Моделирование атомной структуры тонких аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия

Лесовой, Михаил Васильевич

Моделирование атомной структуры тонких аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Лесовой, Михаил Васильевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Воронеж МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Моделирование атомной структуры тонких аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия»

Автореферат диссертации на тему "Моделирование атомной структуры тонких аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия"

РГБ ОД

-ч

' На правах

¿ШпиРО

ЛЕСОВОЙ Михаил Васильевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ АТОМНОЙ СТРУКТУРЫ ТОНКИХ АМОРФНЫХ КОНДЕНСАТОВ ФОСФИДОВ ЦИНКА И КАДМИЯ

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Воронеж - 2000

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного университета

Научный руководитель: кандидат физико-математических

наук, доцент К. Б. Алейникова

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор В.В. Чернышов

доктор физико-математических наук,

профессор В.Ф. Анпошин

Ведущая организация: Нижегородский государственный

университет им. Н.И.Лобачевского

Защита состоится 22 июня 2000 г. в 15 час. на заседании Диссертационного Совета Д 063.48.14 при Воронежском государственном университете по адресу: 394693, г. Воронеж, Университетская пл., 1, конфе-ренц зап.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан " 19 " мая 2000 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 063.48.14 Воронежского государственного университета д.ф.-м.н., профессор

С.И. Курганский

Г*7ЭР -МЙ О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение атомной структуры некристаллических (аморфных) твердых тсл необходимо для установления взаимосвязи условий формирования аморфных слоев с их свойствами, так как физические и физико-химические свойства непосредственно зависят от типа и расположения атомов. Приоритетный характер этих исследований обусловлен необходимостью выявления роли ближнего атомного порядка в формировании электрических и оптических свойств твердых тел. Для этого требуется, прежде всего, установление связи между структурными характеристиками некристаллических материалов и их макроскопическими свойствами. Установление этой связи позволит не только понимать природу свойств, но и послужит основой при разработке новых методов получения аморфных материалов с необходимым комплексом физико-химических свойств.

Однако при изучении атомной структуры аморфных материалов возникают проблемы, связанные с получением информации о положении атомов из-за отсутствия дальнего порядка.

Основными методами исследования структуры аморфных веществ являются дифракционные, среди которых наиболее широкое развитие получил традиционный метод реютеноструктурного анализа. Данный метод позволяет л случать информацию только о структурных параметрах, усредненных по большому объему, а экспериментальная кривая интенсивности дифрагированных лучей имеет слабо выраженную структуру, что снижает достоверность полученной информации. Поэтом)' важное значение дня расшифровки деталей строения аморфных материалов приобретают высокоразрешающие методы структурного анализа с использованием дифракции электронов, которые несут информацию о существенно меньшем объеме. Несмотря на значительное развитие этих методов и на первые обнадеживающие результаты, достигнутые с их помощью, получить надежную информацию о структуре аморфных веществ, в первую очередь из-за недостаточной точности и ограниченности области измерений, пока не удается. Поэтому в настоящее время широкое распространение получили методы моделирования атомной структуры аморфных систем. Важнейшими критериями адекватности моде-

ли строению реальной системы является степень совпадения расчетных и опытных данных.

Решение многих практических задач современной микроэлектроники связано с поиском необходимых материалов и совершенствованием технологии получения качественных тонкопленочных структур. К числу сравнительно новых и малоизученных следует отнести полупроводники группы А"В,/ и, в частности, соединения системы кадмий-фосфор и цинк-фосфор. Фосфиды цинка и кадмия нашли применение в квантовой электронике, полупроводниковых лазерах и фотоприемниках, све-тодиодах, модуляторах и переключателях, удлинителях лазерных импульсов.

На базе соединений системы А"ВУ организовано серийное производство оптических устройств, приемников тепловых потоков, измерительных электропреобразователей и др. является перспективных материалом для использования в оптоэлектронике (для изготовления широкополосных • фотодетекторов, индикаторов поляризации света) и в солнечной энергетике для солнечных ячеек.

Соединения систем 2п-? и Сс1-Р имеют различные сложные кристаллические структуры, что определяет разнообразие их свойств. Поэтому исследование особенностей атомного строения конденсатов соединений системы Zn-P и Сс1-Р в сопоставлении с физико-химическими свойствами позволяет не только определить и расширить возможные области их практического использования, но и выявить общие закономерности изменения свойств в зависимости от структуры и тала химической связи.

Недостаточная изученность структуры тонкопленочных конденсатов соединений систем Ън-Ф и Ссх-Р во многом объясняется сложностью технологии их получения и анализа структуры из-за наличия в их составе легколетучих элементов.

В настоящей работе основным экспериментальным методом исследования атомной структуры тонких пленок является метод дифракции электронов высоких энергий.

Таким образом, разработка методики анализа структуры тонкопленочных аморфных конденсатов и технологии их получения актуальны как в научном, так и практическом отношениях.

Цель работы и задачи исследования.

Целью данной работы являлась разработка методики анализа данных электронографических исследований и построение моделей атомной структуры аморфных тонких пленок фосфидов цинка и кадмия на основе структурных фрагментов кристаллических соединений исследуемых двойных систем, а также получение экспериментальных интен-сивностей рассеяния электронов для тонких слоев, содержащих легколетучие элементы.

В диссертации поставлены и решены следующие задачи:

1. Проведен анализ существующих методов обработки и интерпретации данных по дифракции электронов высоких энергий аморфными объектами.

2. Разработана методика построения функций пар атомов для анализа функции радиального распределения атомной плотности (ФРРАП), полученных из электронографического эксперимента.

3. Составлен комплекс программ и рассчитаны парциальные межатомные функции для существующих кристаллических фаз фосфидов цинка и кадмия.

4. Получены однородные аморфные тонкие пленки фосфидов цинка и кадмия методом импульсного лазерного испарения и конденсации в вакууме.

5. Определены условия и получены экспериментальные интенсивности рассеяния электронов тонких пленок, содержащих легкотетучие элементы.

6. Путем сопоставления теоретических ФРРАП с экспериментальными предложены фрагментарные модели атомной структуры для полупроводниковых пленок фосфидов цинка и кадмия с преимущественно ковалентным типом связи.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования были выбраны аморфные конденсаты, полученные импульсным лазерным распылением в режиме свободной генерации поликристаллических мишеней соединений систем 2п-Р и Сс1-Р в вакуумной камере. Толщину объектов варьировали от 20 до 100 нм.

Выбор этих материалов обусловлен их физическими и физико-химическими свойствами, а технология получения - воспроизводимостью состава слоев, содержащих легколетучий элемент.

Научная новизна. На основе теории Финбака-Уоррена развита эффективная методапса расчета парциальных функций межатомных расстояний (ПФМР), примененная для интерпретации ФРРАП из электро-нографического эксперимента, используя которую автором впервые:

- проведены исследования ближнего порядка аморфных пленок фосфидов цинка и кадмия, содержащих легколетучие элементы, с использованием современной методики получения экспериментальной интенсивности рассеянных электронов и интерпретации ФРРАП;

- проведены расчеты ПФМР нескольких координационных сфер соединений систем Zn-P и Сс1-Р со сложными кристаллическими структурами;

- использован метод анализа ФРРАП, рассчитанный из экспериментальной интенсивности рассеянных электронов, позволивший исключить влияние обрыва экспериментальных данных в области больших углов рассеяния;

- лредтожел способ моделирования атомной структуры тонких пленок с преимущественно ковалентныи типом связи;

- показано, что в рамках фрагментарной модели атомная структура аморфных пленок конгруэнтно плавящихся соединений состоит, в основном, из фрагментов, имеющих ближний порядок распыляемых соединений.

Основные положения, выносимые на защити:

1. Метод анализа ФРРАП, полученных из элекгронографического эксперимента, основанный на расчете ПФМР для всех кристаллических структур исследуемой системы, исключающий влияние эффекта обрыва экспериментальной интенсивности рассеяния электронов и обеспечивающий возможность испытания различных моделей атомной структуры многокомпонентных, некристаллических веществ.

2. Результаты по моделированию атомной структуры аморфных тонких пленок фосфидов цинка и кадмия. Показано, что в качестве структурных прототипов аморфной фазы могут быть выбраны все возможные в данной системе метастабильные кристаллические соединения; установлены реально реализованные фрагменты в структуре конденсатов.

3. Технологические условия получения импульсным лазерным испарением в вакууме однородных аморфных пленок систем Zn-P и С(1-Р, не содержащих свободный фосфор.

Научная и практическая значимость работы. Разработанная методика расчета ПФМР для электронографии позволяет анализировать ФРРАП многокомпонентных веществ.

Предложенный метод может использоваться не только при испытании фрагментарной модели, но и для анализа других, не рассматривавшихся в данной работе, моделей структуры многокомпонентных аморфных тел, требующих вариации величин межатомных расстояний, дисперсий, количества связей.

Разработанные вычислительные схемы и комплексы компьютерных программ, реализующие как известные, так и оригинальные методы, позволяющие как обрабатывать экспериментальные данные, так и рассчитывать теоретическую ФРРАП, содержащую более одного компонента, могут быть использованы для построения моделей атомной структуры ближнего порядка различных электронно-аморфных веществ.

Отдельные программы используются в ряде научных учреждений.

Личный вклад автора. Автором проведены экспериментальные исследования по дифракции электронов на некристаллических объектах. Разработана я реализована в виде комплекса программ методика анализа ФРРАП из электронографичесгаго эксперимента. Совместно с сотрудниками кафедры экспериментальной физики Воронежского госуниверситета найдены технологические режимы конденсации аморфных пленок.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на V Всесоюзном координационном совещании по полупроводниковым соединениям А"ВЛ (Душанбе, 1982 г.), IV Совещании-семинаре по современным проблемам и методике преподавания кристаллохимии "Современные проблемы кристаллохимии" (Калинин, 1983 г.), Семинаре "Новые достижения в области фосфидов и фосфорсодержащих сплавов" (Киев, 1983 г.), VI Всесоюзном координационном совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы A"BV" (Каменец-Подольский, 1984 г.), IV Всесоюзном совещании по кристаллохимии неорганических и координационных соединений (Бухара, 1986 г.), VII Всесоюзном координационном совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы A"BV" (Воронеж, 1987 г.), XIII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (Сумы, 1987 г.),

Всесоюзного совещания "Дифракционные методы в химии" (Суздаль, 1988 г.), Семинаре "Фосфиды-87" (Алма-Ата, 1987 г.), II сессии по проблемам прикладной кристаллохимии (Воронеж, 1989 г.), XII European crystallographic meeting (Москва, 1989 г.), VIII Всесоюзном координационном совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы A"BV" (Черновцы, 1990 г.), Сессии секции кристаллохимии по проблемам фундаментальной кристаллохимии (Новосибирск, 1990 г.), 1 Всесоюзном симпозиуме "Методы дифракции электронов в исследовании структуры вещества" (Москва, 1991 г.), VI Научно-техническом семинаре по фосфору "Фосфор Украины-93" (Львов, 1993 г.), International conference "Powder Diffraction and Crystal Chemistry" (St. Petersburg, 1994 г.), Международной конференции по электротехническим материалам и компонентам (Крым, 1995 г.), Российско-Германском Семинаре "Рентгеновские и электронные спектры химических соединений" (Воронеж, 1996 г.), Национальной кристаллохимической конференции (Черноголовка, 1998 г.).

Публикации. Материал, представленный в диссертации, опубликован в 22 работах, список которых приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, выводов, списка литературы из 117 наименований. Изложена на 141 страницах, включающих 53 рисунка и 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования; сформированы цели и задачи работы; пояснена ее научная и практическая значимость; отмечено, какие из результатов получены впервые; приведены основные положения, выносимые на защиту; дано краткое описание структуры диссертации.

В первой главе приведены основные понятия и уравнения структурного анализа некристаллических веществ; рассмотрены современные методы расчета и анализа ФРРАП; особое внимание уделено методам и моделям, используемым в данной работе: теории интерпретации ФРРЭП путем расчета парциальных функций межатомных расстояний, ее обобщению на анализ ФРРАП, полученных из элекгронографического

эксперимента. Излагается методика расчета структурных характеристик ближнего порядка по методу Финбака-Уоррена [11 Метод Финбака-Уор-рена предполагает построение кривых распределения ПФМР, характеризующих распределение электронной плотности материала, из приведенных к электронным единицам интенсивностей рассеяния рентгеновского излучения.

Кривая распределения ПФМР определяется соотношением:

• > га 1 о

Здесь ре - электронная плотность; Ъх - порядковый номер элементов

в формульной единице; ф) =

1«-I/! Ь"2

(5>- интерференционная

функция, ^ = 4л-пО/ А, (2 - дифракционный угол, X - длина волны используемого излучения, 1Н- интенсивность когерентного рассеяния в электронных единицах, Г- атомный фактор рассеяния атомом .¡-ого сорта. - обостряющий множитель; ос - коэффициент затухания; Р:р") - функция распределения пар атомов. Правую часть уравнения (1) вычисляют, используя известные данные и экспериментальные значения интенсивности. Функция распределения пар атомов для межатомного расстояния г находится Фурье-преобразованием теоретической функции, соответствующей интерференции между атомами г и/:

Рь(.г)= /¡гт7 У-'ФП) )яп(зг)с!х (2)

О У

Уравнение (2) описывает распределение электронной плотности отдельно взятой парой атомов и зависит от сорта атомов, образующих пару.

Непосредственное использование данной методики для анализа ближнего атомного порядка многокомпонентных тонкопленочных аморфных объектов с использованием дифракции электронов высоких энергий невозможно по причине различия в физической природе рассеяния атомами рентгеновских лучей и электронов: рентгеновские лучи рассеиваются на электронной плотности, а электроны - на потенциале атома. Поэтому при выборе единицы рассеяния для расчета Л. с использованием экспериментальных интенсивностей рассеяния электронов необходимо

потребовать, чтобы атомный фактор рассеяния электронов при л = 0 был равен количеству выбранных единиц рассеяния в данном атоме.

Для этого нами использована предложенная Вайнштсйном [2] в качестве единичной амплитуды амплитуда рассеяния «легким» атомом, входящим в состав исследуемого вещества. Атомный фактор рассеяния любого атома можно выразить через его относительную рассеивающую способность К. в виде~К] -/сд, где

Средняя плотность выбранных единиц рассеяния, то есть «легких» атомов, равна:

(1- плотность исследуемого вещества (г/см5),М- молекулярный вес, ти - масса атома водорода (г).

Вывод основной формулы для расчета ФРРАП по экспериментальным интенсивностям рассеянных электронов и построение соответствующих ПФМР аналогичен как и для случая дифракции рентгеновских лучей. Отличие заключается в том, что необходимо выполнение равенства ^(0) = К„ Это равенство, как следует из (3), может быть выполнено только при условии подобия всех атомных факторов рассеяния элементов, входящих в исследуемый объект. Используя в качестве обостряющего множителя Q{s) единичный атомный фактор из (3) (это можно сделать, т.к. Г д (0) = 1 и Гд (б) уменьшается с ростом б), получили уравнение для расчета ПФМР и анализа ФРРАП из электронографического эксперимента:

2г N

—J ).шл$г)ех5(--а:я2 )(Ь =

71 > ' 1 а

= 4жг2 Р0С^К у + — 15 ■ ¡'(5 ).«'«() « У) Л (4)

} п о

Согласно [3], условие пропорциональности атомных факторов рассеяния хорошо выполняется для атомов с Z > 18. При присутствии в исследуемом объекте атомов с Z < 18 необходимо обращать внимание на особенности их атомных факторов. Сопоставление уравнений для расчета ПФМР при рентгенографическом эксперименте с соответствующим уравнением для электронографии необходимо проводить с учетом соотношения, связывающего относительную рассеивающую способность

атомов /С. с их атомными номерами 7,..К J = (г; / )0,75.

Разработанная методика анализа ФРРАП многокомпонентных систем путем расчета ПФМР позволяет в значительной степени исключить влияние эффекта обрыва экспериментальной интенсивности рассеянных электронов в области больших значений дифракционных углов на получаемые структурные характеристики некристаллических веществ.

Во второй главе представлены результаты по получению, анализу микроструктуры и методике электронографических исследований тонких пленок фосфидов цинка и кадмия.

Для получения аморфных пленок фосфидов цинка и кадмия необходимого состава использовали метод импульсного лазерного распыления в вакууме поликристаплических порошков соединений систем 2п-Р и Сс1-Р. Высокая скорость распыления вещества на подложку позволяет проводить конгруэнтное напыление пленок многокомпонентных веществ со стехиометрией состава, близкой к исходной. Использовали лазер ГОС-301 в режиме свободной генерации с длиной волны 1,06 мкм, длительностью импульса 0,8 мс, энергией излучения 160 Дж. Определены технические режимы (плотность мощности излучения 10'° -г 10" Вт/м2, расстояние мишень - положка 0,03 н- 0,06 м), при которых на неподогре-ваемых подложках получены однородные аморфные пленки, не содержащие на поверхности макродефекгов. Для контроля атомной структуры и элементного состава проведены электронно-микроскопические, масс-спекгроскопические, оптические и рсштеноспектралькые исследования, установившие, что все полученные при данных режимах конденсаты являются электронно-аморфными; наблюдается уширение края оптического поглощения за счет аморфизации структуры. Из характера распределения интенсивности Х,3 спектров фосфора пленок фосфидов

цинка и кадмия следует, что несвязанный фосфор в конденсатах отсутствует.

Экспериментальные кривые интенсивности дифрагированных электронов (/ ) для изученных тонких пленок были получены на элекгроно-графе ЭМР-100 методом непосредственной регистрации с использованием электростатического фильтра для отсева нсупруго рассеянных электронов. Регистрация электронограмм была предварительной и точной. Предварительная съемка определяла выбор ускоряющего напряжения, режима работы оптической системы электронографа и усилителя импульсов, оптимальных размеров диафрагм и входной щели, продолжительность съемки. Прецизионную запись / проводили в трех интервалах значений / что повышает точность регистрации I в области больших s. Для исключения структурных изменений в объектах в процессе съемки регистрацию /з пленок фосфидов цинка и кадмия проводили при температуре жидкого азота. Экспериментально определяли ток первичного луча и оптимальные толщины пленок, при которых многократное рассеяние в образцах незначительно, а величина значений it во всем угловом диапазоне достаточна для регистрации.

В дальнейшем анализируются методы обработки / Показано, что для представленных методов нормировки критерием правильно проведенного учета фона и определения нормирующего множителя для перехода к электронным единицам является осцилляция интерференционной функции около единицы. Поэтому выбран метод обработки /, который на начальном этапе удовлетворяет данном}' требованию и одновременно учитывает фон [4].

Третья глава посвящена описанию и выявлению общих закономерностей в структуре кристаллических фаз фосфидов цинка и кадмия, приведен алгоритм расчета ПФМР из кристаллографических данных для сложных структур. Структурные исследования полифосфидов показывают, что их кристаллическая струюура во многом определяется строением фосфорных группировок. В кристаллическом фосфоре фосфорные цепочки вытянуты вдоль одного направления. Межатомные расстояния Р-Р в цепочке распределены в интервале от 0,217 нм до 0,222 нм, между цепочками расстояние Р-Р составляет 0,234 нм, что соответствует удвоенному ковалентному радиусу фосфора. Уменьшение этого

расстояния свидетельствует о кратности связи большей единицы, однако, такие связи для фосфора не характерны. Рассчитанные валентные углы трехвалентного фосфора обычно промежуточны между 90° и 109°29', в группе Р3 валентный угол равен 60°. Расстояние металл-фосфор (М-Р) в полифосфидах значительно превышает расстояние Р-Р, т.е. фосфорные группировки можно рассматривать в первом приближении вне зависимости от природы металла. Из всех исследуемых соединений фосфорные цепочки отсутствуют только в структурах Cd3P2 и Zn3P2. Для этих соединений ближайшее окружение образовано связями М-Р. Структура остальных соединений фосфидов цинка и кадмия состоит из фосфорных цепочек, связанных как атомами металла и фосфора, так и только металла. У дифосфидов цинка и кадмия, как и тстрафосфида кадмия, фосфорные цепочки вытянуты вдоль осей "а" и "в", в проекции представляют четырехугольные полости.

При интерпретации ФРРАП построение ПФМР проводили на основе расчета межатомных расстояний и числа связей для нескольких координационных: сфер кристаллических струюур. Для фосфидов цинка и кадмия МхРу, имеющих сложные структуры с несколькими независимыми и различно координированными атомами, предложена формула расчета

N.. для любого л. n

и и

ÍXV ÍXV

IV EV '

*=i i- i

где к', к2', ... к* и kj, Щ, ... kj - кратности позиций tнезависимых атомов сорта i и / независимых атомов сорта j в структуре; п',... п[ и nf, ;?2J, ... nj - число идентичных связей у каждого из t независимых атомов сорта / и / - сорта J.

В случае большого количества близких по величине и одинаковых по типу межатомных расстояний их объединяли, считая, что распределение г происходит согласно функции Гаусса. В уравнении для расчета ФРРАП физический смысл дисперсии не только разброс межатомных расстояний из-за аморфизации, но и по причине объединений связей. Такая методика значительно упрощает расчет ПФМР для сложных структур.

В четвертой главе приведены экспериментальные результаты по исследованию методом дифракции быстрых электронов ближнего порядка и моделированию атомной структуры аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия.

Представлены экспериментальные интенсивности рассеяния электронов для аморфных пленок фосфидов цинка и кадмия. Использование электростатического фильтра для отсева неупруго рассеянных электронов и выбор оптимальной толщины 30 нм) пленок позволили провести регистрацию У до в ~ 1,2 нм"1. Проведено сопоставление / со шрих-диаграммами кристаллических фаз распыляемой системы. Представлены интерференционные функции после проведения учета фона и приведения/ к электронным единицам. Анализ распределения интенсивности в дифракционной картине показал, что пленки изотропны и для них возможно применение Фурье-преобразования для расчета ФРРАП. Проведен фазовый анализ пленок, имеющих смешанную (аморфно-кристаллическую) структуру после отжига аморфных пленок под электронным лучом. Отжиг пленок, полученных распылением 2п3Р2 и Сс13Р2, приводит к образованию в аморфной пленке кристаллитов этих соединений и дифосфидов, а отжиг пленок дифосфидов - только к кристаллизации в аморфной матрице соответствующих дифосфидов. Закристаллизовать под электронным лучом, хотя бы частично, остальные полифосфиды не удалось. На следующем этапе проведен расчет ФРРАП на основе интерференционной функции.

Тестирование разработанной методики интерпретации ФРРАП путем расчета ПМФР проводили на тонкопленочных аморфных образцах а-\У03, структура ближнего атомного порядка которого хорошо изучена. Полученная и обработанная по приведенной методике экспериментальная интенсивность рассеяния электронов от пленки а-\\Ю3 совпадала в пределах точности с аналогичными кривыми других авторов.

Из полученной ФРРАП и рассчитанных по (4) ПФМР определены структурные характеристики (г , Лгу, ст..) первых трех координационных сфер (\У-0,0-О, \УЛУ). Эти значения соответствуют результатам по определению ближнего порядка толстых пленок а^03 из рентгенодифрак-циогаюго эксперимента. Тестовый объект позволил установить вид кривой фона при электронографическом эксперименте с электростатическим фильтром.

Выполнены расчеты межатомных расстояний и координационных чисел для сложных кристахтических структур полифосфидов, проведено сопоставление положений максимумов на ФРРАП с радиусами объединенных координационных сфер для кристаллических фаз. Положение первого максимума на ФРРАП пленок, полученных распылением Сс13Р2 и 2п3Р2, соответствует межатомному расстоянию М-Р. Наблюдается асимметрия максимума со стороны малых межатомных расстояний. Для остатьных полифосфидов первый максимум на ФРРАП включает не только расстояние М-Р, но и Р-Р. Более полный анализ структуры проведен в рамках выбранной модели и при учете ''эффекта обрыва".

Проанализированы существующие модели атомной структуры некристаллически веществ. На основании экспериментальных данных по определению атомного и стехиометрического состава, рентгеноспектраль-ных и оптических исследований, а также анализа структуры кристаллических (раз фосфидов цинка и кадмия предложена фрагментарная модель атомной структуры многокомпонентных аморфных матсриатов с преимущественно копалентным типом связи, позволяющая использовать фрагменты структур всех возможных кристаллических аншюгов с оценкой их количественного соотношения. Для каждого структурного фрагмента рассчитаны ФРРАП по кристаллоструктурным данным одного кристаллического аналога. Сравнение экспериментальной ФРРАП с рассчитанной таким образом позволяет делать вывод о ближнем порядке в аморфной пленке. Если аморфная фаза содержит структурные фрагменты фаз не одной, а нескольких кристаллических фаз, которые могут ре-ализовываться при данном элементном составе, то окончательную ФРРАП получают, суммируя ФРРАП отдельных фрагментов с разными весовыми коэффициентами. Минимизируя функциональные разности между экспериментальной и расчетной кривыми по весовым коэффициентам, получили количественное соотношение структурных фрагментов в исследуемом аморфном веществе. На рис. 1 приведены ФРРАП структурных фрагментов системы С<1-Р и суммарная ФРРАП, наиболее близкая к экспериментальной для аморфной пленки Сс1Р4. Получено следующее соотношение фрагментов в пленке Сс1Р4: 75 % С(1Р4, 15 % (3-Сс1Р2 и 10 % Сс1чР3. При распылении р-7пР2 образуются аморфные конденсаты, состоящие из фрагментов - 15 % а-2пР2, 76 % р-2пР,, 9 % гп?..

Таким образом, методика обработки электрографических данных, полученных для некристаллических полифосфидов, и анализ ФРРАП путем расчета ПФМР, впервые позволили получить количественные характеристики структуры аморфных фосфидов цинка и кадмия.

ФРРАП ■90

240 -

210 -

180 -

150 -

120 -90 -60 -30 -

° 0.1 ()'2 0.3 0.4 0.5 г, нм

Рис. 1. Функции радиального распределения атомной плотности: аморфной пленки CdP4 (а - расчетная, б - экспериментальная) и структурных фрагментов Cd3P, (в). CdP4 (г), P-CdP2 (д).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методами дифракции быстрых электронов, просвечивающей электронной микроскопии, масс-спектроскопии, рентгеноспектрального

анализа проведены исследования элементного состава и атомной структуры аморфных пленок, образующихся при лазерном распылении поликристаллических мишеней соединений систем Cd-P и Zn-P на моно- и поликристаллические подложки.

2. Разработан метод анализа ФРРАП, полученных из экспериментальной интенсивности рассеянных электронов, основанный на построении функций пар атомов. Определены условия его применимости. Показано, что использование данного метода позволяет исключить влияние ошибок из-за эффекта обрыва экспериментальной интенсивности со стороны больших значений дифракционных углов.

3. Отработана методика регистрации экспериментальных интенсив-ностей рассеяния электронов, не приводящая к структурным изменениям в аморфных слоях, содержащих легколетучий компонент, в процессе элсктронографических исследований. Получены экспериментальные интенсивности для пленок системы Zn-P и Cd-P методом непосредственной регистрации с использованием электростатического фильтра для отсева неупруго рассеянных электронов.

4. Установлено, что при лазерном распылении в вакууме соединений систем Cd-P и Zn-P в режиме свободной генерации с энергией ихтуче-ния 160 дм, длительностью импульса 0,8 мс, плотностью мощности излучения 1010-1()" Вт/м2 на неподогреваемой подложке конденсируются аморфные слои, не содержащие свободный фосфор.

5. Показано, что для некристаллических тонких пленок, полученных лазерным распылением поликристаллических мишеней соединений систем Cd-P и Zn-P, атомная структура может быть представлена в виде фрагментов с ближним порядком соответствутощим кристаллическим фазам, существующим в исследуемой системе.

6. Установлено, что для пленок, полученных распылением конгруэнтно плавящихся соединений, основное содержание фрагментов соответствует распыляемым соединениям. Количество других фрагментов системы не превышает 15 %. Для этих пленок уширение края оптического поглощения происходит, в основном, за счет аморфизации структуры.

7. Кристаллизация аморфных пленок в вакууме под действием электронного луча приводит к образованию микрокристаллов наиболее стабильной фазы системы.

Цитированная литература

1. Уоррен Б.Е. Рентгеновские исследования структуры стекол // Кристаллография. - 1971. - Т. 16, вып. 6. - С. 1264.

2. Вайнштейн Б.К. К теории метода радиального распределения // Кристаллография. - 1957. - Г. 2, вып. 1. - С. 29.

3. Дворянкин В.Ф. и др. О зависимости интегральных характеристик распределения потенциала в атомах от атомного номера // Кристаллография. - 1964. - Т. 9, вып. 5. - С. 730.

4. Набитович И.Д. и др. Определение когерентной интенсивности и интенсивности фона по экспериментальной кривой рассеяния электронов //Кристаллография. - 1967. - Т. 12, вып. 4. - С. 584.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Лесовой М.В., Алейникова К.Б., Кашкаров В.М., Солодуха А.М. Получение и исследование структуры тонких слоев дифосфида цинка // Изв. АН СССР, сер. Неорганические материалы. - 1986. - Т. 22, № 5. - С. 713-715.

2. Кутуев В.И., Тутов Е.А., Лесовой М.В.,ДомашевскаяЭ.П. Изменения ближнего атомного порядка в пленках a-W03 в процессе окрашивания, адсорбции воды и в результате старения // Кристаллография. - 1988. -Т. 33, вып. 6.-С. 1551-1552.

3. Кукуев В.И., Тутов Е.А., Лесовой М.В., Комолова Л.Ф., Шевцова Н.Ф., Разумовская И.В. Поверхностные состояния и заряд в МДП-струк-туре с пленкой триоксида вольфрама // Поверхность. Физика, химия, механика. -1988. - Т. И, - С. 87-92.

4. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Фрагментарная модель структуры аморфных пленок многокомпонентных полупроводников //Доклады АН. Физическая химия. - 1993. - Т. 329,№3. - С. 308-310.

5. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Фрагментарная модель атомной структуры многокомпонентных аморфных материалов с преимущественно ювалентным типом связи // Известия АН. Серия физическая. - 1993. - Т. 57, № 2. - С. 85-90.

6. Кукуев В.И., Лесовой М.В., Власов Д.А., Малыгин М.В., Дома-шевская Э.П., Томашпольский Ю.Я. Конденсация пленок сложного со-

става в шлюзовом устройстве электронного микроскопа // Приборы и техника эксперимента. - 1994. - № 4. - С. 178-180.

7. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Лукин А.Н. Получение и структура тонких аморфных слоев дифосфида кадмия // Тезисы докладов V Всесоюзного координационного совещания по полупроводниковым соединениям A!1BV. - Душанбе, 1982. - С. 91.

8. Сысоев Б.И., Бсзрядин H.H., Дронов A.C., Лесовой М.В., Мамлин А.Г., Моргунов В.Н. Структура и электрофизические свойства тонких слоев дифосфида цинка на кремнии // Тезисы докладов V Всесоюзного координационного совещания по полупроводниковым соединениям ADBV. - Душанбе, 1982. - С. 93.

9. Лесовой М.В., Алейникова К.Б., Кашкаров В.М. Изучение кривых радиального распределения атомов в тонких аморфных слоях дифосфида цинка по данным, полученным на электронографе ЭМР-100 // Тезисы докладов IY Совещания-семинара по современным проблемам и методике преподавания кристаллохимии "Современные проблемы кристаллохимии". - Калинин, 1983. - С. 51.

10. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Сояодуха А.М. Получение и структура пленок ZiTjPj // Тезисы докладов VI Всесоюзного координационного совещания "Материаловедение полупроводниковых соединений группы A"BV. - Каменец-Подольский, 1984. - С.35.

11. Беликов A.M., Лесовой М.В., Алейникова К.Б., Блувштейн И.М. Кристаллохимия фосфидов цинка и кадмия в аморфном состоянии // Тезисы докладов IY Всесоюзного совещания по кристаллохимии неорганических и координационных соединений. - Бухара, 1986. - С. 121.

12. Лесовой М.В., Беликов A.M., Алейникова К.Б. Параметры ближнего порядка в тонких аморфных слоях фосфидов цинка и кадмия // Тезисы докладов VII Всесоюзного координационного совещания "Материаловедение полупроводниковых соединений группы AI:BV". - Воронеж, 1987.-С. 61.

13. Беликов А.М., Лесовой М.В., Алейникова К.Б., Кашкаров В.М. Получение и струшура тонких пленок фосфидов цинка и кадмия // В сборнике "Новое в получении и применении фосфидов и фосфорсодержащих сплавов". - Алма-Ата, Наука, 1988. Том 2. Полупроводниковые фосфиды. - С. 109.

14. Aleinikova K.B., Lesovoi M.V., Perin Yu.N. Crystal-chemical mode! of amorphous statc in thin 1I-V semiconductors films // Twelfth European crystallographic meeting, vol.2. - Moscow, 1989. - C. 28.

15. Алейникова КБ., Лесовой M B., Перин Ю.Н. Атомная структура тонких аморфных пленок арсенидов кадмия // Тезисы докладов VIII Всесоюзного координационного совещания "Материаловедение полупроводниковых соединений группы A"BV'\ - Черновцы, 1990. - С. 4.

16. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. К вопросу об атомном строении тонких аморфных пленок фосфидов и арсенидов цинка и кадмия //Там же. - С. 5.

17. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Применение метода парных функций к анализу- функций радиального распределения атомов в тонких аморфных пленках фосфида кадмия // Там же. - С. 7.

18. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н., Солодуха А.М. Структура тонких аморфных пленок фосфидов и арсенидов цинка и кадмия по данным дифракции электронов высокой энергии // Тезисы докладов 1 Всесоюзного симпозиума "Методы дифракции электронов в исследовании структуры вещества". - Москва, 1991. - С, 40.

19. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. О возможности определения атомной плотности и нормирующего множителя как единой константы при расчете атомной плотности по электронографическим данным //Там же. - С. 43.

20. Aleinikova К.В., Perin Yu.N., Lesovoi M.V., Nikiforov O.E. Interprétation of elcctron diffraction data of amorphous multicomponent semiconductors // Collected abstracts international conférence "Powder Diffraction and Crystal Chemistry". - St. Petersburg, 1994. - C. 104.

21. Алейникова К.Б., Кашкаров В.M., Лесовой М.В. Ближний атомный порядок и эмиссионные Ц 3-спектры фосфора тонких пленок фосфидов цинка // Тезисы докладов семинара "Рентгеновские и электронные спектры химических соединении- Воронеж, 1996. - С. 61.

22. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Анализ среднего порядка в двухкомпонентных аморфных полупроводниках // Тезисы докладов национальной кристаллической конференции. - Черноголовка, 1998,41. - С. 132.

Заказ 216 от 18.5.2000 г. Тир. 100. Лаборатория оперативной полиграфии ВГУ

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Лесовой, Михаил Васильевич

Введение

1. Основные понятия и уравнения дифракционных методов анализа атомной структуры некристаллических материалов.

1.1. Понятие ближнего порядка.

1.2. Когерентное рассеяние некристаллическими материалами.

1.2.1. Функция радиального распределения атомной плотности для системы из атомов одного сорта.

1.2.2. Функция радиального распределения для систем, состоящих из атомов разного сорта.

1.3. Анализ функций радиального распределения электронной плотности методом расчета парциальных функций межатомных расстояний.

1.4. Метод расчета парциальных функций межатомных расстояний для интерпретации электронографического эксперимента.

1.5. Выводы.

2. Получение и методика электронографических исследований тонких пленок фосфидов цинка и кадмия.

2.1. Получение конденсатов фосфидов цинка и кадмия с использованием импульсного лазерного испарения.

2.2. Контроль микроструктуры и стехиометрии пленок

2.3. По луче гае экспериментальных интенсивностей рассеяния электронов

2.3.1. Приготовление объектов для электронографических исследований.

2.3.2. Регистрация интенсивности электронов, рассеянных некристаллическими веществами.

2.4. Обработка экспериментальных кривых рассеяния электронов.

2.4.1. Нормировка по значениям интенсивности при больших углах рассеяния.

2.4.2. Нормировка Вайнштейна.

2.4.3. Нормировка Крог-Моэ-Нормана.

2.4.4. Учет фона и нормировка экспериментальной интенсивности.

2.4.5. Нормировка интерференционной функции по зависимости координационного числа от температурного фактора.

2.5. Выводы.

3. Общие закономерности в структуре кристаллических фаз соединений систем цинк-фосфор, кадмий-фосфор. Расчет парциальных функций межатомных расстояний для сложных структур.

3.1. Кристаллическая структура С(1зР2 и ZnзP2.

3.2. Структура тетрагональных дифосфидов цинка и кадмия.

3.3. Кристаллическая структура ромбического дифосфида и тетрафосфида кадмия.

3.4. Структура соединения Сс^Рю.

3.5. Алгоритм расчета из кристаллографических данных парциальных функций межатомных расстояний для сложных структур.

3.6. Выводы.

4. Экспериментальные результаты, моделирование атомной структуры аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия.

4.1. Апробация разработанной методики анализа ФРРАП.

4.2. Основные характеристики моделей структуры некристаллических веществ.

4.3. Фрагментарная модель структуры аморфных материалов с преимущественно ковалентным типом связи; ее практическая реализация.'.

4.4. Экспериментальные результаты по электронографическому анализу тонкопленочных конденсатов фосфидов цинка и кадмия .:.

4.4.1. Структура аморфных конденсатов фосфидов цинка.

4.4.2. Структура аморфных конденсатов полифосфидов кадмия.

4.5. Выводы

Введение диссертация по физике, на тему "Моделирование атомной структуры тонких аморфных конденсатов фосфидов цинка и кадмия"

Актуальность темы. Изучение атомной структуры некристаллических (аморфных) твердых тел необходимо для установления взаимосвязи условий формирования аморфных слоев со свойствами, так как физические и физико-химические свойства непосредственно зависят от типа и расположения атомов. Приоритетный характер этих исследований обусловлен необходимостью выявления роли ближнего атомного порядка в формировании электрических и оптических свойств твердых тел. Для этого требуется, прежде всего, установление связи между структурными характеристиками некристаллических материалов и их макроскопическими свойствами. Установление этой связи позволит не только понимать природу свойств, но и послужит основой при разработке новых методов получения аморфных материалов с необходимым комплексом физико-химических свойств.

Однако, при изучении атомной структуры аморфных материалов возникают проблемы, связанные с получением информации о положении атомов из-за отсутствия дальнего порядка.

Основными методами исследования структуры аморфных веществ являются дифракционные, среди которых наиболее широкое развитие получил традиционный метод рентгеноструктурного анализа. Данный метод позволяет получать информацию только о структурных параметрах, усредненных по большому объему, а экспериментальная кривая интенсивности дифрагированных лучей имеет слабо выраженную структуру, что снижает достоверность полученной информации. Поэтому важное значение для расшифровки деталей строения аморфных материалов приобретают высокоразрешающие методы структурного анализа с использованием дифракции электронов, которые несут информацию о существенно меньшем объеме. Несмотря на значительное развитие этих методов и на первые обнадеживающие результаты, достигнутые с их помощью, получить надежную информацию о структуре 5 аморфных веществ, в первую очередь из-за недостаточной точности и ограниченности области измерений, пока не удается. Поэтому в настоящее время широкое распространение получили методы моделирования атомной структуры аморфных систем. Важнейшими критериями адекватности модели строению реальной системы является степень совпадения расчетных и опытных данных.

Решение многих практических задач современной микроэлектроники связано с поиском необходимых материалов и совершенствованием технологии получения качественных тонкопленочных структур. К числу сравнительно новых и малоизученных следует отнести полупроводники группы АПВУ и, в частности, соединения системы кадмий-фосфор и цинк-фосфор. Фосфиды цинка и кадмия нашли применение в квантовой электронике, полупроводниковых лазерах и фотоприемниках, светодиодах, модуляторах и переключателях, удлинителях лазерных импульсов.

На базе соединений системы АПВУ организовано серийное производство оптических устройств, приемников тепловых потоков, измерительных электропреобразователей и др. Zn■i?2 является перспективных материалом для использования в оптоэлектронике (для изготовления широкополосных фотодетекторов, индикаторов поляризации света) и в солнечной энергетике для солнечных ячеек.

Соединения систем Zn-P и Сё-Р имеют различные сложные кристаллические структуры, что определяет разнообразие их свойств. Поэтому исследование особенностей атомного строения конденсатов соединений системы Z^l-F и С(1-Р в сопоставлении с физико-химическими свойствами позволяет не только определить и расширить возможные области их практического использования, но и выявить общие закономерности изменения свойств в зависимости от структуры и типа химической связи.

Недостаточная изученность структуры тонкопленочных конденсатов соединений систем Zn-P и Сс1-Р во многом объясняется сложностью техноло6 гии их получения и анализа структуры из-за наличия в их составе легколетучих элементов.

Цель работы и задачи исследования.

Целью данной работы являлась разработка методики анализа данных электронографических исследований и построение моделей атомной структуры аморфных тонких пленок фосфидов цинка и кадмия на основе структурных фрагментов кристаллических соединений исследуемых двойных систем, а также получение экспериментальных интенсивностей рассеяния электронов для тонких слоев, содержащих легколетучие элементы.

В диссертации поставлены и решены следующие задачи:

2. Разработана методика построения функций пар атомов для анализа функций радиального распределения атомной плотности (ФРРАП), полученных из электронографического эксперимента.

5. Определены условия и получены экспериментальные интенсивности рассеяния электронов тонких пленок, содержащих легколетучие элементы. 7

Объекты исследования. В качестве объектов исследования были выбраны аморфные конденсаты, полученные импульсным лазерным распылением в режиме свободной генерации поликристаллических мишеней соединений систем Zn-P и Сс1-Р в вакуумной камере. Толщину объектов варьировали от 20 до 100 нм.

Научная новизна. На основе теории Финбака-Уоррена развита эффективная методика расчета парциальных функций межатомных расстояний (ПФМР), примененная для интерпретации ФРРАП из электронографического эксперимента, используя которую автором впервые:

- проведены расчеты ПФМР нескольких координационных сфер соединений систем Zn-V и Сё-Р со сложными кристаллическими структурами;

- использован метод анализа ФРРАП, рассчитанных из экспериментальной интенсивности рассеянных электронов, позволивший исключить влияние обрыва экспериментальных данных в области больших углов рассеяния;

- предложен способ моделирования атомной структуры тонких пленок с преимущественно ковалентным типом связи; 8

Достоверность результатов. Достоверность экспериментальных результатов основывается на хорошо апробированных высокоразрешающих методиках дифракции электронов, просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноспектрального анализа тонкопленочных объектов большого ряда систем.

Личный вклад автора. Автором проведены экспериментальные исследования по дифракции электронов на некристаллических объектах. Разработана и реализована в виде комплекса программ методика анализа ФРРАП из элек-тронографического эксперимента. Совместно с сотрудниками кафедры экспериментальной физики Воронежского госуниверситета найдены технологические режимы конденсации аморфных пленок.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на V Всесоюзном координационном совещании по полупроводниковым соединениям AnBv (Душанбе, 1982 г.), IV Совещании-семинаре по современным проблемам и методике преподавания кристаллохимии "Современные проблемы кристаллохимии" (Калинин, 1983 г.), Семинаре "Новые достижения в области фосфидов и фосфорсодержащих сплавов" (Киев, 1983 г.), VI Всесоюзном координационном совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы AnBv" (Каменец-Подольский, 1984 г.), IV Всесоюзном совещании по кристаллохимии неорганических и координационных соединений (Бухара, 1986 г.), VII Всесоюзном координационном совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы AnBv" (Воронеж, 1987 г.), XIII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (Сумы, 1987 г.), Всесоюзного совещания "Дифракционные методы в химии" (Суздаль, 1988 г.), Семинаре "Фосфиды-87" (Алма-Ата, 1987 г.), II сессии по 9 проблемам прикладной кристаллохимии (Воронеж, 1989 г.), XII European crystallographic meeting (Москва, 1989 г.), VIII Всесоюзном координационном совещании "Материаловедение полупроводниковых соединений группы A B (Черновцы, 1990 г.), Сессии секции кристаллохимии по проблемам фундаментальной кристаллохимии (Новосибирск, 1990 г.), 1 Всесоюзном симпозиуме "Методы дифракции электронов в исследовании структуры вещества" (Москва, 1991 г.), VI Научно-техническом семинаре по фосфору "Фосфор Украины-93" (Львов, 1993 г.), International conference "Powder Diffraction and Crystal Chemistry" (St. Petersburg, 1994 г.), Международной конференции по электротехническим материалам и компонентам (Крым, 1995 г.), Семинаре "Рентгеновские и электронные спектры химических соединений" (Воронеж, 1996 г.), Национальной кристаллохимической конференции (Черноголовка, 1998 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 научные работы.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методами дифракции быстрых электронов, просвечивающей электронной микроскопии, масс-спектроскопии, рентгеноспектрального анализа проведены исследования элементного состава и атомной структуры аморфных пленок, образующихся при лазерном распылении поликристаллических мишеней соединений систем Cd-P и Zn-P на моно- и поликристаллические подложки.

3. Отработана методика регистрации экспериментальных интенсивно-стей рассеяния электронов, не приводящая к структурным изменениям в аморфных слоях, содержащих легколетучий компонент, в процессе электро-нографических исследований. Получены экспериментальные интенсивности для пленок системы Zn-P и Cd-P методом непосредственной регистрации с использованием электростатического фильтра для отсева неупруго рассеянных электронов.

4. Установлено, что при лазерном распылении в вакууме соединений систем Cd-P и Zn-P в режиме свободной генерации с энергией излучения 160 дм, длительностью импульса 0,8 мс, плотностью мощности излучения Ю10-1 1 2

10" Вт/м на неподогреваемой подложке конденсируются аморфные слои, не содержащие свободный фосфор.

5. Показано, что для некристаллических тонких пленок, полученных лазерным распылением поликристаллических мишеней соединений систем Cd-Р и Zn-P, атомная структура может быть представлена в виде фрагментов с

132 ближним порядком соответствующим кристаллическим фазам, существующим в исследуемой системе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований предложена и обоснована фрагментарная модель атомной структуры аморфных пленок полифосфидов цинка и кадмия. Наличие количественных структурных характеристик исследованных материалов позволит в дальнейшем провести ряд теоретических расчетов электронных и физических свойств данного вещества, необходимых как для развития физики некристаллических систем, так и для анализа перспективы и возможности их использования в приборах электронной техники.

Разработанная на примере полифосфидов методика моделирования структуры позволит применять электронографический метод исследования для изучения структуры других тонкопленочных объектов.

133

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Лесовой, Михаил Васильевич, Воронеж

1. P.Debye, Verh.d.Dentsch. Phys. Ges., - 1913.- 15, 678.

2. F.Zernicke, I.A.Prins, Zs.f.Phys. 1927. - Bd. 41, 184.

3. W.H. Zachariasen, Phys. Rev. 1941. - 59, 207.

4. Zachariasen W.H. The Atomic Arrangement in Glass. J. Amer. Chem. Soc., 1932, v. 54, N 10, P. 3841-3851.

5. Джеймс P. Оптические принципы дифракции рентгеновских лучей. М., ИЛ, 1950,417 с.

6. Warren В.Е., Krutter Н., Morningstar О. Fourier Analysis of X-Ray Patterns of vitreous Si02 and B203. J. Amer. Ceramic. Soc., 1936, v. 19, P. 202-206.

7. Вайнштейн Б.К. К теории метода радиального распределения // Кристаллография. 1957. - Т. 2, вып. 1. - С. 29.

8. Дворянкин В.Ф. и др. О зависимости интегральных характеристик распределения потенциала в атомах от атомного номера // Кристаллография. 1964. - Т. 9, вып. 5. - С. 730.

9. Hosemann R., Baghi S.N. Direct Analysis of Diffraction by Matter. North-Holland, Publ. Сотр. Amsterdam, 1962.

10. Hosemann R., Lenem K., Krebs H. Der Abbrucheffekt ubd sein Einfbez auf die Atomverteilunfskurven von amorphen Stoffen und Flusigkeiten. Z. Phys. Neuc Folge. - 1967. - Bd. 41., S. 121-153.

11. Стецив Я.И. Определение координационных чисел и среднеквадратичных смещений по кривым радиального распределения // Кристаллографияю 1973ю -Т. 18, вып. 3. - С. 484.

12. Стецив Я.И., Набитович И.В. и др. Новый способ определения нормирующего множителя // Кристаллография. 1973. - Т. 18, вып. 2. - С. 257.

13. Алешина Л.А., Фофанов А.Д., Шиврин О.Н. Структура термически напыленных пленок окисла вольфрама W03 // ДАН СССР. 1982ю - Т. 267, № 3. - С. 596-598.

14. Олевский С.С., Сергеев М.С., Толстихина А.Л. и др. Структура ближнего атомного порядка аморфных пленок W03 // ДАН СССР. 1984. - Т. 275, № 6. - С. 1415-1419.

15. Wakken В.Е. X-ray diffraction. Mass., 1969.

16. Mossi R.L., Warren В.Е. The Structure of Vitreous Si02. J. Appl. cryst. - 1969. - V. 2, N 1. - P. 164-170.134

17. Mozzi R.L., Warren B.E. The Structure of Vitreous Boron Oxide. J. Appl. cryst. -1970.-V. 3,N. 2.-P. 251-258.

18. Norman N. The Fourier Transform Method for Normalizing Intesities // Acta cryst. -1957. -V. 10, N 6. P. 370.

19. Уоррен Б.Е., Авербах Б. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей // Современные методы исследования в металловедении. М.: Гостехиздат, 1958.

20. Уоррен Б.Е. Рентгеновские исследования структуры стекол // Кристаллография. 1971. - Т. 16, вып. 6. - С. 1264-1273.

21. Татаринова Л.И. Структура аморфных веществ. М.: Наука, 1972. - 104 с.

22. В.Ф. Дворянкин, Г.Г. Дворянкина, В.Н. Коломийчук, Ф.А. Брусенцев. О зависимости интегральных характеристик распределения потенциала в атомах от атомного номера // Кристаллография. 1964. - Т. 9, вып.5. - С. 730-734.

23. Л.И. Татаринова. Структура твердых аморфных и жидких веществ. М., "Наука", 1983. С. 150.

24. К.Б. Алейникова, М.В. Лесовой, Ю.Н. Перин. Фрагментарная модель структуры аморфных пленок многокомпонентных полупроводников // ДАН. 1993. - Т. 329, №3.-С. 308-310.

25. Горбунов О.Б., Суров Ю.И., Тотокин В.П. и др. // Получение и свойства тонких пленок. Киев: Наук, думка, 1981. - С. 52.

26. Маренкин С.Ф., Лазарев В.Б., Саныгин В.П. Физико-химия и материаловедение двойных полупроводниковых соединений элементов II и V подгрупп // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1985. - Т. 21, № 5. - С. 721-729.

27. В.Б. Лазарев, В.Я. Шевченко, Я.Х. Гринберг, В.В. Соболев. Полупроводниковые соединения группы АИВУ. М.: Наука, 1978. - С. 256.

28. Nasledov O.N., Shevchenko V.Vd. Semiconducting AnBv Compounds // Phys. stat. sol. (a). 1973. - V. 15, N 1. - P. 9-38.

29. Kalicinska-Karut J., Pruchnik L., Lukasczewicz K. The stoichiometree Formula and Space Group of Cadmium Phosphtide Cd7Pi0 // Roc. Chem. Ann. Soc. Chim. 1971. -V. 45.-P. 1991-1992.

30. Макухин B.H., Савельев B.A. Лазерные методы получения и обработки тонких пленок. Зарубежная радиоэлектроника. 1977. - № 1. - С. 30-51.

31. Днепровский В.Г., Банков В.Н. Получение тонкопленочных слоев в вакууме с помощью излучения оптического квантового генератора. Зарубежная радиоэлектроника. 1978. - № 9. - С. 133-142.135

32. Поглощение лазерного излучения и разрушение полупроводников. A.A. Гринберг, Р.Ф. Мехтиев, С.М. Рыбкин и др. // Физика твердого тела. 1967. - Т. 9, № 5. - С. 1390-1397.

33. Лазеры в технологии. Под редакцией М.Ф. Стельмаха. Москва, изд. Энергия. -1975.-216 с.

34. Справочник по лазерной технике. Киев, изд. Техника. 1978. - 288 с.

35. Солодуха A.M., Жуков О.Н., Лесовой М.В. Структура тонких пленок триоксида вольфрама, полученных лазерным испарением // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1983. - Т. 19, № 12. - С. 2053-2055.

36. Лесовой М.В., Алейникова К.Б., Кашкаров В.М., Солодуха A.M. Получение и исследование структуры тонких слоев дифосфида цинка // Изв. АН СССР, Неорганические материалы. 1986. - Т. 22, № 5. - С. 713-715.

37. Бродски М. Аморфные полупроводники. М., Мир. 1982. - С. 98.

38. Keil Е„ Zeitler Е., Sinn W. // Z. Natur forsch.,а. 1960. - Bd. 15. - S. 1031.

39. A.C. Авилов, A.B. Григорьев, В.А. Кобыляков, A.B. Винник, C.B. Орехов. Автоматический электронный дифрактометр на базе отечественного ЭМР-102 // Тезисы докладов на XIII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии. Москва, 1987. - С. 11.

40. A.C. Авилов. Изучение структуры аморфных веществ методами дифракции электронов и электронной микроскопии // Тезисы докладов на XIII Всесоюзной конференции по электронной микроскопии. Москва, 1987. - С. 224.

41. Филипович В.Н. К теории рассеяния рентгеновских лучей в газах, жидкостях, аморфных твердых тел, поликристаллах. I. II. ЖЭТФ, 1955, т. 25, вып. 9, С. 1604-1638.

42. Waser J., Schomaker V. The Fourier Inversion of Diffraction Data. Rev. Mod. Phys., 1953, v. 25, N 3. - P. 671-690.

43. Finbak C. Acta chem. scand., 1949, v. 3, p. 1279-1293.

44. Радченко И.В. Структура жидких металлов. Успехи физ. наук, 1975, т. 61, вып. 2. - С. 249-276.

45. Moscinski J. Radial density function of liquid obtaied from the terminated neutron diffraction data scaling by the Krogh Moe-Norman-Vainshtain. Acta Phys. Polon., 1972, v. A41,N4, p. 453-469.

46. Вайнштейн Б.К. Структурная электронография. М., Изд-во АН СССР, 1956. -314 с.

47. Вайнштейн Б.К. Нормировка рядов Фурье электронной плотности. ДАН СССР. - 1953, т. 83. - С. 821-823.

48. Krough-Moe J. A Method for Converting Experimental X-ray Intensities to an Absolute Scale. Acta Crystall. - V. 9, N 10. - P. 951-953.

49. Norman N. The Fourier Transform Method for Normalizing Intensities. Acta Crystall., 1957, v. 10, part 5, p. 370-373.

50. А.Ф. Скрышевский. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. М.: Высшая школа. - 1980. - 328 с.

51. Warren В.Е., Mozzi R.L. The termination effect for amorphous patterns // Appl. Cryst. 1975. - V. 8, N 3. - P. 674-677.

52. Richter H., Breitling G„ Herre F. Naturwiss., 1957. - Bd. 44. - S. 109.

53. Rodriguez S.E., Pings C.C. J. Chem. Phys. - 1956. - V. 42. - P. 2435.

54. Яхин B.C., Воробьев Ю.Н., Юрьев Г.С., Богатырев B.JI. Рентгеноструктурное исследование некристаллических материалов. Сообщение I. Расчет функции радиального распределения на основе функции дифракционной интенсивности. -Деп. ВИНИТИ, № 1197-74, 19 с.

55. И.Д. Набитович и др. Определение когерентной интенсивности и интенсивности фона по экспериментальной кривой рассеяния электронов // Кристаллография. 1967. - Т. 12, вып. 4. - С. 584.137

56. Васин О.И., Гладышева Г.И., Дагман Э.Е. // Кристаллография. 1983. - Т. 28, вып. 3. - С. 11.

57. Лазарев В.Б., Шевченко В.Я., Гринберг Я.Х., Соболев В.В. Полупроводниковые соединения группы A!IBv. 1978. - M., Изд. "Наука". - 73 с.

58. Schnering H.G.V. Strukturelemente in Polyphosphiden. Nachr. Chem. Techn. -1973. -N 19. - P. 440-442.

59. Horn J. Crystal Structure and Absolute Configuration of CdP2 // Bull. De L'Academie Polon des Sci. Sre. sci. chim. 1969. - V. 17, N 2. - P. 69-74.

60. Битюцкая Л.А., Алейникова К.Б., Буровицкий Ю.В., Угай Я.А., Сыноров В.Ф. Фазовые превращения в ZnP2 // Тезисы "V Всесоюзной конференции по химической связи в полупроводниках и полуметаллах". 1974. - Минск, Изв. АН Бел. ССР. - С. 96.

61. Kkebs H., Muller К.-Н. Zurn G. Darstellung und Structur des CdP4 // Z. anorg. allg. Chem. 1956. - B. 285. -S. 15-28.

62. В.Б. Лазарев, В.Я. Шевченко, С.Ф. Маренкин, С.Е. Козлов. Получение монокристаллов фосфидов цинка и кадмия. В кн. Получение, свойства и применение фосфидов. 1977, Изд. "Наукова думка", Киев. - С. 22-24.

63. Лазарев В.Б., Гринберг Я.Х., Маренкин С.Ф., Самиев С.Х. Исследование р-Т-х фазовой диаграммы системы Cd-P и термодинамические свойства фосфидов кадмия. 1979. - Изв. АН СССР, Неорганические материалы. - Т. 15 (7). - С. 1149.

64. Goodyear I., Steigmaun G.A. The Crystal Structure of a-CdP2 // Acta Cryst. 1969. -V. B25. - P. 2371-2374.

65. Е.И. Завалишин, К.Б. Алейникова, H.C. Работкина, А.В. Арсенов. Кристаллическая структура Cd7Pio // Журн. структурной химии. 1979. - Т. 20, № 1. - С. 146148.

66. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Фрагментарная модель атомной структуры многокомпонентных аморфных материалов с преимущественно ко-валентным типом связи// Известия АН. Серия физическая. 1993. - Т. 57, № 2. -С. 85-90.

67. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Атомная структура тонких аморфных пленок арсенидов кадмия // Тезисы докладов VIII Всесоюзного координационного совещания "Материаловедение полупроводниковых соединений группы AnBv". Черновцы, 1990. - С. 4.

68. Zdanowicz W., Wojakowshi A. Some Optical Properties of CdP2 // Phys. stat. sol. -1965. V. 10. - P. K93-K97.138

69. Kischio W. Halbleitendes Cadmium und Zinkdiphosphid 11Z. Naturforch. - 1966. -B. 21a.-S. 1733-1734.

70. Беликов A.M., Лесовой M.B., Алейникова К.Б., Блувштейн И.М. Кристаллохимия фосфидов цинка и кадмия в аморфном состоянии // Тезисы докладов IV Всесоюзного совещания по кристаллохимии неорганических и координационных соединений. Бухара, 1986. - С. 121.

71. Zeller H.R., Beyeler U.U. Electrochromism and local order in amorphous W03 // Appl. Phys. 1977. - V. 13, N 13. - P. 231-237.

72. Алешина Л.А., Луговская Л.А. Рентгеноструктурное исследование анодных аморфных окислов вольфрама // Кристаллография. 1997. - Т. 42, № 2. - С. 343349.

73. Loopstra В.О., Boldrini P. Neutron diffraction investigation of W03 // Acta Cryst. B. 1966.-V. 21, N l.-P. 158.

74. Раманс Г.М., Патмалниекс A.A. Структура и морфология аморфных пленок триоксида вольфрама и молибдена // Электрохромизм. Рига. 1987. - С. 67-82.

75. Falaras P., Froelicher М., Froment М., Hugot U., Goff A. Electron Microscopy and Raman Spectroscopy of Anodically formed Tungsten Oxide Films // J. Microscop., Spectroscop. Electr. 1984. - V. 9. - P. 39-45.

76. Kawaminami M., Hirose T. Structural Phase Transitions of Tungsten Trioxide WO3 // Sci. Rep. Kagosima Univ. 1978. - N 27. - P. 77-96.

77. Кукуев В.И., Лесовой М.В., Власов Д А., Малыгин М.В., Домашевская Э.П., Томашпольский Ю.Я. Конденсация пленок сложного состава в шлюзовом устройстве электронного микроскопа // Приборы и техника эксперимента. 1994. -№4.-С. 178-180. .

78. Кукуев В.И., Тутов Е.А., Лесовой М.В., Домашевская Э.П. Изменения ближнего атомного порядка в пленках a-W03 в процессе окрашивания, адсорбции воды и в результате старения // Кристаллография. 1988. - Т. 33, вып. 6. - С. 15511552.

79. Shiojiri М., Migano Т., Kaito С. Structure and crystallization of very thin amorphous W03 films // Jpn. J. Appl. Phys. 1978. - V. 17. - P. 567.

80. Филлипченко В.Я., Финкельштейн C.X., Суров Ю.И. Особенности фазового и структурного состояния электрохромных слоев W03 // Изв. АН СССР, Неорганические материалы. 1980. - Т. 16, № 9. - С. 1687.

81. Szymanski J.T., Roberts А.С. The Crystal Structure of Tungstite W03 H20 // Can. Min. 1984.-V. 22.-P. 681-688.139

82. Coleman M.V., Thomas D.I.D. The Structure of Amorphous Silicon Film. Phys. Stat. Sol., 1967, v. 24, p. K111-K115.

83. Ichikawa T. Electron Diffraction Study on Structure of Amorphous Tellurium. J. Phys. Soc. Japan, 1972, v. 33, p. 1729.

84. Сб. докладов Всесоюзного семинара "Новые идеи в физике стекла". 1987. -Москва. - 83 с.

85. Кукуев В.И., Тутов Е.А., Лесовой М.В., Комолова Л.Ф., Шевцова Н.Ф., Разумовская И.В. Поверхностные состояния и заряд в МДП-структуре с пленкой триоксида вольфрама // Поверхность. Физика, химия, механика. 1988. - Т. 11. -С. 87-92.

86. Л.А. Алешина, Е.А. Никитин, А.Д. Фофанов. Ближний порядок в аморфных окислах алюминия // Кристаллография. 1997. - Т. 42, № 5. - С. 906-912.

87. A.Paola, F. Quarto, С. Sunsert // J. Electrochem. Soc. 1978. - V. 125, N 8. - P. 1344-1347.

88. Alechina L.A., Malinenko V.P., Phouphanov A.D., Yakovleva N.M. // J. Non-Cryst. Sol. 1986. - V. 87. - P. 350.

89. З.Г. Пинскер. Дифракция электронов. Изв-во АН СССР, 1949. С.21.

90. Авилов A.C., Пармон B.C. К вопросу об учете несистематических многоволновых взаимодействий при дифракции электронов // Кристаллография. 1983. - Т. 28, вып. 2. - С. 383-384.

91. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Лукин А.Н. Получение и структура тонких аморфных слоев дифосфида кадмия // Тезисы докладов V Всесоюзного координационного совещания по полупроводниковым соединениям AnBv. Душанбе, 1982. - С. 91.

92. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Солодуха A.M. Получение и структура пленок Zn3P2 // Тезисы докладов VI Всесоюзного координационного совещания "Материаловедение полупроводниковых соединений группы AnBv. Каменец-Подольский, 1984. - С.35.140

93. Aleinikova К.В., Lesovoi M.V., Perin Yu.N. Crystal-chemical model of amorphous state in thin II-V semiconductors films // Twelfth European crystallographic meeting, vol.2. Moscow, 1989. - C. 28.

94. С.Е. Длигач, А.Н. Натепров, В.Н. Стамов. Получение и свойства пленок фосфида кадмия // Тезисы докладов VIII Всесоюзного координационного совеща2 5ния "Материаловедение полупроводниковых соединений группы А В ". 1990.- Черновцы. С. 8.

95. Sobolev V.V., Syrbu N.N., Suchkevich T.N. Energy Band Structure of the Tetragonal Crystals ZnP2 and CdP2 // Phys. stat. sol. (в). 1971. - V. 43. - P.73-81.

96. Китайгородский A.И. Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел. М.-Л., Изд-во Технико-теоретический лит., 1952. 588 с.

97. Домашевская Э.П., У гай Я. А. Рентгеноэлектронные исследования природы химической связи в полупроводниковых соединениях типа А'В5, АПВ5, А3В5,141

98. А4В5 по сдвигам внутренних уровней // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. -1975. Вып. 4. - С. 49-53.

99. Алейникова К.Б., Кашкаров В.М., Лесовой М.В. Ближний атомный порядок и эмиссионные Ь2.з-спектры фосфора тонких пленок фосфидов цинка // Тезисы докладов семинара "Рентгеновские и электронные спектры химических соединений". Воронеж, 1996. - С. 61.

100. В.Б. Лазарев, М.Х. Гринберг, С.Ф. Маренкин, С.Х. Самиев. Исследование Р-Т-X фазовой диаграммы системы Cd-P и термодинамические свойства фосфидов кадмия // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1979. - Т. 15, № 7. - С. 11491154.

101. Smolyarenko Е.М., Trukhan V.M. and Bologa A.P. Piase Diagram of the ZnP2 -CdP2 System // Phys. Stat. Sol. 1985. - V. 91. - P. kl01-kl02.

102. Алейникова К.Б., Лесовой М.В., Перин Ю.Н. Анализ среднего порядка в двух-компонентных аморфных полупроводниках // Тезисы докладов национальной кристаллической конференции. Черноголовка, 1998, 41. - С. 132.

103. Falaras P., Floelicher M., Froment M. et al. // J. Microscop. Spectroscop. Electr. -1984. V. 9, p. 39.

104. Свергун Д.И., Фейгин Л.A. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука, 1986. С.280.142