Search academic texts

Information × Registration Number 0522U100117, Doctoral dissertation Status Доктор фізико-математичних наук Date 18-11-2022 popup.evolution o Title Influence of long-range interaction between impurity atoms and surface defects on the process of formation, conductivity and sensor sensitivity to NO2 and NH3 molecules of porous silicon and other silicon structures Author Ptashchenko Fedir Oleksandrovich, Кандидат фізико-математичних наук popup.head Mikhailenko Vitalii Ivanovich popup.advisor Mikhailenko Vitalii Ivanovich popup.opponent Olenych Igor Bogdanovych popup.opponent Evtukh Anatoli Antonovich popup.opponent Lepikh Yaroslav Illich Description Дисертація присвячена дослідженню механізму і проявів віддаленої взаємодії між домішковими атомами та поверхневими дефектами типу pb-центр, та впливу цієї взаємодії на процес електрохімічного травлення, провідність та сенсорну чутливість до активних молекул NO2 і NH3 поруватого кремнію та інших кремнієвих структур. Показано, що в кремнієвих структурах домішкові атоми фосфору та бору можуть віддалено взаємодіяти з pb-центрами, якщо відстань між ними не перевищує ~ 25 Å. При такій взаємодії відбувається зарядження pb-центрів та домішкових атомів, що супроводжується пасивацією домішки та виникненням області підвищеного або зниженого потенціалу навколо pb-центрів. Показано, що утворення PS при електрохімічному травленні кремнію у водних розчинах HF відбувається шляхом прямого фторування поверхневих атомів кремнію. Пряме фторування найлегше проходять на гранях (110), (100) та на їх перетині, під дією «важких» іонних комплексів фтору і за участі вільних дірок. Поблизу домішкових атомів бору процес електрохімічного травлення кремнію уповільнюється або гальмується, що пояснює утворення характерної структури PS у вигляді «скелета» із нанокристалітів, всередині яких знаходяться атоми бору. Продемонстровано, що активаційний характер провідності PS пояснюється наявністю бар’єрів для вільних носіїв, які існують навколо заряджених pb-центрів у найтонших ділянках нанодротів в мережі PS. Це також пояснює розбіг значень енергії термічної активації провідності для різних зразків PS, наявність двох лінійних ділянок у температурній залежності провідності PS в арреніусівських координатах та існування двох типів залежності провідності PS від зовнішнього поля. Показано, що при адсорбції молекул NO2 на гідроксиловану поверхню кремнію або оксиду кремнію можуть утворюватися вільні стани в забороненій зоні кремнію. Виникнення мілких акцепторних станів у p-PS спостерігається також, коли молекули NO2 адсорбуються на ОН-групах поблизу позитивно заряджених pb-центрів, які пасивують підповерхневі атоми бору. Це пояснює зростання концентрації вільних дірок у PS р-типу в атмосфері NO2. Показано, що на гідрованій та окисленій поверхні кремнію може відбуватися процес протонування молекул аміаку. Протонуванню молекул NH3 сприяють наявність поверхневих ОН-груп, адсорбованих молекул води та підповерхневих атомів бору. Процес протонування молекул аміаку супроводжується віддаленою пасивацією домішки бора іонами NH4+ і виникненням донорних станів, та пояснює зростання концентрації вільних електронів (або зменшення концентрації вільних дірок) в кремнії. Протонування аміносполук на поверхні PS або аморфного кремнію обумовлює експериментально встановлені закономірності процесів SALDI. Registration Date 2022-11-29 popup.nrat_date 2022-11-29 Close