Электронно-микроскопические исследования гетероэпитаксиальных наноструктур солнечных элементов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Решетневские Чтения

Данная модель основана на теории диэлектрического отклика, в которой предполагается, что все свойства твердого тела, отвечающие за его взаимодействие с внешними электронами, описываются диэлектрической функцией данного твердого тела. Программа позволяет проводить исследование зависимости сечений неупругого рассеяния в слоистых материалах от толщины пленки, толщины промежуточного слоя, энергии первичных электронов и от вида материалов пленки и подложки.

Проведено компьютерное моделирование потерь энергии электронов в слоистых трехслойных структурах Fe/интерфейс/Si (пленка железа, промежуточный слой Fe-Si, подложка из кремния).

Изучено влияние распределения элементов пленки и подложки в промежуточном слое, присутствия островков и толщины промежуточного слоя на потери энергии электронов в трехслойных структурах, а также влияние островков на интегральное сечение неупругого рассеяния электронов при неупругом рассеянии отраженных электронов в этих структурах.

Библиографический список

1. Van de Kruijs, R. W. E. / R. W. E. Van de Kruijs et al. // Phys. Rev. B. 2002. Vol. 65.

2. Yubero, F. / F. Yubero, S. Tougaard // Phys. Rev. B. 1992. Vol. 46. № 4. P. 2486.

S. A. Kuschenkov, A. S. Parshin, G. A. Alexandrova Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

COMPUTER MODELING OF INELASTIC SCATTERING CROSS SECTION OF ELECTRONS IN THREE LAYERED STRUCTURES TYPE «FILM - INTERFACE - SUBTRACT»

The possibilities of a computer program made for modeling of inelastic scattering cross section of electrons in three layered structures type «film - interface - subtract» are presented briefly in this work. Influence of film and subtract elements distribution in interface and a type of film growth on energy losses for structure Fe/Fe-Si/Si is studied.

© Кущенков С. А., Паршин А. С., Александрова Г. А., 2009

УДК 620.187

Ю. Ю. Логинов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

А. В. Мозжерин

Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫХ

НАНОСТРУКТУР СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

С помощью высокоразрешающей электронной микроскопии исследованы гетероструктуры (001}Сёх2п1-хТе:СёТе/Сёу2п1-уТе, выращенные методом электронно-лучевой эпитаксии на подложках (ООЦваАз.

Основной задачей выращивания гетероэпитак-сиальных наноструктур является получение качественных материалов, пригодных для изготовления приборов. Коммерческое применение часто сдерживается из-за наличия в эпитаксиальных слоях структурных дефектов, для понимания процессов образования которых и их контроля необходимо изучать закономерности и механизмы де-фектообразования на гетерогранице и в растущем эпитаксиальном слое.

Гетероструктуры (Cd, Zn)Te часто используют в качестве буферных слоев, снижающих плотность прорастающих дислокаций в эпитаксиаль-

ную пленку. Кроме того, сверхструктуры CdTe//ZnTe обладают интересными оптоэлек-тронными свойствами, а (Cd, Zn)Te может быть использован для создания новых р-г-п ZnTe/(Cd, Zn)Te/CdS-структур солнечных элементов.

Методом высокоразрешающей электронной микроскопии исследовано формирование структурных дефектов в гетероэпитаксиальной сверхструктуре Cd0)92Zn0)08Te:CdTe, состоящей из 50 слоев Cd0)92Zn0)08Te:CdTe = 21 нм : 19 нм и выращенной методом молекулярно-лучевой эпитаксии на буферном слое Cd0.96Zn0.04Te, который, в свою очередь, был выращен на подложке (100}0аЛ8.

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

Исследования проводили на электронном микроскопе JEOL 2100. Образцы утончали для ЭМ-ис-следований методом травления ионами аргона с энергией 6 кэВ на установке Gatan Precision Ion Polishing System. Предварительно с помощью установки Gatan Dimple Grinder осуществлялось прецизионное механическое утончение центральной части образца диаметром 3 мм до толщины порядка 30 мкм.

Установлено, что сверхструктура содержит большое число прорастающих в эпитаксиальный слой дислокаций и наклонных под углом 55 к поверхности гетерограницы микродвойников, лежащих в плоскостях {111}. Использование в качестве буферного слоя С^^падДе позволяет уменьшить плотность структурных дефектов в сверхструктуре С^922п0)08Те:С^е.

Yu. Yu. Loginov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

A. V. Mozzherin Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

ELECTRON MICROSCOPY STUDY OF SOLAR CELLS HETEROEPITAXIAL NANOSTRUCTURES

Epitaxial {001}CdxZn1-xTe:CdTe/CdyZn1-yTe heterostructures grown by molecular beam epitaxy on the (001}GaAs substrate using high-resolution electron microscopy were investigated.

© Логинов Ю. Ю., Мозжерин А. В., 2009

УДК 535.4

С. А. Лященко, О. П. Вайтузин, Г. А. Александрова, Е. П. Березицкая Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

С. Н. Варнаков

Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск

МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ ПРИ ЭЛЕМЕНТНО-ГРАДИЕНТНОМ СКАНИРОВАНИИ ПОВЕРХНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ С ЭПИТАКСИАЛЬНЫМ СЛОЕМ ЖЕЛЕЗА*

При исследовании методом спектральной эллипсометрии подложки 81(100) с пленкой Ев обнаружено, что для данной системы нельзя применять стандартную оптическую модель тонких однородных пленок с резкими границами раздела. Показана целесообразность разработки алгоритма для градиентного сканирования поверхности объекта исследования и реализации данного алгоритма в программном пакете.

Создание тонких эпитаксиальных пленок металла, диэлектрика или полупроводника с минимальным числом дефектов на кремниевой подложке - это путь к созданию электронных элементов с высокими эксплуатационными характеристиками, такими как малое время задержки элементов интегральных схем, высокий КПД солнечных батарей, однородность электрических изоляторов и защитных покрытий.

После нанесения пленочных структур в вакууме необходимо определять как качество самой поверх-

ности, так и характеристики получаемых структур, в том числе толщину, структуру, концентрацию отдельных компонент в слое. Существуют многочисленные методы определения свойств поверхностных структур [1], например, оптические методы основаны на исследовании коэффициентов отражения и экстинкции, фазовых сдвигов, вносимых присутствием пленки, угловых зависимостей этих сдвигов и т. п. Одним из таких методов, активно развивающимся в последние годы, является метод спектральной эллипсометрии [2].

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 07-03-00320), АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» (код проекта РНП.2.1.1.4399), программы ОФН РАН № 4, программы Президиума РАН № 27, интеграционного проекта СО РАН - ДВО РАН № 22 и федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».