Внедрение примесных атомов в наноразмерные полупроводники ZnO, AlN, InN
Диссертация
Контролируемое получение новых свойств у стандартных полупроводниковых материалов необходимо для развития спинтроники (материалы для детектирования, транспортировки и хранения спин-поляризованных токов и зарядов), электроники (материалы для прозрачных электродов и микросхем на гибких подложках) и фотоники (материалы для солнечных батарей, использующих весь солнечный спектр, наноразмерных… Читать ещё >
Содержание
- 1. Методы исследования
- 1. 1. Экспериментальные методы спектроскопии рентгеновского поглощения
- 1. 2. Теоретические методы расчёта электронной структуры вещества
- 1. 3. Расчёт спектров рентгеновского поглощения
- 2. Локальная спин-поляризованная электронная структура нанопроводов гпО: Мп
- 3. Локальная атомная и электронная структура наноигл АШ: Си
- 4. Локальная атомная и электронная структура тонких пёнок ШЧ:^
Список литературы
- О Ambacher J. Phys. D: Appl. Phys. 31 (1998) 2653−2710
- Strite, S. Morkoc, H. Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Volume: 10 1237 — 1266 (1992)
- Aldo Mele, Anna Giardini, Tonia M. Di Palma, Chiara Flamini, Hideo Okabe, and Roberto Teghi, INTERNATIONAL JOURNAL OF PHOTOENERGY Vol.3 111−120 (2001)
- U. Ozgur, Ya. I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, and H. Morko?, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 98, 41 301 (2005)5. база данных института Иоффе http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/
- С. Liu, F. Yun, H. Morkoc Journal of Materials Science: Materials in Electronics 16 (2005) 555- 597
- F. Pan, C. Song, X.J. Liu, Y.C. Yang, F. Zeng Materials Science and Engineering R 62 (2008) 1−35
- A.L. Ivanovskii, Physics-Uspekhi 50 1031 (2007)
- Tomasz Dietl, J.Appl.Phys. 103, 07D111 (2008)
- Rusen Yang, Yong Qin, Liming Dai and Zhong Lin Wang, Nature Nanotechnology, Vol.4, 34−39 (2009)
- Sheng Xu, Yong Qin, Chen Xu, Yaguang Wei, Rusen Yang and Zhong Lin Wang, Nature Nanotechnology Vol.5 366−373 (2010)
- Li, Z. et al. Cellular level biocompatibility and biosafety of ZnO nanowires. J. Phys. Chem. С 112, 20 114 -20 117 (2008)
- E. Fortunato, P. Barquinha, A. Pimentel, A. Goncalves, A. Marques, L. Pereira, R. Martins Thin Solid Films 487 (2005) 205 — 211
- Hideo Hosono Thin Solid Films 515 (2007) 6000 — 6014
- T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, and D. Ferrand, Science 287, 1019, (2000)
- Parmanand Sharma, Amita Gupta, K.V. Rao, Frank J. Owens, Renu Sharma, Rajeev Ahuja, J.M. Osorio Guillen, Boije Johansson and G.A. Gehring, Nature materials, Vol. 2, (2003) 673−677
- I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 89 (2001)581518. -Y. Taniyasu, M. Kasu, and T. Makimoto, «An Aluminium Nitride Light-emitting Diode with a Wavelength of 210 nanometres,» Nature Vol. 440, pp. 325−328, 2006.
- Ueno, K., Kobayashi, A., Ohta, J. & Fujioka, H. Layer-by-layer growth of A1N on ZnO (OOO) substrates at room temperature. Jpn. J. Appl. Phys. 45, L1139-L1141 (2006)
- Y. Yang, Q. Zhao, et.al., Appl. Phys. Lett. 90, 92 118 (2007)21. -X.H.Ji, S.P.Lau, et.al., Appl. Phys. Lett. 90, 193 118 (2007)
- X. Y. Cui, D. Fernandez-Hevia, et.al., Appl. Phys. Lett. 101, 103 917 (2007)
- X.H.Ji, S.P.Lau, et.al., Nanotechnology 18, 105 601 (2007)
- R.Q. Wu, G.W. Peng, L. Liu, Y.P.Feng, Z.G. Huang, Q.Y.Wu Applied Physics Letters 89, 142 501 (2006) —
- R. Frazier, G. Thaler, M. Overberg, B. Gila, C. R. Abernathy, and S. J. Pearton, Appl. Phys. Lett. 83, 1758 (2003) —
- A. Y. Polyakov, N. B. Smirnov, A. V. Govorkov, R. M. Frazier, J. Y. Liefer, G. T. Thaler, C. R. Abernathy, S. J. Pearton, and J. M. Zavada, Appl. Phys. Lett. 85, 4067 (2004) —
- Moon-Ho Ham, Sukho Yoon, Yongjo Park, Jae-Min Myoung Solid State Communications 137 (2006) —
- X.H. Ji, S.P. Lau, S.F. Yu, H.Y. Yang, T.S. Herng, A. Sedhain, J.Y. Lin, H.X. Jiang, K.S. Teng, J.S. Chen Applied Physics Letters 90, 193 118 (2007) —
- J. Zhang, X. Z. Li, B. Xu, and D. J. Sellmyer, Appl. Phys. Lett. 86, 212 504 (2005) —
- S. G. Yang, A. B. Pakhomov, S. T. Hung, and C. Y. Wong, Appl. Phys. Lett. 81,2418 (2002)
- Yong Zhang, Wen Liu, Pei Liang, Hanben Niu, Solid State Communications 147 (2008) 254−257
- R.Q. Wu, G.W. Peng, L. Liu, Y.P. Feng, Z.G. Huang, Q.Y. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 142 501 (2006) —
- Q. Wang, A. K. Kandalam, Q. Sun, and P. Jena, Physical Review B 73, 115 411 (2006)
- X.Y. Cui, B. Delley, A. J. Freeman, and C. Stampfl PRL 97, 16 402 (2006)
- V. Yu. Davydov et al. «Absorption and Emission of Hexagonal InN. Evidence of Narrow Fundamental Band Gap» Phys. Stat. Solidi (b) 229 (2002) R1
- J.Wu et al., Appl. Phys. Lett., 2002, 80, p.3967
- Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 89 (2001) 5815
- T. Inushima «Electronic structure of superconducting InN» Sei. Techn. Adv. Mater. 7 (2006) SI 12
- G.F. Iriarte, J.G. Rodriguez, F. Calle, Synthesis of c-axis oriented A1N thin films on different substrates: A review Volume 45, Issue 9, September 2010, Pages 1039−1045
- Ill-Nitride devices and nanoengineering, Imperial College Press, (2008) ISBN-13 978−1-84 816−223−5
- Ashraful Ghani Bhuiyan, Akihiro Hashimoto, and Akio Yamamoto Indium nitride (InN): A review on growth, characterization, and properties J. Appl. Phys. 94, 2779 (2003)
- S. J. Pearton, B. S. Kang, B. P. Gila, D. P. Norton, O. Kryliouk, F. Ren, Young-Woo Heo, Chih-Yang Chang, Gou-Chung Chi, Wei-Ming Wang, and Li-Chyong Chen, Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol.8, 99−110, 2008
- Zhong Lin Wang, GaN, ZnO and InN Nanowires and Devices- Zinc oxide nanostructures: growth, properties and Applications // J. Phys.: Condens. Matter 16 (2004) R829-R858
- A.Ney, M. Opel, T.C. Kaspar, V. Ney, et.al. New Journal of Physics 12 (2010)013020
- J. J. Rehr, R. C. Albers, Reviews of Modern Physics, Vol. 72, No. 3, 621−654 (2000)
- NEXAFS Spectroscopy by J. Stohr, Springer 1992, ISBN 3−540−54 422−4
- C. J. Powell and A. Jablonski, NIST Electron Inelastic-Mean-Free-Path Database Version 1.2, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD (2010)
- C.Brouder, Angular dependence of x-ray absorption spectra, J.Phys.: Condens. Matter 2 (1990) 701−738
- Israileva L К 1967 Sov. Phys Dokl 11 709−11
- J. Stohr and H. C. Siegmann MAGNETISM: FROM FUNDAMENTALS TO NANOSCALE DYNAMICS, Springer Series in Solid State Sciences 152, (Springer, Heidelberg, 2006)
- J. Stohr, Y. Wu, in: A.S. Schlacter, F.J. Wuilleumier (Eds.), New Directions in Research with Third-Generation Soft X-Ray Syn-chrotron Radiation Sources, Kluwer, Amsterdam, 1994, p. 221
- T. Funk et al. / Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 3−30
- В. T. Thole, P. Carra, F. Sette, and G. van der Laan, Physical Review Letters 68, 1943-
- P. Carra, В. T. Thole, M. Altarelli, and X. Wang, Physical Review Letters 70, 694 (1993)
- K. Hamalainen, С.С. Kao, J.B. Hastings, et.al., Physical Review В 46, 14274(1992)
- P. Glatzel, U. Bergmann, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 65−95
- M. Born and R. Oppenheimer. Zur Quantentheorie der Molekeln. Ann. Phys. (Leipzig) 84 (20), 457 (1927)
- Atomic-scale computational materials science J. Hafner, Acta Materialia 48 (2000) 71−92
- Kohn W, Hohenberg P Phys. Rev. 136 B864 (1964)
- В.Кон, УФН, T.172 № 3 стр. 336−348
- Kohn W, Sham L J Phys. Rev. 140 Al 133 (1965)
- M.C.Payne et.al., Reviews of modem physics, Vol.64 № 4 p.1045−1097 (1992)
- Gaspar R., Nagy A. (1987) // Local-density-functional approximation for exchange-correlation potential. // Theor Chim Acta 72: 393−401
- Hartree D R Proc. Camb. Philos. Soc. 24 89 (1928) — Fock V Z. Phys. 61 126 (1930)
- Wigner E P Trans. Faraday Soc. 34 678 (1938)
- Ceperley D.M., Alder В J. Phys. Rev. Lett. 45 566 (1980)
- Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. (1996) // Generalized gradient approximation made simple. // Physical Review Letters v.11, 18.
- В.Л.Бонч-Бруевич, С. Г. Калашников, Физика полупроводников, М.1977
- S.Cottenier, Density Functional Theory and the family of (L)APW-methods: a step-by-step introduction, 2002, ISBN 90−807 215−1-4 (эта книга расположена на сайте http://www.wien2k.at/reguser/textbooks4)
- Blaha Р., Schwarz К. et al. (2008) // Wien2k
- Blochl P.E., Jepsen O., Andersen O.K. (1994) // Improved tetrahedron method for Brillouin-zone integrations. // Physical Review B, v.49, 23
- G. Smolentsev, A.V. Soldatov, M.C. Feiters, Three-dimensional local structure refinement using a full-potential XANES analysis, Phys. Rev. В (2007) 144 106
- S. Deila Longa, A. Arcovito, M. Girasole, J.L. Hazemann, M. Benfatto, Physical Review Letters 87 (2001) 155 501
- E. Vorobeva, S.L. Johnson, P. Beaud, С .J. Milne, M. Benfatto, G. Ingold, Physical Review В 80 (2009) 134 301
- G. Smolentsev, A. Soldatov, Journal of Synchrotron Radiation 13 (2006)19
- N. Smolentsev, A.V. Soldatov, G. Smolentsev, S.Q. Wei, Solid State Communications 149 (2009) 1803
- Joly Y. // Physical Review B. 2001 V.63 125 120
- Ankudinov A.L., Ravel В., Rehr J.J. // Physical Review B. 1998 V.58 P.7565
- Landolt-Bornstein, New Series, Group III, Springer, Heidelberg, 1999.
- Архив данных института Иоффе http://www.ioffe.rssi.ru
- Н. Karzel et al., Phys. Rev. В 53, 11 425 (1996) —
- E. Kisi and M. M. Elcombe, Acta Crystallogr., Sect. С: Cryst. Struct. Commun. C45, 1867 (1989)-83. U. Ozgur, Ya. I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, and H. Morko? Journal of Applied Physics 98, 41 301 (2005) —
- Zhong Lin Wang Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications J. Phys.: Condens. Matter 16 (2004) R829-R858
- Lorenz, E.M. Kaidashev, A. Rahm, Т. Nobis, J. Lenzner, G. Wagner, D. Spemann, H. Hochmuth, M. Grundmann, Applied Physics Letters, 86 (2005) 143 113−143 113
- E.M. Kaidashev, M. Lorenz, H. von Wenckstern, A. Rahm, H.C. Semmelhack, K.H. Han, G. Benndorf, С. Bundesmann, H. Hochmuth, М. Grundmann, Applied Physics Letters, 82 (2003) 3901−3903
- Kaydashev V.E., Kaidashev E.M., Peres M., Monteiro Т., Correia M.R., Sobolev N.A., Alves L.C., Franco N., Alves E. Structural and optical properties of
- Zn0,9Mn0,lO/ZnO core-shell nanowires and Zno.9Mno.1O nanorods designed by pulsed laser deposition// J.Appl. Phys. 2009. V.106, 93 501
- B. Gilbert, B.H. Frazer, A. Belz, P.G. Conrad, K.H. Nealson, D. Haskel, J.C. Lang, G. Srajer, G.D. Stasio, J. Phys. Chem. A, 107 (2003) 2839−2847
- J.-H. Guo, A. Gupta, P. Sharma, K.V. Rao, M.A. Marcus, C.L. Dong, J.M.O. Guillen, S.M. Butorin, M. Mattesini, P.A. Glans, K.E. Smith, C.L. Chang, R. Ahuja, J.Phys.: Condens. Matter, 19 (2007) 172 202
- F.d. Groot, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 67 (1994) 529−622
- Tanaka, F. Oba, J. Phys.: Condens. Matter, 20 (2008) 64 215
- F.d. Groot, A. Kotani, Core Level Spectroscopy of Solids, Taylor & Francis CRC press, 2008
- G. Smolentsev, A.V. Soldatov, M.C. Feiters, Phys. Rev. B, (2007) 144 106
- U. Ozgur, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, H. Morkoc, Journal of Applied Physics, 98 (2005) 41 301
- N. Smolentsev, A.V. Soldatov, G. Smolentsev, S.Q. Wei, Solid State Communications, 149 (2009) 1803−1806
- T. Shi, S. Zhu, Z. Sun, S. Wei, W. Liu, Applied Physics Letters, 90 (2007) 102 108-
- X.-C. Liu, E.-W. Shi, Z.-Z. Chen, B.-Y. Chen, T. Zhang, L.-X. Song, K.J. Zhou, M.-Q. Cui, W.-S. Yan, Z. Xie, B. He, S.-Q. Wei, J. Phys.: Condens. Matter, 20 (2008) 25 208
- C. Guglieri, E. Cespedes, C. Prieto, J. Chaboy, Journal of Physics: Condensed Matter, 23 206 006
- R.F.W. Bader, Atom in Molecule A Quantum Theory, Clarendon Press, Oxford, UK, 1990- R.F.W. Bader, Chem. Rev., 91 (1991) 893
- G.C. Zhou, L.Z. Sun, X.L. Zhong, X. Chen, L. Wei, J.B. Wang, Physics Letters A, 368 (2007) 112−116
- E. Stavitski and F. M. F. de Groot, Micron 41, 687 (2010)
- V. I. Anisimov, I. V. Solovyev, M. A. Korotin, M. T. Czyzyk, and G. A. Sawatzky, Physical Review В 48, 16 929 (1993)
- G. Madsen, К. H. and P. Novak, Europhys. Lett. 69, 777 (2005)
- G. C. Zhou, L. Z. Sun, X. L. Zhong, X. Chen, L. Wei, and J. B. Wang, Physics Letters A 368, 112 (2007)
- X.H.Ji, S.P.Lau, et.al., Nanotechnology 18, 105 601 (2007)
- Landolt-Bornstein, New Series, Group III, Springer, Heidelberg, 1999
- Архив данных института Иоффе http://www.ioffe.rssi.ru-
- Goldberg Yu. in Properties of Advanced SemiconductorMaterials GaN, A1N, InN, BN, SiC, SiGe. Eds. Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001, 31−47-
- Iwama, S., Hayakawa, K., Arizumi, Т., J. Cryst. Growth 56 (1982)265
- P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, Karlheinz Schwarz, Techn. Universitat Wien, 2001
- J.P.Perdew, S. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 77 (1996) 38 653 868
- Z. G. Huang, R. Wu and L. J. Chen, J. Phys.: Condens. Matter 19, 56 209 (2007)
- S. Jayanetti, R. A. Mayanovic, A. J. Anderson, W. A. Bassett, and I. Ming Chou Journal of Chem. Phys. 115, № 2, 954−962 (2001)
- Agnes Traverse, New J. Chem., 1998, Pages 677−683
- Agnes Traverse, Hyperfine Interactions 110 (1997) 159−164
- W. Eckstein and J. P. Biersack, Appl. Phys. A A37, 95 (1985) —
- M. Chen, G. Rohrbach, A. Neuffer, K.-L. Barth, and A. Lunk, IEEE Trans. Plasma Sei. 26, 1713 (1998)
- Lee I.J., Kim J.-Y, Shin H.J., Kim H. K // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. N 10. P. 5540
- A.V. Soldatov, A.A.Guda, A. Kravtsova, M. Petravic, P.N.K. Deenapanray, M.D.Fraser, Y.-W.Yang, P.A.Anderson, S.M.Durbin, Nitrogen defect levels in InN: XANES study, Radiation Physics and Chemistry 75, 16 351 637 (2006) —
- R.J. Kinsey, P.A. Anderson, C.E.Kendrick et, al., Characteristics of InN thin films grown using a PAMBE technique, J. Crystal Growth 269, 167−172 (2004)
- J. H. Hubbell, H. A. Gimm, I., «Pair, Triplet, and Total Atomic Cross Sections (and Mass Attenuation Coefficients) for 1 MeV-100 GeV Photons in Elements Z = 1 to 100,» J. Phys. Chem. Ref. Data 9, 1023 (1980).
- Основные публикации автора по теме диссертации
- Публикации в рецензируемых журналах
- A.V. Soldatov, A.A.Guda, A. Kravtsova, M. Petravic, P.N.K. Deenapanray, M.D.Fraser, Y.-W.Yang, P.A.Anderson, S.M.Durbin, Nitrogen defect levels in InN: XANES study, Radiation Physics and Chemistry 75, 16 351 637 (2006).
- А.А.Гуда, В. Л. Мазалова, Г. Э. Яловега, А. В. Солдатов, Анализ локальной атомной структуры наночастиц нитрида алюминия. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, № 6, 49−52 (2009).
- A.A.Guda, S.P.Lau, M.A.Soldatov, N.Yu.Smolentsev, V.L.Mazalova, X.H.Ji and A.V.Soldatov, Copper defects inside AlN: Cu nanorods XANES and LAPW study, Journal of Physics: Conference Series, 190, 12 136 (2009).
- A.A.Guda, N. Smolentsev, J. Verbeeck, E.M.Kaidashev, Y. Zubavichus, A.N.Kravtsova, O.E.Polozhentsev, A.V.Soldatov, X-ray and electron spectroscopy investigation of the core-shell nanowires of ZnO: Mn, Solid State Communications 151 (2011) 1314−1317.
- A.V.Soldatov, A. Guda, M. Petravic, Theoretical analysis of the N K-edge XANES of irradiated InN: local structure around N defects, Digest reports of the XVI International Synchrotron Radiation Conference, Novosibirsk, Russia, 2006, p.74.
- А.А.Гуда, Колебательная структура спектров рентгеновского поглощения, Тезисы докладов XIII Всероссийской Научной Конференции Студентов Физиков и молодых учёных, 24−30 марта 2007 г., Таганрог, стр.82
- А.А.Гуда, А. В. Солдатов, В. Л. Мазалова, Г. Э. Яловега, Анализ локальной атомной и электронной структуры наночастиц нитрида алюминия, Тезисы докладов 6-й Национальной конференции РСНЭ-2007, Москва, 2007 г. Стр. 263.
- A.V.Soldatov, A. Guda, Geometry and electronic structure of dilute magnetic semiconductor AlN: Cu nanorods, Digest reports of the XVII International Synchrotron Radiation Conference, Novosibirsk, Russia, 2008, p. 747.
- А.А.Гуда, А. В. Солдатов, М. А. Солдатов, В. Л. Мазалова, Магнитные и немагнитные примеси для РМП на основе ZnO. Тезисы докладов XX
- Всероссийской научной конференции «Рентгеновские и электронные спектры и химическкая связь» РЭСХС-2010, Новосибирск, 2010, Стр. 140.
- A.V.Soldatov, V.I.Kolesnikov, A.A.Guda, M.A.Soldatov, and N.A.Myasnikova, Local and electronic structure of tribological materials: XANES analysis, Journal of Physics: Conference Series 190, 12 072 (2009).
- А.Н.Кравцова, А. А. Гуда, В. Л. Мазалова, А. В. Солдатов, Р. Л. Джонстон, Электронная структура нанокластеров титана: анализ методом функционалаплотности, Наноструктуры. Математическая физика и моделирование т.4 № 1 с. 15−22, (2011).