектированных электронов в ферромагнитном переходе, с учетом обменного взаимодействия и взаимодействия с внешним электромагнитным полем, а также с термостатом. С использованием формализма матрицы плотности рассчитана скорость квантовых переходов электронов с противоположными направлениями спина, определяющих спиновую релаксацию при взаимодействии с термостатом. Обсуждаются модели терагерцовых источников излучения и влияние особенностей спин-флип переходов при релаксации магнитного момента на процессы испускания или поглощения фотонов с энергией, соответствующей энергии эффективного обменного расщепления спиновых подзон, а также возможности перестройки частоты спин-инжекционного излучения в терагерцовом диапазоне частот.
{"title":"Неравновесные спиновые состояния и генерация терагерцового излучения\u0000в магнитных гетероструктурах","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-82","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-82","url":null,"abstract":"Магнитные гетероструктуры с протекающим по ним спин-поляризованным током являются\u0000одними из основных объектов исследований в спинтронике и спин-фотонике [1], что cвязано с\u0000перспективами многочисленных применений в терагерцовой спинтронике [2], трехмерных\u0000наномагнитных устройствах [3], запоминающих устройствах и сенсорах [4]. В таких\u0000гетероструктурах ток, протекающий в магнитном переходе, спин-поляризуется, что может приводить\u0000к значительному неравновесному накоплению спина в ограниченном объеме ферромагнитного\u0000материала. Спин-релаксационные переходы электронов проводимости между спиновыми подзонами\u0000ферромагнетика стимулированы опосредованно через sd-обменное взаимодействие с\u0000электромагнитной волной. Такие спин-флип переходы электронов могут сопровождаться\u0000испусканием или поглощением фотонов [5, 6] с частотой, определяемой энергией эффективного\u0000обменного расщепления спиновых подзон. Для ряда переходов энергия расщепления спиновых\u0000подзон соответствует энергии фотонов терагерцового диапазона частот, что представляет интерес с\u0000точки зрения применений гетероструктур как основы компактных терагерцовых источников\u0000излучения, в том числе работающих при комнатной температуре.\u0000В докладе рассматривается зона проводимости ферромагнитного металла, обменно расщепленная\u0000на спиновые подзоны с некоторым энергетическим зазором [7, 8]. При этом зона проводимости\u0000считается неравновесной по спину из-за протекающих токов. Показано, что при инжекции спинов\u0000током из одного магнитного слоя (инжектора) в другой (рабочий слой) положение неравновесных\u0000квазиуровней Ферми (область частот излучения) определяется плотностью протекающего через\u0000магнитный контакт тока, углом рассогласования между направлением намагниченности инжектора и\u0000рабочего слоя, а также их равновесной спиновой поляризацией. Представлено уравнение динамики\u0000движения магнитного момента, усредненного по ансамблю неравновесных спин-инжектированных\u0000электронов в ферромагнитном переходе, с учетом обменного взаимодействия и взаимодействия с\u0000внешним электромагнитным полем, а также с термостатом. С использованием формализма матрицы\u0000плотности рассчитана скорость квантовых переходов электронов с противоположными\u0000направлениями спина, определяющих спиновую релаксацию при взаимодействии с термостатом.\u0000Обсуждаются модели терагерцовых источников излучения и влияние особенностей спин-флип\u0000переходов при релаксации магнитного момента на процессы испускания или поглощения фотонов с\u0000энергией, соответствующей энергии эффективного обменного расщепления спиновых подзон, а\u0000также возможности перестройки частоты спин-инжекционного излучения в терагерцовом диапазоне\u0000частот.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"27 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"128940677","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (МУРР) исследованы два набора образцов микрокристаллического кремния (μc-Si), произведенного для дальнейшего использования в качестве рабочего материала панелей солнечных элементов. Технология производства предполагала, что в каждом из наборов образцов зерна микрокристаллического кремния должны иметь размер 200 и 20 нм вдоль нормали к поверхности соответственно. Кривые МУРР от всех образцов были зарегистрированы на установке ДРОН-8 в НПО «Буревестник» (СПб, Россия) в режиме отражения на Cu Kα1 излучении. Один из образцов был дополнительно подвергнут полировке поверхности, после чего от него были повторно получены данные МУРР как в режиме отражения, так и в просвечивающем режиме. Результаты: Показано, что в серии образцов, технология производства которых нацелена на зерна высоты 200 нм, реальные размеры зерен составляют от 205 до 240 нм. Продемонстрировано, как для одного из образцов (по кривой МУРР, приведенной на Рис. 1) определяется высота зерен 226±3 нм. Показано, что в серии образцов, технология производства которых нацелена на зерна высоты 20 нм, реальные размеры зерен составляют от 20 до 24 нм. Продемонстрировано, как для одного из образцов определяется высота зерен 22.9±0.1 нм. Показано, что в отполированном образце кривые МУРР показывают присутствие низкоразмерных компонент, а поверхность образца покрыта локально упорядоченной сетью зерен Si размером около 3 нм.
{"title":"Рентгеновские исследования образцов микрокристаллического кремния для панелей\u0000солнечных элементов","authors":"","doi":"10.34077/rcsp2019-68","DOIUrl":"https://doi.org/10.34077/rcsp2019-68","url":null,"abstract":"Методом малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (МУРР) исследованы два набора образцов\u0000микрокристаллического кремния (μc-Si), произведенного для дальнейшего использования в качестве\u0000рабочего материала панелей солнечных элементов. Технология производства предполагала, что в\u0000каждом из наборов образцов зерна микрокристаллического кремния должны иметь размер 200 и\u000020 нм вдоль нормали к поверхности соответственно.\u0000Кривые МУРР от всех образцов были\u0000зарегистрированы на установке ДРОН-8 в НПО\u0000«Буревестник» (СПб, Россия) в режиме отражения\u0000на Cu Kα1 излучении. Один из образцов был\u0000дополнительно подвергнут полировке поверхности,\u0000после чего от него были повторно получены данные\u0000МУРР как в режиме отражения, так и в\u0000просвечивающем режиме.\u0000Результаты:\u0000Показано, что в серии образцов, технология\u0000производства которых нацелена на зерна высоты\u0000200 нм, реальные размеры зерен составляют от 205\u0000до 240 нм. Продемонстрировано, как для одного из\u0000образцов (по кривой МУРР, приведенной на Рис. 1)\u0000определяется высота зерен 226±3 нм.\u0000Показано, что в серии образцов, технология\u0000производства которых нацелена на зерна высоты\u000020 нм, реальные размеры зерен составляют от 20 до 24 нм. Продемонстрировано, как для одного из\u0000образцов определяется высота зерен 22.9±0.1 нм.\u0000Показано, что в отполированном образце кривые МУРР показывают присутствие низкоразмерных\u0000компонент, а поверхность образца покрыта локально упорядоченной сетью зерен Si размером около\u00003 нм.","PeriodicalId":118786,"journal":{"name":"Тезисы докладов Российской конференции и школы молодых ученых по актуальным проблемам полупроводниковой фотоэлектроники «ФОТОНИКА-2019»","volume":"144 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2019-05-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"132968526","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：