Нанопустоты в напряженном кремнии для плазмоники

Объектом исследования являются упруго-деформированные структуры на основе SiGe и SiSn сплавов, выращенные на кремниевых подложках, нанопустоты и металлические нано-точки, а также плазмонные структуры на их основе.

Цель работы -  разработка режимов и исследование процессов формирования многослойных структур на основе Si, SiGe и SiSn сплавов, нано-пустот и нано-точек, а также плазмонных структур с целью повышения эффективности фотоприемных устройств на основе монокристаллического кремния.

Основные методы исследований: просвечивающая электронная микроскопия, оптическая спектрометрия, вторичная ион-масс спектрометрия, спектрометрия резерфордовского обратного рассеяния.

В процессе работы использовались приборы:

Установки для эпитаксии VG-80 Semicon (МЛЭ) и Изотрон 4-150;
Просвечивающие электронные микроскопы ЭМ-125 и Phillips CM20-Edax;
Оптические спектрометры Specord M-40 и Perkin Elmer Lambda 1050;
Прибор для измерения ВИМС Ion TOF SIMS
Установка для быстрых термических обработок JetFirst 100,
Ускорительные комплексы Ван де Грааф с методами РОР и РОРКИ;
Микро-рамановский спектрометр Nanofinder High End (Lotis TII)

В результате проведенной работы изготовлены упруго-деформированные гетеро-структуры Si/SiGe и Si/SiSn, разработаны режимы  самоорганизованного формирования нано-пустот и металлических нано-кластеров; исследованы структурные, оптические и электрические характеристики гетероэпитаксиальных структур с нано-пустотами в зависимости от режимов их формирования и обработки.

Использование нано-пустот и нано-кластеров в гетероструктурах позволит повысить эффективность поглощения света фотоприемными устройствами за счет плазмонных эффектов. Результаты работы будут использованы при подготовке НИР и ОКР по разработке приборов оптоэлектроники с улучшенными характеристиками, совместимых с интегральной технологией. Такие фотоприемные устройства применяются в качестве датчиков оптического излучения, позиционирования, а также в научных исследованиях.

Научный руководитель НИР - д-р физ.-мат. наук П.И.Гайдук

С полной версией отчета можно ознакомиться в БГУ

Ниже приведены рисунки из отчета, которые уже опубликованы в виде статей в научных журналах.