LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Фізика. Астрономія → Адсорбційна чутливість напівпровідникових матеріалів групи А2В6, оксидів важких металів та поруватого кремнію з реальною поверхнею з кластерними структурами

Міністерство освіти України

Одеський державний університет ім. І. І. Мечникова








ВАШПАНОВ ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ




УДК 621.315. 592




АДСОРБЦІЙНА ЧУТЛИВІСТЬ НАПІВПРОВІДНИКОВИХ МАТЕРІАЛІВ ГРУПИ А2В6, ОКСИДІВ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ ТА ПОРУВАТОГО КРЕМНІЮ З РЕАЛЬНОЮ ПОВЕРХНЕЮ З КЛАСТЕРНИМИ СТРУКТУРАМИ







01.04.10 - Фізика напівпровідників та діелектриків





АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико- математичних наук










Одеса - 1999



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеському державному університеті

ім.І. І. Мечникова Міністерства освіти України



Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор Сминтина Валентин Андрійович, Одеський державний університет ім. І. І. Мечникова, ректор університету, завідуючий кафедрою експериментальної фізики



Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, професор, член-кор. НАН України Литовченко Володимир Григорович, Інститут фізики напівпровідників НАН України, керівник відділення "Фізика поверхні та мікроелектроніка";


доктор фізико-математичних наук, професор Ільченко Василь Васильович, Київський національний університет ім.Тараса Шевченка, професор;


доктор фізико-математичних наук, професор Курмашов Шаміль Джамашович, Одеський державний університет ім.І.І.Мечникова, завідуючий лабораторією.


Провідна установа: - Чернівецький державний університет ім. Юрія Федьковича, кафедра фізичної електроніки, Міністерство освіти України, м.Чернівці.


Захист відбудеться "10" вересня 1999 року о 14оо годині на засіданні спеціалізованої ради Д41.051.01 в Одеському державному університеті імені І.І.Мечникова (270026, Одеса, вул. Пастера, 27, велика фізична аудиторія).


З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Одеського університету, Одеса, вул. Преображенська, 24.



Автореферат розісланий "29"червня 1999 р.






Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О. П.Федчук




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Дослідження адсорбційних процесів на поверхні твердих матеріалів є одним з актуальних напрямків розвитку напівпровідникової мікроелектроніки. Про це свідчить значний обсяг публікацій та проведення окремих міжнародних конференцій у цій галузі фізики і техніки напівпровідників. Значення цієї проблеми визначається розвитком сучасного приладобудування, однією із основних задач якого є створення напівпровідникових мікроелектронних сенсорів газів. Розв'язання цієї задачі потребує глибокого вивчення фізико-хімічних процесів на поверхні напівпроводніків, фізичних механізмів адсорбційної чутливості, природи центрів адсорбції.

Сучасні квантовохімічні теорії електронно-молекулярних процесів і класична електронна теорія не дозволяють чітко прогнозувати електронні та адсорбційні властивості твердих тіл. Це пов'язано з тим, що фізичні властивості поверхні твердих тіл недостатньо визначені. У зв'язку з цим актуальними є дослідження фізичних механізмів адсорбційної чутливості твердих тіл. Необхідно зазначити, що в літературі не існує чіткого підходу до визначення поняття адсорбційної чутливості напівпровідникових матеріалів, без якого неможливо однозначно і математично точно визначати адсорбційні властивості різноманітних матеріалів і порівнювати дані, одержані в різних умовах.

Актуальними є дослідження напівпровідникових матеріалів із значною питомою поверхнею (тонкі шари, пористі матеріали, кластерні структури). Фізичні властивості цих структур визначаються переважно параметрами їх поверхні. Формування дрібнодисперсійних кластерів призводить до квантоворозмірних ефектів. Адсорбційна чутливість таких структур практично не досліджувалась.

Утворення кластерів різноманітних конфігурацій на поверхні твердих тіл внаслідок легування їх поверхні та іонної імплантації атомами важких металів приводить до суттєвого їх впливу на електронні та адсорбційні властивості тонких шарів напівпровідників. Різні форми, розміри та фізико-хімічні властивості кластерів визначають широкий спектр параметрів таких структур.

Дослідження в галузі адсорбційної чутливості напівпровідників мають також практичне значення для розробки технології газових сенсорів нового покоління. Нині актуальною є розробка фізичних моделей електронних та адсорбційних властивостей високочутливих, селективних і стабільних сенсорів.

Окреме місце займають селективні якості сенсорів. Пошук напівпровідникових матеріалів та легуючих домішок для створення сенсорів потребує розширення обсягу експериментальних досліджень. Для оптимізації цього процесу необхідна розробка фізичних моделей газочутливих властивостей, залежності їх від параметрів системи напівпровідник- адсорбат, оскільки розглянути експериментально всі можливі комбінації матеріалів, легуючих домішок та газів взагалі неможливо.

Важливе практичне значення мають також дослідження, які пов'язані з підвищенням метрологічних характеристик сенсорів за рахунок комп'ютерної обробки сигналів. У зв'язку з бурхливим розвитком інформаційних технологій урахування впливу декількох компонент середовища, що аналізується на основі досліджень адсорбційної чутливості напівпровідників, з'являються нові можливості для розв'язання названих вище проблем.

З'ясування фізичних властивостей і механізмів адсорбційної чутливості напівпровідникових структур з нанорозмірними кластерами є новим напрямком у розвитку сучасної наноелектроніки.

Зв'язок роботи з науковими програмами і темами. Робота відповідає основним науковим напрямам діяльності науково- дослідної лабораторії №3, кафедри експериментальної фізики ОДУ. Дослідження у даному напрямку проводились у рамках госпрозрахункових та бюджетних тем Одеського університету. Бюджетні теми виконувались за розпорядженням міністерства освіти України і ДКНТ України.

1. №217 "Разработка технологии изготовления датчиков концентрации кислорода, двуокиси серы и сероводорода".

2. №603 "Разработка полупроводниковых пленочных чувствительных элементов и исследование возможности создания газоанализатора на их основе".

3. №217 "Разработка полупроводниковых измерительных приборов на кислород в интегральном исполнении";

4. №998 "Исследование физико- химических процессов в пористом кремние при взаимодействии с газами";

5. №348 Міносвіти України "Дослідження фізико- хімічних процесів в пористих напівпровідникових структурах функційних елементів інтегральних мікроелектроних систем";

6.