Please use this identifier to cite or link to this item:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/340479| Title: | Эволюция структурных и оптических свойств нанокристаллов InSb в процессе ионнолучевого синтеза вблизи границы раздела Si/SiO2 |
| Other Titles: | Evolution of the Structural and Optical Properties of InSb Nanocrystals during the Ion-Beam Synthesis at the Si/SiO2 Interface / Tyschenko I., Gutakovskii A., Volodin V., Batalov R., Shvets P., Goikhman A., Vdovin V., Popov V. |
| Authors: | Тысченко, И. Е. Гутаковский, А. К. Володин, В. А. Баталов, Р. И. Швец, П. Гойхман, А. Вдовин, В. Попов, В. |
| Keywords: | ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика |
| Issue Date: | 2025 |
| Publisher: | Минск : БГУ |
| Citation: | Взаимодействие излучений с твердым телом : материалы 16-й Междунар. конф., Минск, Беларусь, 22-25 сент. 2025 г. / Белорус. гос. ун-т ; редкол.: В. В. Углов (гл. ред.) [и др.]. – Минск : БГУ, 2025. – С. 437-440. |
| Abstract: | Эволюция структурных и оптических свойств нанокристаллов InSb, формирующихся вблизи границы раздела Si/SiO2 структуры кремний-на-изоляторе в процессе ионно-лучевого синтеза, изучена в зависимости от температуры и времени отжига. Установлено, что зарождение нанокристалла InSb происходит в матрице кремния за счет диффузии из захороненного слоя SiO2 имплантированных атомов In в пленку кремния к преципитатам Sb, формирующимся в процессе сегрегации из пересыщенного раствора. Несмотря на то, что рассогласование решеток Si и InSb составляет 19%, в условиях ионно-лучевого синтеза достигаются условия, обеспечивающие совпадающие направления Si[110]//InSb[001] и Si[110]//InSb[-114] для межплоскостного согласования решеток. По мере роста нанокристалл InSb «выходит» из матрицы кремния на границу раздела Si/SiO2 с последующим прорастанием в SiO2. Край оптического поглощения в нанокристаллах сдвинут в область высоких энергий, по сравнению с объемным монокристаллом InSb, и составил 0.31 - 0.43 эВ, что свидетельствует о квантово-размерном эффекте. В спектрах фотолюминесценции наблюдалась полоса с максимумом ~430 нм, спектр возбуждения которой соответствовал переходам между уровнями кислородных вакансий в SiO2 |
| Abstract (in another language): | The InSb nanocrystal formation, as a function of the annealing time at a temperature of 900-1100 °C, was studied in the silicon-on-insulator structure containing the Sb+ - and In+ ion-implanted Si and SiO2 regions at the Si/SiO2 interface. RBS, STEM, HRTEM, EDX, Raman, emission (PL) and excitation (PLE) photoluminescence and FTIR techniques were employed to analyze the In and Sb atom profiles, the structural properties and the elemental composition of the nanoparticles, as well as the optical phonons and the optical bandgap of InSb nanocrystals. As the annealing temperature achieved 1000 °C, the In atom diffusion from the SiO2 layer to Sb precipitates, formed in the top Si layer during the Sb atom segregation to the Si/SiO2 interface, was established. Cooling the InSb alloy with its subsequent crystallization results in the growth of the hydrostatically stressed InSb nanocrystals in the Si matrix at the Si/SiO2 interface. Despite the fact that the mismatch of the Si and InSb lattices is 19%, coincident Si[110]//InSb[001] and Si[110]//InSb[-114] directions were established for the interplane matching of InSb and Si lattices. The effect of the nanocrystal structure on the optical phonon frequency was investigated. From the FTIR analysis, the optical bandgap 0.31-0.43 eV was obtained for the InSb nanocrystals. After the annealing at 1100 °C, the visible PL band peaked at ~430 nm was observed at RT. Its intensity increased, as the annealing time grew. The PL origin was associated with the oxygen deficiency centers formed at the InSb/SiO2 interface |
| Description: | Секция 4. Наноматериалы: формирование и свойства при воздействии излучений = Section 4. Nanomaterials: Formation and Properties under the Influence of Radiation |
| URI: | https://elib.bsu.by/handle/123456789/340479 |
| ISSN: | 2663-9939 (print) 2706-9060 (online) |
| Sponsorship: | Работа поддержана грантами РНФ №1972-30023, Правительства РФ №FZWM-2024-0011 и № FWGW-2025-0010. |
| Licence: | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Appears in Collections: | 2025. Взаимодействие излучений с твердым телом |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 437-440.pdf | 162,72 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.