Разработка и изготовление композиционных магнитных мультислойных наноструктур на основе пористых сред для создания новых элементов обработки информации. ГПНИ «Функциональные и композиционные материалы, наноматериалы», подпрограмма «Наноматериалы и нанотехнологии», задание 2.4.10 : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель А. В. Мазаник

Abstract

Объектом исследования являлись темплаты пористый кремний/кремний (ПК/с-Si) и наноструктуры Ni/ПК/с-Si, в которых поры были заполнены наночастицами никеля. Предметом исследования являлись структура и электрофизические свойства образцов ПК/с-Si и Ni/ПК/с-Si с разными размерными характеристиками пор в слое ПК и различной степенью заполнения пор кластерами никеля. Цель работы заключалась в исследовании взаимосвязи между структурой темплата (включая размерные характеристики пор и межпоровых стенок в слое ПК), плотностью заполнения пор ПК кластерами никеля и электрофизическими характеристиками наногетероструктур ПК/с-Si и Ni/ПК/с-Si. В результате проведенных исследований показано, что в окрестности пор как приповерхностная часть ПК, так и слой ПК вблизи кремниевой подложки практически aморфизованы и имеют дефицит кремния, что может свидетельствовать об окислении пор вблизи лицевой и тыльной (около дна пор на их границе с кремниевой подложкой) поверхностях слоя ПК. В результате, осаждение никеля начинается с некоторой глубины (1–2 мкм) и практически завершается на глубинах 7–9 мкм, что также подтверждает наличие более высокоомных областей у дна пор (вблизи кремниевой подложки) и в приповерхностном слое ПК. Одновременно с осаждением никеля в поры ПК отмечено формирование преципитатов силицида Ni2Si. Кривые зависимостей удельного электросопротивления от температуры (Т) в области температур выше 200 К для незаполненных никелем слоев ПК имеют вид, типичный для легированных или сильно дефектных (аморфизованных) полупроводников с постоянной энергией активации. В незаполненных никелем слоях ПК с низкой пористостью наблюдается нарушение монотонности кривых (Т) в окрестности температур 90–110 К. Введение никеля в поры слоев ПК в целом вызывает снижение удельного сопротивления наногетероструктур Ni/ПК/с-Si с увеличением размера пор во всем изученном диапазоне температур и сопровождается резким снижением энергии активации проводимости при температурах выше 200 К. Ниже 200 К структуры характеризуются переменной энергией активации проводимости.