К. ф.-мат. н. Ю. Н. Козирев – керівник проекту,
к. ф.-мат. н. С. А. Шевляков
Напрямки досліджені
Визначальне місце в розвитку фундаментальних досліджень фізики і хімії нановимірних систем посідає молекулярно-променева епітаксія – методика висадження на атомар-но чисту поверхню у надвисокому, майже космічному вакуумі (<10-10 мм рт. ст,), монокристалічних плівок та шарів з контрольованими електрофізичними параметрами і вимірюванням товщини in situ з точністю 0,03-0,05 нм.
Придбання близько 10 років тому установки МПЕ «Катунь» дозволило за короткий час вперше в НАН України впровадити на цій основі низку робіт з розробки та дослідження наноструктур на основі штучних сполук АIIIВV і AIVBIV. Вперше в Україні було створено низькови-мірні багатошарові структури – різного типу надгратки, ізольовані та подвійні квантові ями, що відповідають сучасним вимогам до перспективних матеріалів елементарної бази опто- та мікроелектроніки. Застосування в перетворювачах Р-випромінювання р-i-n структур Si/GaAs підвищує ефективність дії майже до 40 %, тобто в 3-4 рази більше відомих аналогів. В Інституті хімії поверхні вперше в Україні було започатковано роботи з дослідження закономірностей процесів на поверхні i в прилеглому об’ємі монок-ристалічного твердого розчину Si 1-xGex - якісно нових матеріалів, характерною особливістю яких е суттєва різниця у сталих ґраток – 4,2 %. Це, з одного боку, ускладнює процес епітаксії, а з другого, обумовлює унікальні властивості структур за рахунок виникнення механічних напружень, що регулюються мольною часткою х і параметрами епітаксійного росту – температурою підкладини та значеннями потоків робочих речовин. Таким чином, сконструйовано багатошарові епітаксійні нанокомпозити з заданими профілями потенціалу, квантовими ямами і двомірним електронним газом. Із фазової діаграми епітак-сійного росту – залежності товщини вирощуваної плівки від температури росту – було встановлено режим, за якого на підкладині кремнію з’являються дво- або тривимірні зародки – нанокластери Ge, які надалі перетворюються у досить упорядкований масив квантових крапок з густиною 109-1010см-2 і розмірами 1,5-3 нм, режим квантування зон в яких визначається рівнем залишкового напруження.
Контроль підготовки підкладини до МПЕ, здійснюваний на базі Оже-спектрометра, як і дослідження виготовлених структур (див. мал.), нарівні з визначенням Холловської рухливості, вольт-фарадних та вольт-амперних характеристик, спектроскопією глибоких рівнів та іншими засобами вимірювання достатньо забезпечують необхідний рівень розробок, а вкупі з подальшою модернізацією і вдосконаленням МПЕ дають підстави для обґрунтованого оптимізму щодо вивчення нових фундаментальних закономірностей побудови та використання нанорозмірних систем у приладах майбутнього.
Вибрані публікації
- Yu. Kozyrev, V. Ogenko, P. Golokoz, V. Vasiljev. Interaction of p-electrons with Si/GaAs in the region of thin film p-n and p-i-n junctions// Pross. V Int.Conf. on Adv.Tech.Mult.Sol.Films a Struc. – 1995 – Uzhorod, Ukr. – P. 121-124
- Yu. Kozyrev, V. Ogenko, S. Plyatsko, F. Sizov, S. Shevlyakov. Si/SibIGex epitaxial layers and superlattices. Receipt and structure characteristics// Fizika і tekhnika poluprovodnikov. – 1997. – T. 31, № 8. – P. 922-926.
- 3. Yu. Kozyrev, V. Ogenko, A. Chuiko. Si-Ge superlattice MBE : receipt and structure properties. 2-nd Russ-Ukr. Seminar «Nanophysics and nanoelectronics», Kiev, Ukr. 2000.