Энергетический спектр электронов и особенности оптического поглощения одномерных и двумерных SiO2-структур с дефектами замещения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Нгуен Тхи Ша

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР ЭЛЕКТРОНОВ И ОСОБЕННОСТИ ОПТИЧЕСКОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ОДНОМЕРНЫХ И ДВУМЕРНЫХ вЮг-СТГУКТУР С ДЕФЕКТАМИ

ЗАМЕЩЕНИЯ

01.04.04 - Физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

8 АПР 2015

005567137

Волгоград-2015

005567137

Работа выполнена на кафедре «Физика» в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет» Министерства образования и науки РФ.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Литинский Аркадий Овсеевич.

Официальные оппоненты:

Белоненко Михаил Борисович, доктор физико-

математических наук, профессор,

НОУ ВПО «Волгоградский институт бизнеса»,

кафедра учетных и математических дисциплин,

профессор;

Кухарь Егор Иванович, кандидат физико-математических наук,

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный социально-педагогический университет», кафедра общей физики, доцент.

Ведущая организация

ФГАОУ ВПО «Волгоградский государственный университет», г. Волгоград.

Защита диссертации состоится «11» июня 2015 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 212.028.05, созданного на базе Волгоградского государственного технического университета, по адресу: 400005, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте www.vstu.ru Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «ЗЦ» марта 2015 г.

Ученый секретарь , /

диссертационного совета ^ ['¡^ АвДеюк Оксана Алексеевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы работы. Диоксид кремния является ключевым материалом элементов опта-, микро- и наноэлектронных приборов таких, как «металл-диэлектрик-полупроводник»-транзисторы, солнечные батареи, лазеры и др., благодаря исключительным свойствам (низкая проводимость, высокая прозрачность в широком спектральном диапазоне (в видимой, в ультрафиолетовой и в вакуумной ультрафиолетовой областях), низкие производственные затраты). К настоящему времени электронная структура и энергетический спектр, отвечающие объемной структуре Si02, достаточно хорошо изучены [15], тем не менее, развитие современной электронной техники нуждается в конструировании низкоразмерных (одномерных и двумерных) структур на основе диоксида кремния. Эти структуры являются перспективными материалами для опто-, микро- и наноэлектроники благодаря появлению новых физических эффектов, которые не свойственны объемной фазе. Более того, энергетические спектры электронов можно видоизменять путем введения в их структуру дефектов, например, дефектов замещения. Преднамеренное введение примесей может осуществляться с целью получения материалов с требуемыми свойствами. Целенаправленное исследование электронной структуры материалов позволяет понять и объяснить электронные процессы, имеющие место в соответствующих приборах.

Для низкоразмерных 8Ю2-структур эффективным исследовательским инструментом является вычислительное моделирование. Это связано, с одной стороны, со сложностью и дороговизной конструирования приборов с определенными заданными требованиями. С другой стороны, это связано с проблемой интерпретации полученных в опытах данных об исследуемом объекте. Следует заметить, что расчетные схемы на основе теории функционала плотности являются одним из мощнейших инструментов для расчета различных наноразмерных структур. Все это указывает на то, что моделирование и кзантовомеханический расчет электронного строения, энергетического спектра и спектра оптического поглощения одномерных и двумерных диэлектрических структур на основе диоксида кремния представляется важной и актуальной задачей физической электроники.

Степень разработанности темы исследования. К настоящему времени выполнено достаточно большое количество экспериментальных и теоретических работ, посвященных исследованию электронно-энергетических и оптических характеристик одномерных и двумерных структур на основе диоксида кремния. Дзумерные (пленочные) 8Ю2-структуры можно получить разными методами (термическое окисление кремния, электронно-лучевое испарение, магнетронное распыление и др.) [С. В. Антоненко, 2008]. К настоящему времени удалось получить пленки Si02 толщиной = 0.3 нм, что сопоставимо с толщиной однослойных Si02-структур. Электронная структура одномерных и двумерных SЮг-структур изучена в [В. И. Артюхов, Л. А. Чернозатонский, 2010] с применением компьютерного моделирования. Авторы [А. И. Казимиров, Ю. В. Сахаров, П. Е. Троян, 2010] экспериментально установили ширины запрещенных зон наноразмерных пленок Si02 (= 4.5^6.2 эВ). Точечные дефекты в Si02 бывают собственные и примесные. Собственные дефекты многократно и достаточно полно изучены. Исследования, касающиеся примесных дефектов, встречаются в ряде работ. Примесные атомы

вводятся в SЮг-структуры различными методами (метод электродиффузии, метод осаждения из газовой фазы, золь-гель метод и др.) [М. Epifani, С. Giannini, L. Tapfer, L. Vasanelli (2004), Т.Н. Данилина, В.А.Кагадей, E.B. Анищенко (2011), М. А. Hamzah, М.А. Ашееп, F.M. Mutar, Н.М. Yaseen (2014)]. При наличии примесных центров электрические и оптические свойства материалов существенно изменяются. Влияние примесных ионов N+ с различными концентрациями в слое ЭЮг толщиной 300 нм на электрофизические свойства структур типа «кремний-изолятор» исследовано в [И.Е.Тысченко, В.ПЛопов, 2011]. В [Г.А.Качурин, Л.Реболе, В. Скорупа, P.A. Янков, И.Е. Тысченко, X. Фреб, Т. Беме, К. Лео, 1998] показано, что в пленке Si02 атомы Ge и Si являются центрами люминесценции в синей и оранжевой областях спектра. В [Т. Zhang, I. Perez-Wurfl, В. Berghofl, S.Suckow, G. Conibeer, 2011] было установлено, что для наноразмерных пленок Si02, легированных атомами фосфора и бора при низких мощностях источника тока, граница поглощения расположена в пределах области энергий поглощаемых фотонов to ~ 4.6+5.5 эВ и ~ 4.7+5.1 эВ соответственно. Настоящее состояние исследования влияния дефектов замещения на электрические и оптические свойства одномерных и двумерных Si02-CTpyKTyp оказывается неполным, и во многих случаях требуется интерпретация выделенных особенностей. Это показывает необходимость дальнейшего исследования энергетического спектра электронов и особенностей оптического поглощения одномерных и двумерных SЮз-структур с дефектами замещения.

Целью работы является путем моделирования и квантовомеханического расчета выявление особенностей электронно-энергетических и оптических характеристик: одномерных Si02-cipyKTyp с дефектами замещения групп [-0-Si(0H)2-] на группы [-О-ДОНЫ (Х- атомы IV группы) или [-0-Z(0H)-] (Z - атомы III группы); конечнослойных идеальных наноразмерных Si02-CTpyKTyp; однослойных двумерных SЮг-структур с поверхностными функциональными группами и с дефектами замещения различного типа: изовалентного замещения атомов кремния атомами IV группы, замещения силанольных групп электронодонорными и электроноакцепторными атомами.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- Разработка модели полигидроксисилоксановых цепочек как идеальных, так и с дефектами замещения и при их взаимодействии с электронодонорными контактами.

- Разработка модели конечнослойных идеальных наноразмерных SiC>2-структур.

- Разработка модели однослойных двумерных SЮг-структур с различными поверхностными функциональными группами и с дефектами замещения различного типа с различными концентрациями.

- Расчет, анализ и выявление особенностей электронно-энергетического спектра и спектра оптического поглощения указанных систем с помощью расчетных процедур на основе теории функционала плотности.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые:

- Предложены модели полигидроксисилоксановых цепочек с дефектами замещения и при их взаимодействии с электронодонорными контактами.

- Установлено, что ширина запрещенной зоны конечнослойных 8Ю2-структур толщиной менее 2.0 нм составляет = 5.8^6.3 эВ, что показывает возможность применения этих структур в качестве диэлектрических ультратонких пленок.

- Показано, что энергетические и оптические характеристики однослойных двумерных 8 Ю^-структур существенно зависят от типа поверхностных функциональных групп. В случае поверхностных групп, содержащих кратные связи, в спектре оптического поглощения появляются полосы поглощения в видимом диапазоне.

- Показано, что при введении дефектов замещения имеет место искажение энергетических зон и кривых оптического поглощения в зависимости от концентрации дефектов.

- Установлено, что дефект изовалентного замещения атомов кремния атомами IV группы приводит к появлению в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, состояний, обусловленных орбиталями атомов-заместителей.

- Установлено, что дефект замещения силанольных групп атомами Ш группы приводит к генерации в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, высокоэнергетических состояний акцепторного типа, а в случае замещения силанольных групп атомами V группы - состояний как акцепторного, так и донорного типа. С этим связано появление в спектре оптического поглощения дополнительных полос в области пропускания, отвечающей бездефектной структуре.

Научная и практическая ценность работы.

Результаты изучения влияния дефектов на электронно-энергетические и оптические характеристики одномерных и двумерных 8Ю2-стуктур имеют важное значение для прогнозирования свойств материалов, применяемых в электронных устройствах на основе исследуемых структур, и для объяснения электронных процессов, имеющих место в соответствующих опта-, микро- и наноэлектронных устройствах.

Результаты исследования зависимости ширины запрещенной зоны, положения энергетических уровней, отвечающих донорным и акцепторным состояниям, обусловленных введением дефектов замещения, и уровня химического потенциала от количества слоев и природы заместителей и их концентрации могут быть использованы для целенаправленного поиска наноразмерных материалов электронной техники с требуемыми электрофизическими характеристиками.

Объекты н методы исследования.

В качестве объектов исследования выбраны:

а) полигидроксисилоксановые цепочки как идеального строения, так и с дефектами замещения групп [-0-31(0Н)2-] на группы [-0-Д0Н)2-] (1= ве, Бп, "Л, гг, НО или [-О-ДОНН {2 = В, А1, ва, Бс, У);

б) конечнослойные бездефектные наноразмерные 8Ю2-структуры;

в) однослойные двумерные 8Ю2-структуры с различными поверхностными функциональными группами (-ОН, ~СН3, -ИН2, -Ж>2, -СНО, -СООН);

г) однослойные двумерные ЭЮг-структуры с дефектами замещения различного типа: изовалентного замещения атомов кремния атомами IV грыппы (бе, вп, Тц Хх),

б

замещения силанольных групп атомами V группы (Ы, Р, Аб) и атомами III группы CB.Al.Ga).

Для исследования электронно-энергетических характеристик и особенностей оптического поглощения применены современные расчетные схемы на основе теории функционала плотности с учетом оптимизации геометрии изучаемых систем. На основе рассчитанных энергетических спектров электронов и спектров оптического поглощения проанализированы электронно-энергетические и оптические характеристики и установлены их особенности для одномерных и двумерных БЮг-структур с указанными структурными модификациями.

Положения, выносимые на защиту:

1. Ширина запрещенной зоны бездефектной полигидроксисилоксановой цепочки составляет ~ 5.8 эВ, что свидетельствует о диэлектрическом характере исследуемой структуры. Замещение групп [-0-51(0Н)2-] на группы [-0-Д0Н)2-] (X = йе, Эп, И, Ъх, Щ приводит к уменьшению ширины запрещенной зоны, а на группы [-О-2(0НН = В, А1, Оа, 8с, У) - к появлению в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной цепочке, высокоэнергетических акцепторных состояний, которые играют роль «электронных ловушек» при контакте с электронодонорными центрами.

2. Ширина запрещенной зоны конечнослойных наноразмерных 8Ю2-структур уменьшается при увеличении их толщины и составляет ~ 5.8+6.3 эВ, что показывает возможность применения этих структур в качестве диэлектрических ультратонких пленок.

3. Ширину запрещенной зоны однослойных двумерных 8Ю2-структур можно варьировать с использованием различных поверхностных функциональных групп и путем изменения их концентрации. В случае поверхностных групп, содержащих кратные связи, в спектре оптического поглощения появляются в видимом диапазоне полосы поглощения, соответствующие я-* л' переходам электронов кратных связей.

4. Дефект замещения приводит к искажению энергетических зон. При изовалентном замещении атомов кремния атомами "П, ве, Ъх, Бп: ширина запрещенной зоны существенно уменьшается; в спектре оптического поглощения появляются дополнительные полосы в области более длинных волн, причем этот эффект более отчетливо проявляется с ростом концентрации дефекта.

5. При замещении поверхностных силанольных групп атомами В, А1, йа в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, появляются высокоэнергетические акцепторные состояния, способные взаимодействовать с контактами, имеющими поверхностные атомы с неподеленными парами электронов.

6. Введение дефектов замещения поверхностных силанольных групп атомами N. Р, Аз приводит к появлению в области запрещенных энергий состояний как донорного, так и акцепторного типа, переход электронов между которыми обусловливает появление в области пропускания, отвечающей бездефектной структуре, дополнительных полос поглощения.

Достоверность результатов обеспечивается применением вычислительных схем высокого уровня (широко апробированных ранее в задачах физики многоатомных систем), а также хорошим согласием части полученных результатов с

теоретическими и экспериментальными данными и выводами других исследователей.

Апробация результатов. Результаты исследования докладывались на юбилейном смотре-конкурсе научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ (Волгоград, 2010 г., 2011г.), на Третьей всероссийской научно-технической конференции «Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области» (Волгоград, 2011 г.), на всероссийских научных конференциях студентов- физиков и молодых ученых ВНКСФ-16, 18, 20 (2010 г, 2012 г., 2014 г.), на XVIII региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2013 г.), на международных семинарах по физико-математическому моделированию систем (Воронеж, 2014 г.).

Публикации. Основные научные результаты опубликованы в следующих рецензируемых журналах: «Наукоёмкие технологии», «Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques», "Известия ВолгГТУ. Серия «Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь»". Всего - 14 печатных работ, из них 5 статьей в рецензируемых журналах из списка ВАК [1-5], 3 статьи в сборниках материалов конференций и семинаров [6-8] и 6 тезисов докладов [9-14].

Соответствие паспорту научной специальности. Область выполненных исследований соответствует паспорту специальности 01.04.04 - «Физическая электроника», а именно пункту 1 - «Эмиссионная электроника, включая процессы на поверхности, определяющие явления эмиссии, эмиссионную спектроскопию и все виды эмиссии заряженных частиц» и пункту 4 - «Физические явления в твердотельных микро- и наноструктурах, молекулярных структурах и кластерах; проводящих, полупроводниковых и тонких диэлектрических пленках и покрытиях».

Личный вклад автора заключается в том, что им а) построены модели одномерных и двумерных ЗЮ2-структур как идеальных, так и с дефектами замещения; б) проведены расчеты электронно-энергетических и оптических характеристик исследованных структур [1-14]; в) совместно с научным руководителем сформулированы задачи исследования и проанализированы результаты вычислительного моделирования. Основные положения диссертации опубликованы в соавторстве с научным руководителем.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы. Работа изложена на 120 страницах, включая 40 рисунков и 6 таблиц. Список цитированной литературы содержит 111 ссылок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, определяется степень ее разработанности, определены цели и задачи диссертационной работы, объекты и методы исследования, показана научная новизна, научная и практическая ценность полученных результатов, сформулированы научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе обсуждены различные вычислительные процедуры, используемые в теории электронно-энергетического строения многоатомных (включая кристаллические) систем и подробно описан используемый в данной

роботе подход на основе теории функционала плотности. Проведен обзор научных публикаций, посвященный существующим теоретическим и экспериментальным исследованиям модификаций Si02, в том числе низкоразмерных Si02-CTpyKTyp, и проведен сравнительный анализ обменно-корреляционных потенциалов на примере расчета однослойных двумерных гидроксисилоксановых структур. Описываются особенности структуры исследуемых объектов, влияние точечных дефектов на электрофизические и оптические свойства Si02. Сравнительный анализ обменно-корреляционных потенциалов позволил сделать заключение об обоснованности выбранных расчетных параметров к исследованию одномерных и двумерных Si02-структур.

Во второй главе изучены электронно-энергетические характеристики полигидроксисилоксановых (ПГС) цепочек в двух моделях: модели молекулярного кластера и модели с циклическими граничными условиями (рисунок 1). Длины связей и валентные углы выбраны такими же, как в соответствующих родственных структурах [16].

В модели молекулярного кластера к расчету применена вычислительная схема на основе теории функционала плотности с трёхпараметрическим гибридным обменно-корреляционным функционалом B3LYP в базисе типа STO-3G (программный пакет GAMESS). В качестве объектов исследования выбраны одномерные ПГС-цепочки с замыканием концевых атомов кислорода (рисунок 1а) как идеального строения, так и с дефектами замещения центральных силандиольных групп -[Si(OH)2]- на группы -Z(OH)- (Z = В, Al, Ga, In). Сравнение полученных результатов с экспериментальными данными показывает, что модель молекулярного кластера позволяет качественно правильно описать электронно-энергетический спектр ПГС-цепочек как идеальных, так и с введенными дефектами. В рамках этой модели также изучено взаимодействие дефектных центров с электронодонорными

контактами. Расчет показал, что при этом взаимодействии имеет место перенос электронной плотности с элекгронодонорной группы в «электронную ловушку», обусловленную вакантными орбиталями атомов дефекта, причем величина переноса составляет ~ 0.02+ 0.03 е.

Для описания одномерных структур, более приближенных к реальным, нами применена также модель с циклическими граничными условиями.

Расчеты проведены по схеме теории функционала плотности, обобщенной на случай периодических структур (программный пакет SIESTA) с обменно-корреляционным потенциалом, включающим как локальные, так и градиентные по электронной плотности члены (параметризация Пердью, Бурке и Эрнзерхофа) в валентном базисе

(а)

(6)

Рисунок 1 - Структура полигидроксисилоксановой цепочки а) в модели молекулярного кластера (выделена скландиольная группа) и б) в модели с циклическими граничными условиями

двухэкспонентных орбиталей с учетом влияния остовных электронов путем введения псевдопотенциала Труллье-Мартинса в форме Клейнмана-Баландера Объектом исследования была линейная ПГС-цепочка с циклическими граничными условиями (рисунок 16) как идеального строения («бездефектная»), так и с регулярно повторяющимися дефектами замещения элементарного звена [-0-81(0Н)2-] на «дефектные» звенья типа а) [-0-ДГ(0Н)2-] (Х - атомы IV группы (Ое, Бп; Тл, Ът, ЬЙ) (изовалентное замещение)); б) [-ОДОН)-] (Z - атомы III группы (В, А1, ва, 8с, У) (валентность атомов Ъ на единицу меньше, чем у соответствующего атома 81 основной цепочки)) (гетеровалентное замещение). Рассмотрены следующие концентрации т дефектных звеньев: 1/8, 1/4, 1/3, \12(т = I N¡¡/1V, N¡1 - число дефектных звеньев, приходящихся на N звеньев основной цепочки). |На рисунке 2 представлены рассчитанные плотности одноэлектронных состояний т](а) для указанных ПГС-цепочек.

| Рисунок 2 - Плотности состояний полигидроксисилоксановой цепочки бездефектной (а, I - вклад ) орбиталей атомов БО, с дефектами замещения типа [-0-81(0Н)2-] —»[-0-А1(0Н)~] (б, 2 - вклад орбиталей атомов А1) и типа [-0-81(0Н)2-] —» [-0-"П(0Н)2-] (в, 3 - вклад орбиталей атомов П) с

концентрацией дефекта т = 1/2

I Для бездефектной ПГС-цепочки получена ширина запрещенной зоны |Аег ~ 5.76 эВ, что свидетельствует о диэлектрическом характере исследуемых ¡структур. Дефект замещения приводит к искажению энергетических зон.

Кроме этого, в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной цепочке, появляются примесные состояния, примыкающие к нижней границе зоны {проводимости, преимущественный вклад в которые вносят орбитали атомов дефекта, степень проникновения (со стороны нижней границы зоны проводимости) ¡которых внутрь области запрещенных энергий увеличивается с ростом 'концентрации дефекта, причем для каждой концентрации степень проникновения возрастает в ряду Щ Тх, Ое, Тл, 8п. Это приводит к существенному уменьшению ¡ширины запрещенной зоны.

При гетеровалентном замещении в области запрещенных энергий появляются высокоэнергетические акцепторные состояния, обусловленные вакантными ¡орбиталями атомов дефекта. В случае Оа-замещения эти состояния отвечают '«центральной части» области запрещенных энергий; в остальных случаях - верхней части области запрещенных энергий. При фиксированной концентрации дефекта

глубина проникновения (отсчет от нижней границы зоны вакантных состояний) акцепторных состояний увеличивается в ряду В, Y, Se, Al, Ga.

В третьей главе приведены результаты исследования спектра одноэлектронных состояний и спектра оптического поглощения конечнослойных наноразмерных гидроксисилоксановых (ГС) структур на основе диоксида кремния (рисунок 3), и также объемной фазы Si02. Толщина конечнослойных структур составляет я 0.5+1.9 нм. Применена расчетная схема теории функционала плотности, обобщенная. на случай систем с трансляционной симметрией (программный пакет SIESTA) с обменно-корреляционным потенциалом РВЕ в валентном базисе двухэкспонентных орбиталей с учетом влияния остовных электронов путем введения псевдопотенциала Труллье-Мартинса-Клейнмана-Баландера.

в)

Рисунок 3 - Гидроксисилоксановые структуры: а) элемент однослойной двумерной структуры в виде элементарной ячейки, содержащей 3x3 = 9 примитивных ячеек, атомы и поверхностные ОН-группы одной из которых пронумерованы числами 1+7 (й, t2- основные вектора трансляции примитивной ячейки); б>- то же самое, но для двухслойных структур; в) - зона Бриллюэна двумерной гексагональной структуры

Оптимизированные геометрические параметры конечнослойных ГС-структур соответствуют средним экспериментальным значениям этих величин в родственных как кристаллических, так и низкомолекулярных структурах [16].

Полученные для конечнослойных структур дисперсионные кривые е(к), плотности электронных состояний т|(е) и зависимости мнимой части диэлектрической проницаемости е" от энергии поглощаемых фотонов Ьсо представлены на рисунке 4.

* б)

Е,ЭВ

0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00

0 -5 -10 -15 -20 -25

е,зВ

> 0.25

0.20

0.15

Г 0.10

0.05

-Зг 0.00

Е' fu

i

МГ КМ0 2 4 6 к г|, отн. ед.

8 12 16йш,эВ

МГ KM0 4 8 12 к Г(, отн. ед.

12 16 Ью.эВ

Рисунок 4 - Дисперсионные кривые е(к), плотности одноэлектронных состояний г)(б) (пунктиром отмечено положение уровня химического потенциала ц) и спектры оптического поглощения е"(Ьсо): а) для однослойной структуры (п = 1); б) для двухслойной структуры (п = 2)

На рисунке 5 показаны зависимости положения уровня химического потенциала ц и ширины запрещенной зоны Aeg от числа слоев п конечнослойных

Увеличение числа слоев ГС-структур приводит к следующим изменениям:

- Ширина запрещенной зоны Aeg конечнослойных ГС-структур при увеличении числа слоев (от п = 1 до п = 4) уменьшается в пределах ~ 6.3 + 5.8 эВ. Эти значения входят в диапазон ширин запрещенных зон наноразмерных пленок Si02 (4.5+6.2 эВ) [17]. Для объемной фазы Si02 величина Aeg = 5.8 эВ, отличающаяся от экспериментальных данных для различных объемных модификаций Si02, для которых Aeg ~ 8+9 эВ. Это расхождение объясняется чувствительностью Aeg к параметрам структуры и недооценкой этой величины расчетами на основе теории функционала плотности вследствие «эффектов самодействия», приводящих к смещению энергий вакантных состояний в область меньших энергий.

- Уровень химического потенциала ц также смещается в область более низких энергий от ~ -1.9 эВ

(и = 1) ДО ~ -2.2 эВ (и = 4), а для объемного Si02 р = -2.75 эВ.

Что касается оптических характеристик исследуемых структур, то расчет мнимой части диэлектрической проницаемости показывает, что граница | поглощения для конечнослойных ГС-структур находится в ультрафиолетовом диапазоне и смещается при увеличении числа слоев в область меньших энергий поглощаемых фотонов от Ы ~ 6.3 эВ (я = 1) до ñco ~ 6.0 эВ (п = 4). Для объемного Si02 граница поглощения также находится в ультрафиолетовом диапазоне (~ 5.8 эВ).

~ В четвёртой главе приведены расчеты электронно-энергетических ! характеристик и мнимой части диэлектрической проницаемости однослойных двумерных силоксановых (ДС) структур с различными поверхностными функциональными группами А = ОН, СН3, NH2, N02, СНО, СООН (рисунок 3, поверхностные группы А замещают группы -ОН). Длины связей и валентные углы оптимизировались. Рассмотрены следующие степени замещения т ОН-групп в ОН-ДС структуре на функциональные группы А = СН3, NH2, N02, СНО, СООН: т = 1,3, 6, 9 {т - число дефектных примитивных ячеек, приходящихся на одну

элементарную ячейку).

Для расчета ДС-структур использована процедура (с полной оптимизацией геометрии) на основе теории функционала плотности, обобщенная на случай систем с трансляционной симметрией (программный пакет SIESTA) с обменно-корреляционным потенциалом РВЕ в базисе двухэкспонентных псевдоорбиталей с ! введением поляризационных функций (DZP-базис). Учет влияния остовных I электронов осуществлялся путем введения эффективного остовного потенциала типа Труллье-Мартинса-Клейнмана-Баландера. Циклические граничные условия 1 накладывались на расширенную ячейку, содержащую N" = 3x3 = 9 элементарных ячеек, каждая из которых состоит из N' = 3x3 = 9 примитивных ячеек (рисунок 3).

Е,ЭВ

3 -

, Дег

1

П

Рисунок 5 - Зависимости пошжшия уровня химического потенциала ц и ширины запрещенной зоны Д% от числа слоев п конечнослойных гидроксисилоксановых структур

Полученные дисперсионные кривые е(к), плотности одноэлектронных состояний г|(е) и зависимости мнимой части диэлектрической проницаемости е" от энергии поглощаемых фотонов Йш представлены на рисунке 6.

о

Т -15

[ эВ

И"1"11 "Г-*ЯВ1Й>Й

Ьв С

а

Л/ £ Г Г/Г и О к

40 80 120

Г), ота. ед.

и е г г к м О 20 40 60 80 к т), отн. ед.

0 2 4 6 8 10)214

Ью,эВ

Рисунок 6 - Дисперсионные кривые е(к), плотности одноэлектронных состояний т|(е) (затемненной областью выделен вклад от поверхностных функциональных групп А) и зависимости е"(йсо) однослойных двумерных силоксановых структур с различными поверхностными группами

А(А = СНз, СНО) со степенью замещения т = 9 (стрелком отмечен характеристический низкоэнергетический полос поглощения) (стрелкой отмечен низкоэнергетический характеристический пик поглощения)

При замещении поверхностных гидроксидных групп ОН-ДС структур на другие функциональные группы А уровень химического потенциала р с ростом т монотонно а) возрастает в пределах ~ -1.9 + -1.2 эВ (А = Ш2, СН3) и ~ -3.0 + -2.75 эВ (А = СООН); б) убывает в пределах ~ -3.6 н- -4.2 эВ (А = СНО) и ~ -5.1 - -6.1 эВ (А = N02).

В случае заместителей А, не содержащих кратной связи, ширина области запрещенных энергий Ае? (= 5.6 - 6.7 эВ) превышает величины Д^ ^-ДС структур, в которых А содержит кратные связи (= 2.0 ^ 4.0 эВ). Это обусловлено тем, что в последнем случае в запрещенной энергетической щели, отвечающей ОН-ДС структуре, появляются связывающие (энергия которых ниже р) и разрыхляющие (энергия которых выше р) состояния л -электронов кратных связей заместителей.

В случае А-ДС структур, в которых А содержит кратные связи, на кривых £"(Йсо) появляются характеристические низкоэнергетические пики (рисунок 6) (в

области Ьсо ~ 2.65 ^ 4.25 эВ), соответствующие к^к переходам электронов кратных связей.

В пятой главе изучены электронно-энергетические и оптические характеристики двумерных гидроксисилоксановых (ДГС) структур с дефектами замещения трех типов: а) изовалентное замещение атомов кремния атомами IV группы (Г^ - Л, Се, Ъх, 8п); б) замещение силанольных групп атомами V группы (£> = N. Р, Аб); в) замещение силанольных групп атомами III группы (£>ш г в, А1, Оа). В качестве двумерной элементарной ячейки ДГС-структуры (рисунок За) выбран структурный элемент, содержащий М'= 3x3 = 9 примитивных ячеек состава 51203(0Н)2 (рисунок 7а). «Дефектная» структура отличается от «чистой» ДГС-структуры тем, что в некоторых примитивных ячейках, входящих в элементарную

ячейку, вводится замещение трех указанных типов (рисунок 7б-7г соответственно). Концентрацию дефекта будем характеризовать индексом т, который равен числу примитивных ячеек, в которых проведено замещение, приходящееся на элементарную ячейку. Рассмотрены три варианта: т = 1, 3, 6.

а)

б)

V

В)

Г)

d:

7

D:

7

О-Si

®-0 ®-он

Рисунок 7 - Примитивные ячейки: а) бездефектной структуры; б), в), г) - с дефектами замещения Si -> Dw, Si -» D , Si -* D соответственно

К расчету указанных систем применена расчетная схема на основе теории функционала плотности, обобщенная для объектов с трансляционной симметрией (программный пакет SIESTA). Параметры для расчета выбраны такими же, как в четвертой главе.

Оптимизированные длины связей и валентные углы соответствуют средним экспериментальным значениям этих величин в родственных кристаллических структурах [16].

На рисунке 8 представлены рассчитанные дисперсионные зависимости е(к), соответствующие плотности электронных состояний т|(е), кривые оптического поглощения e"(ftco) для ДГС-структур с дефектами замещения типа Si —> Dw, а также экспериментальный спектр оптического поглощения для чистого объемного Si02 [18].

£,эВ

0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00

О -5 ■ 10 -15 -20 | -25

е,эВ

-=—- 0.14

0.12

0.10

~—* 0.08

РВЕй í 0.06

Е= 0.04 0.02 0.00

МГ КМО 20 40 к т), отн. ед.

8 12 16 Ьш.эВ

МГ КМО 20 40

к Ti, отн. ед.

16 Йю, эВ

а) б)

Рисунок В - Дисперсионные кривые е(к), плотности одноэлектронных состояний Т1(б) и спектры оптического поглощения 8"(Йш) (пунктиром отмечено положение уровня химического потенциала ц; ес - энергии примесных состояний в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, обусловленных дефектами замещения; стрелками отмечены характеристические полосы поглощения, обусловленные переходами электронов из верхней валентной зоны на состояния с энергиями ¿с; 1,2а и 26- обозначение полос поглощения): а) для бездефектной структуры (т = 0) (жирная линия - экспериментальный спектр поглощения объемной бездефектной структуры ЭЮг [18]); б) для йе-замещенных структур (для случая т = 3)

Зависимости энергии примесных состояний е^.

и положения уровня

4еУ

-1 -

Ж Ж Ли

0 1 2 3 4 5 6 т

-1 -2 -3

4 -

-5 -

изовалентном атомов кремния имеет место

0 1 2 3 4 5 6 т

Рисунок 9 - Зависимость энергии примесных состояний вс и положения уровня химического потенциала от концентрации т дефектов замещения атомов кремния атомами "Л, йе, Ъх, вп (т = 0 соответствует бездефектной структуре)

химического потенциала от концентрации т дефектов замещения показаны на рисунке 9.

При замещении

ту

и -атомами следующее.

- Границы энергетических подзон смещаются в область больших энергий. Этот эффект усиливается при увеличении концентрации дефекта.

-Замещение атомов кремния ! атомами 8п приводит к существенному смещению , уровня химического потенциала | р в область более низких ! энергий. Для случаев Т1-, Ое- и 2г-замещений величина р незначительно смещается в область больших энергий. !

- Для замещенных структур примесные состояния с энергией е'с (рисунки 8, 9) отщепляются от дна зоны проводимости и образуют узкие зоны вакантных состояний в зоне запрещенных энергий бездефектной структуры. В случаях ве- и Бп-замещений эти состояния обусловлены в основном разрыхляющими связями ]У^(т)-0(2р), а в случаях П- и 2г-замещений - (и-1)а?-орбиталями атомов замещения. При этом ширина запрещенной зоны уменьшается, что подтверждается экспериментально [19,20].

- В случае бездефектной структуры (рисунок 8а) проявляются полоса поглощения типа «1» и две полосы поглощения типа «2», соответствующие 1 энергиям поглощенных фотонов Йю ~ 9.1 эВ («7»), 13.4 эВ («2а») и 15.9 эВ («26»). | Кривую е"(Йсо) для бездефектной ДГС- структуры можно качественно сопоставить с экспериментальным спектром поглощения чистого БЮг (рисунок 8а). Видно, что расчетная кривая имеет такой же характер экспериментального спектра, у которого ! наблюдается три полосы поглощения при 10.5,11.6 и 14.5 эВ.

- £>1У-замещение приводит также к появлению в низкоэнергетической части ( спектра полос поглощения, обусловленных переходами электронов из валентной | зоны на примесные состояния гс (рисунок 8). Это подтверждается экспериментом, по крайней мере, для случая примеси Ое в образце 8Ю2 [21], в котором германиевому центру отвечают полосы поглощения при йш ~ 4.5 и 5.7 эВ. С ростом концентрации дефекта замещения положение этих полос смещается в область меньших энергий поглощаемых фотонов, при этом их интенсивность увеличивается. I

На рисунке 10 представлены рассчитанные дисперсионные зависимости е(к), плотности электронных состояний т|(е), кривые оптического поглощения в"(Йсо) для 1 структур ДГС-структур с дефектами замещения типа 51(ОН) —► Пу. ]

МГ КМ О 20 40 к Т), отн. ед.

0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00

0.12

0.10

0.08 0.06 0.04

0.02

0.00

О

12 16

Бш, 2

МГ КМ0 20 40 к л. <™. еД-

Рисунок 10 - Дисперсионные кривые е(к), плотности одноэлектронных состояний т|(е) и спектры оптического поглощения е"(Ью), обусловленные переходами электронов из валентной зоны в зону

вакантных состояний или на вакантные состояния, обусловленные дефектами замещения (пунктиром отмечено положение уровня химического потенциала |х; ер и е^. - энергии донорных и акцепторных состояний в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, обусловленных дефектами замещения; стрелками отмечены характеристические полосы поглощения, обусловленные переходмами ер —> е^,): а) для случая М-замещения; б) для Р-

замещения (при т = 3)

Зависимости положения уровня химического потенциала р; энергий донорных ер - и акцепторных ес- состояний от концентрации т дефектов замещения показаны на рисунке 11.

ц,эВ

-1,6 -2,1 --2,6

-3,6 -4 Л

Ай -5,8

\Р -5,9

-^ N Г -6 — -6.1

е., эВ

. Р

. А5 . N

0123456т 0123456/я 0123456т

Рисунок 11 - Зависимость положения уровня химического потенциала р; энергий донорных гр - и акцепторных ес - состояний от концентрации т дефектов замещения групп ^БЮН атомами V группы (К, Р, Аэ) (т = 0 соответствует бездефектной структуре)

В случае /^-замещения установлено:

- При замещении силанольной группы ДГС-структуры £>у-атомами наиболее устойчивым оказывается Ы- замещенная структура (уровень химического потенциала ц (рисунок 11) смещается по сравнению с незамещенной структурой (Цвюн ~ -2,0 эВ) в область более низких энергий (-3,7 + -4,0 эВ). Для случаев Р- и Аэ- замещений р не претерпевает значительных изменений.

- Введение дефектов замещения поверхностных силанольных групп атомами V группы (Ы, Р, Аз) приводит к появлению в области запрещенных энергий состояний

как донорного типа (с энергиями ер <ц), так и акцепторного типа (с энергиями

^ >Ц) (рисунки 10, 11), первые из которых обусловлены неподеленными парами электронов £>у- атомов, а вторые - разрыхляющими орбиталями связей £>у-О. Для > случая Аз-замещения состояние гр сливается с «верхушкой» валентной зоны. Для

случаев № и Р- замещений гр монотонно убывает с ростом т (~ на 0,2 эВ для N и « на 0.1 эВ для Р). Что касается величин гс, то для них б^Ы) < е^(Ав) < £^(р) и с ростом т 6^(Р) почти не изменяется, а е^М) и е^Аб) монотонно возрастает от я -1.5 эВ (т = 1) до ~ -1.2 эВ (т = 6) и от я -0.8 эВ (т = 1) до ~ -0.7 эВ (т = 6) соответственно.

Переход электронов с донорных состояний на акцепторные обусловливает появление в области пропускания, отвечающей бездефектной структуре, дополнительных полос поглощения при энергии поглощаемых фотонов Ьсо = 3.5-6.3 эВ. Полученные результаты в случае Р-замещения хорошо согласуются с экспериментальными данными, полученными в [22], где установлено, что для накоразмерных пленок 8Ю2, легированных атомами фосфора при низких мощностях источника тока, граница поглощения расположена в пределах Ью ~ 4.6+5.5 эВ.

На рисунке 12 представлены рассчитанные дисперсионные зависимости энергии электронов от волнового вектора е(к), плотности электронных состояний Т1(с), кривые оптического поглощения е"(Ьсо) для ДГС-структур с дефектами замещения типа 81(ОН) -> ЕР. Зависимости положения уровня химического потенциала р и энергии акцепторных состояний ес от концентрации т дефектов замещения показаны на рисунке 13.

-ю

-15 -20 | -25 i

л £,эв И^г — 0.14 0.12

0.10 0.08

> 0.06 0.04

____ 0.02

мг км0 20 40 к т1;отн. ед.

(а)

12 16 Ьа>, эВ

-5 -10 | -15 -20 -25

»е,эв ——•--. 0.14

-— 0.12

1______ 0.10

аЙЙЙ г

[_ Г 0.08 0.06 0.04

шш 0.02 , о.оо

мг км0 20 40 к г|,отн. ед.

8 12 16 ьш.эв

(б)

Рисунок 12 - Дисперсионные кривые е(к), плотности одноэлектронных состояний г|(е) и спектры оптического поглощения е"(Йа>) (пунктиром отмечено положение уровня химического потенциала ц, - энергии акцепторных состояний, обусловленных дефектами замещения; стрелками отмечены характеристические полосы поглощения, обусловленные переходами электронов из верхней валентной зоны на акцепторные состояния с энергиями е'с): а - для случая В-замещения; б

- для отучая А1-замещения (т = 3)

Влияние дефекта замещения типа 81 (ОН) —> £>ш заключается следующем.

- При замещении силанольной группы ДГС-структуры ¿»"'-атомами наиболее

устойчивой оказывается ва-замещенная структура - уровень химического потенциала р (рисунок 13) существенно смещается по сравнению с бездефектной структурой в область более низких значений

энергии на величину ~ 2.8+2.6 эВ (т = 1+6). Что касается В- и А1-замещенных структур, то они по сравнению с "чистой" структурой несколько

дестабилизируются - при т = 1+6 значение р увеличивается ~ на 0.1+0.8 эВ в случае А1-замещения и = на 0.4+1.7 эВ в случае В-замещения.

- В области запрещенных энергий возникают высокоэнергетические акцепторные состояния с энергией е^ (рисунки 12,13), обусловленные вакантными орбиталями Ош-атомов. Это характерно только для А1- и Эа-замещений, а что касается В-замещения, то состояния этого типа сливаются с областью вакантных состояний бездефектной структуры. Отметим, что при всех значениях т состояния с энергией е^(Оа) лежат примерно на 1.5 эВ глубже по сравнению с состояниями е^(А1). С ростом т от 1 до 6 величины ес сдвигаются в область меньших значений энергии (и на 0.2+0.3 эВ)

- В области пропускания, отвечающей бездефектной структуре, появляются полосы поглощения, обусловленные переходами электронов из верхней валентной зоны на акцепторные состояния.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Построены модели низкоразмерных (одномерных и двумерных) структур на основе диоксида кремния как идеальных, так и с различными дефектами замещения, для которых на основе вычислительной схемы теории функционала плотности впервые выявлены представленные ниже особенности их электронно-энергетических и оптических характеристик.

2. Ширина запрещенной зоны бездефектной полигидроксисилоксановой цепочки составляет = 5.8 эВ, что свидетельствует о диэлектрическом характере исследуемой структуры. Замещение групп [-0-81(0Н)2-] на группы [-0-Д0Н)2-] (X = ве, Бп, Тл, Ъг, Нф приводит к уменьшению ширины запрещенной зоны, а на группы [-0-2(0Н)—] (2 = В, А1, Оа, Бс, У) - к появлению в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной цепочке, высокоэнергетических акцепторных состояний, которые играют роль «электронных ловушек» при контакте с электронодонорными центрами.

-I I 1I ^-1-1---¿.л -1 ^-1-1-;-1-1 |-

0 1 2 3 4 5 6 т 0 1 2 3 4 5 6 т

Рисунок 13 - Зависимость положения уровня химического потенциала ц и энергии акцепторных состояний &с от концентрации т дефектов замещения грудп ^¡-ОН атомами В, А1, йа (т = 0 соответствует бездефектной структуре)

3. Ширина запрещенной зоны конечнослойных наноразмерных гидроксисилоксановых структур уменьшается при увеличении их толщины и составляет ~ 5.8+6.3 эВ, что указывает на возможность применения этих структур в качестве диэлектрических ультратонких пленок. Для данных структур граница поглощения лежит в ультрафиолетовом диапазоне.

4. Для однослойных двумерных Si02-CTpyKryp с различными поверхностными функциональными группами установлено, что

- ширину запрещенной зоны можно варьировать с использованием различных поверхностных функциональных групп и путем изменения их концентрации;

- в случае поверхностных групп, содержащих кратные связи, в спектре оптического поглощения появляются в видимом диапазоне полосы поглощения, соответствующие л —> п* переходам электронов кратных связей.

5. Изовалентное замещение атомов кремния атомами Ti, Ge, Zr, Sn приводит к генерации в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, примесных состояний, обусловленных орбиталями атомов-заместителей. С этим связано появление в спектре оптического поглощения дополнительных полос в области более длинных волн (при Йш ~ 3.2+6.3 эВ). Этот эффект более отчетливо проявляется с ростом концентрации дефекта.

6. Введение дефектов замещения поверхностных силанольных групп атомами V группы (Dv = N, Р, As) приводит к появлению в области запрещенных энергий состояний как донорного типа, так и акцепторного типа, первые из которых обусловлены неподеленными парами электронов Dv- атомов, а вторые -разрыхляющими орбиталями связей £>v-0. Переход электронов с донорных состояний на акцепторные обусловливает появление в области пропускания, отвечающей бездефектной структуре, дополнительных полос поглощения при энергии поглощаемых фотонов hco = 3.5+6.3 эВ.

7. Для случая дефектов замещения поверхностных силанольных групп атомами III группы (D = В, Al, Ga) в области запрещенных энергий, отвечающих бездефектной структуре, возникают высокоэнергетические поверхностные акцепторные состояния, способные взаимодействовать с контактами, имеющими поверхностные атомы с неподеленными парами электронов.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах из перечня ВАК:

1. Литинский, А.О. Энергетический спектр электронов в широкощелевых одномерных структурах с регулярными дефектами / А.О. Литинский, Нгуен Тхи Ша // Наукоёмкие технологии. - 2013. - Т. 14,№4.-С. 19-25.

2. Литинский, А.О. Electron energy spectrum and peculiarities of optical absorption in single-layer 2D structures based on silicon dioxide with surface functional groups / А.О. Литинский, Нгуен Тхи Ша// Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques.-2014.-Vol. 8.N.3.-C. 549-556.

3. Литинский, А.О. Электронные ловушки в одномерных диэлектрических структурах с дефектами замещения электроноакдепторными группами / А.О. Литинский, Нгуен Тхи Ша // Изв. ВолгГТУ. Серия «Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь». Вып. 5: межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2011. - № 6. - С. 20-25.

4. Литинсхий, А.О. Энергетический спектр электронов и особенности оптического поглощения однослойных гидроксисилоксановых структур с дефектами замещения силанольных групп электронодонорными атомами / А.О. Литинский, Нгуен Тхи Ша // Известия ВолгГТУ. Серия

«Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь». Вып. 9 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2014. 10 (137). - С. 16-22.

5. Литинский, А.О. Электронно-энергетический спектр и спектр оптического поглощения конечнослойных наноразмерных структур на основе диоксида кремния. Модельный квантово-механический расчет / Литинский А.О., Нгуен Тхи Ша // Известия ВолгГТУ. Сер. «Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь». Вып. 10. - Волгоград, 2014. -№26 (153).-С. 31-35.

Прочие публикации

6. Литинский, А.О. Энергетический спектр электронов в диэлектрических линейных структурах с регулярными дефектами замещения / Литинский А.О., Нгуен Тхи Ша // Нанотехнологии и наноматериалы: современное состояние и перспективы развития в условиях Волгоградской области : матер. 3-й всерос. науч.-техн. конф. (г. Волгоград, 22-23 дек. 2010) / Администрация Волгогр. обл., Волгогр. гос. ун-т. - Волгоград, 2011. - С. 220-229.

7. Литинский, А.О. Сравнительный анализ электронно-энергетических и оптических характеристик однослойных двумерных гидроксилоксановых структур, рассчитанных по DFT-схеме с обменно-корреляционными функционалами РВЕ- и PBEsol-типа / Литинский А.О., Нгуен Тхи Ша // Физико-математическое моделирование систем : матер. XII междунар. семинара (г. Воронеж, 27 июня 2014 г.) / ФГБОУ ВПО «Воронежский гос. техн. ун-т», Ин-т проблем химической физики РАН. - Воронеж, 2014. - Часть 1. - С. 97-104.

8. Литинский, А.О. Квантово-механические расчеты электронно-энергетических и оптических характеристик двумерных гидроксисилоксановых структур с дефектами замещения гидроксидной группы / Литинский А.О., Нгуен Тхи Ша // Физико-математическое моделирование систем : матер. XIII междунар. семинара (г. Воронеж, 28-29 ноября 2014 г.) / ФГБОУ ВПО «Воронежский гос. техн. ун-т», Ин-т проблем химической физики РАН. -Воронеж, 2014.-Часть 2.-С. 119-124.

9. Нгуен, Тхи Ша. Электронные ловушки в полигидроксисилоксановых цепочках (наночастицах) с дефектами замещения группами >В-ОН, >А1-ОН, >Ga-OH, >In-OH / Нгуен Тхи Ша, Литинский А.О. // Тезисы докладов юбилейного смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, Волгоград, 11-14 мая 2010 г. / ВолгГТУ, СоветСНТО.-Волгоград, 2010.-С. 14-15.

10. Нгуен, Тхи Ша. Электроноакцепторные состояния в широкощелевых наночастицах полигидроксисилоксанов с дефектами замещения силоксановых групп на группы > Э-ОН (Э=В; Al; Ga; In) / Нгуен Тхи Ша, Литинский А.О. // ВНКСФ-16 : матер, шестнадцатой всерос. науч. конф. студентов-физиков и молодых учёных (г. Волгоград, 22-29 апр. 2010 г.) : информ. бюллетень / Ассоциация студ.-физиков и мол. учёных России [и др.]. - Екатеринбург; Волгоград, 2010. -С. 212-213.

1!. Нгуен, Тхи Ша. Энергетический спектр электронов в одномерных диэлектрических структурах с регулярными дефектами изовалентного замещения / Нгуен Тхи Ша, Литинский А.О. // Тезисы докладов смотра-конкурса научных, конструкторских и технологических работ студентов ВолгГТУ, Волгоград, 10-13 мая 2011 г. / ВолгГТУ, Совет СНТО. - Волгоград, 2011. -С. 10.

12. Нгуен, Тхи Ша. Энергетический спектр электронов в двумерных гидроксисилоксановых структурах с регулярными дефектами замещения / Нгуен Тхи Ша, Литинский А.О. // Материалы восемнадцатой всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных ВНКСФ - 18 (29 марта - 5 апреля 2012 г.) : инф. бюллетень : тез. докл. / Ассоциация студентов-физиков и молодых учёных России [и др.]. - Красноярск, 2012. - С. 226-227.

13. Нгуен, Тхи Ша. Особенности электронно-энергетического спектра двумерных силоксановых структур с дефектами замещения атомов кремния / Нгуен Тхи Ша, Литинский А.О. // XVIII региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области, г. Волгоград, 5-8 нояб. 2013 г.: тез. докл. / Правительство Волгогр. обл., Совет ректоров вузов, Волгогр. гос. унт. - Волгоград, 2013. - С. 24-26.

14. Нгуен, Тхи Ша. Влияние дефектов замещения атомов Si атомами третьей группы на электронно-энергетические характеристики двумерных силоксановых структур / Нгуен Тхи Ша, Литинский А.О. // Двадцатая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных (ВНКСФ-20), г. Ижевск, 27 марта - 3 апреля 2014 г.: инф. бюллетень : матер, конф. (тез. докл.) / УрО РАН, Ассоциация студентов-физиков и молодых учёных России, Ижевский гос. техн. ун-т им. М.Т. Калашникова [и др.].-Ижевск, 2014. - С. 184-185.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

15. Xu, Y. Electronic and optical properties of all polymorphic forms of silicon dioxide / Y. Xu, W.Y. Ching// Phys. Rev. В. - 1991. - Vol. 44, N 20. - P. 11048-11059.

16. Краснов, К. С. Молекулярные постоянные неорганических соединений / К. С. Краснов. - Л.: Химия, 1979.-448 с.

17. Казимиров, А. И. Исследование гетерострукгур на основе слоев с широкой запрещенной зонй / А. И. Казимиров, Ю. В. Сахаров, П. Е. Троян // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. -2010. 1-2. - С. 201-203.

18. Силинь, А. Р. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном SiOi / А. Р. Силинь, А. Н. Трухин. - Рига: Зинатне, 1985. - 245 с.

19. Understanding the Vibrational and Electronic Features of Ti(IV) Sites in Mesoporous Silicas by Integrated Ab Initio and Spectroscopic Investigations / G. Tabacchi [et al.J // J. Phys. Chem. C. -2007. - Vol. Ill. - P. 4946-4955.

20. Isomorphic Substitution and Postsynthesis Incorporation of Zirconium into MCM-48 Mesoporous Silica/MoreyM. S. [et al.] //J. Phys. Chem. B. -1999. - Vol. 103. № 12-P. 2037-2041.

21. Optical absorption induced by UV laser radiation in Ge-doped amorphous silica probed by in situ spectroscopy / F. Messina [et al] // Physica Status Solidi (C). - 2007. - Vol. 4. - P. 1143-1146.

22. Optical evaluation of doping concentration in S1O2 doping source layer for silicon quantum dot materials / T. Zhang [et al.] // EPJ Photovoltaics. - 2011. - Vol. 2. - P. 25001-25004.

Подписано в печать 27.03.2015 г. Заказ № 183. . Тираж 100 экз. Печ. л. 1,0 Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета. 400005, г. Волгоград, просп. им. В.И. Ленина, 28, корп. № 7