1 / 21

Полупроводниковые сверхрешетки. Синтез, структура, свойства. Сипатов А.Ю.

Полупроводниковые сверхрешетки. Синтез, структура, свойства. Сипатов А.Ю. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ” Кафедра физики металлов и полупроводников План доклада: Введение. Синтез и структура сверхрешеток. Взаимодиффузия в сверхрешетках.

kara
Download Presentation

Полупроводниковые сверхрешетки. Синтез, структура, свойства. Сипатов А.Ю.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Полупроводниковые сверхрешетки. • Синтез, структура, свойства. • Сипатов А.Ю. • НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ • “ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ” • Кафедра физики металлов и полупроводников • План доклада: • Введение. • Синтез и структура сверхрешеток. • Взаимодиффузия в сверхрешетках. • Фотолюминесценция сверхрешеток. • Электрические свойства сверхрешеток. • Магнитные свойства сверхрешеток. • Заключение

  2. Физика конденсированного состояния: Конец ХХ века: Высокотемпературная сверхпроводимость Сверхрешетки  Фуллерены  Спинтроника ХХI век: Нанотехнологии

  3. В 2000 г. в США принята долгосрочная президентская комплексная программа финансирования нанотехнологий (в 2001 г. – 460 млн. долларов, в 2004 г. – 1 млрд., 2005-2007 г – 1,2 млрд. долларов в год.). В 2001-2002 гг. подобные программы приняты в Евросоюзе, Японии, Китае, Южной Корее и др. Средства, выделенные на нанотехнологии, млрд. $

  4. Полупроводниковые сверхрешетки (СР) Нобелевские премии: 1973 год – Л.Есаки, И.Живер (резонансное туннелирование); 1985 год – К.Клитцинг (квантовый эффект Холла); 1998 год – Р.Лафлин, Х.Штёрмер, Д.Тсу (дробный квантовый эффект Холла); 2000 год - Ж.Алферов, Г.Кремер, Д.Колби (полупроводниковые гетероструктуры для опто-електроники); 2007 год - А. Ферт, П. Грюнберг (гигантское магнетосопротивление). • Эффекты: • Размерное квантование. • Резонансное туннелирование. • Применение: • Микроэлектроника. • Оптоэлектроника. • СВЧ-техника. • Спинтроника.

  5. Эффекты в СР Размерное квантование. Резонансное туннелирование.

  6. Требования : 1. Послойный рост используемых материалов друг на друге. 2. Различие их запрещенных зон. 3. Нулевое несоответствие периодов их решеток f = 0. GaAs - GaxAl1-xAs Проблемы: 1. Одномерные СР 2. СР с несоответствием слоев (f  0)  дефекты структуры.

  7. 1 - камера 2 - подложкодержатель 3 - нагреватель 4- термопара 5 - подлоложка 6 - кварцевый резонатор 7 - заслонки 8 - испаряемые вещества 9 - электронная пушка 10 - перегородка 11 - лодочка ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛЫ Методы исследований • Фотолюминесценция • Гальвано-магнитные измерения • SQUID- магнетометрия • Ферромагнитный резонанс • Электронная микроскопия • Рентгеновская дифракция • Нейтронная дифракция

  8. ЭПИТАКСИЯ ХАЛЬКОГЕНИДОВ РЗМ YbS-PbSe (f = 7.9 %) YbS-PbS (f = 4.8 %) YbSe-PbSe (f = 4.1 %)

  9. ДИСЛОКАЦИИ НЕСООТВЕТСТВИЯ YbSe-PbSe (f = 4.1 %) DДН = b/f f = (a1+a2)/a

  10. РЕНТГЕНОВСКАЯ ДИФРАКЦИЯ   2 2 на отражение на просвет

  11. EC A B A B A B EV A B ТИПЫ СВЕРХРЕШЕТОЧНЫХ НАНОСТРУКТУР 1.Одномерные (композиционные) сверхрешетки (f  0, h < hc ) 2.Двумерные (дислокационные) сверхрешетки (f > 2%, h > hc ) 3.Трехмерные (композиционно-дислокационные) сверхрешетки

  12. ВЗАИМОДИФФУЗИЯ В СР PbSe-PbS D = D0 exp(Ea/kT), X2 ~ 4Dt Для быстрой диффузии: D0 = 2.410-10 см2/с; Еа = 0.95 эВ. Для медленной диффузии: D0 = 5.310-4 см2/с; Еа = 1.78 эВ. D(523К) = 1.610-19 см2/сек, X = 0.48 нм (1 час при Т = 523 К)

  13. ВЗАИМОДИФФУЗИЯ В СР EuS-PbSe

  14. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СР = 1.06 мкм СР EuS-PbS/(111)BaF2 PbS/(001)KCl СР EuS-PbS/(001)KCl

  15. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТРЕХМЕРНЫХ СР PbSe-PbS

  16. РЕЗОНАНСНОЕ ТУННЕЛИРОВАНИЕ

  17. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ (СП) 2/kTc ~ 10

  18. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ СР

  19. МАГНИТНЫЕ СР Металлические СР

  20. ДИФРАКЦИЯ НЕЙТРОНОВ AFM-пик в магнитном поле

  21. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Использование многослойных пленок с несоответствием параметров решеток слоев в широких пределах позволяет не только существенно расширить круг возможных сверхрешеточных материалов, но и создавать одно- двух- и трехмерные сверхрешеточные наноструктуры с новыми уникальными свойствами.

More Related