Оптические свойства наноструктурированных углерода и кремния, композитов на их основе

Кан, Василий Евгеньевич

Оптические свойства наноструктурированных углерода и кремния, композитов на их основе тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Кан, Василий Евгеньевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Омск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Оптические свойства наноструктурированных углерода и кремния, композитов на их основе»

Автореферат диссертации на тему "Оптические свойства наноструктурированных углерода и кремния, композитов на их основе"

Кан Василий Евгеньевич

Оптические свойства наноструктурированных углерода и кремния, композитов на их основе

Специальность 01.04.07 «Физика конденсированного состояния»

Автореферат ОО5055370

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 2 НОЯ 2012

Екатеринбург - 2012

005055370

Работа выполнена в Омском филиале ФГБУН «Институт физики полупроводников им. A.B. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук», г. Омск

Научный руководитель:

д.ф.-м.н., профессор Болотов Валерий Викторович Официальные оппоненты:

Пустоваров В.А., доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры экспериментальной физики, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург

Володин В.А., кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории неравновесных полупроводниковых систем, ФГБУН «Институт физики полупроводников им. A.B. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук», г. Новосибирск

Ведущая организация:

ФГБУН «Институт неорганической химии им. A.B. Николаева СО РАН», г. Новосибирск

Защита состоится «07» декабря 2012 г. в 15:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.285.02 на базе ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» по адресу: РФ, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, зал заседаний Учёного совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Автореферат разослан «01» ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

(ауд.П)

д.ф.-м.н., профессор

/Г.И. Пилипенко/

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Наноструктурированные функциональные материалы являются предметом интенсивных исследований в связи с широкими перспективами их применений. В частности, проблемы миниатюризации и интегрирования микроэлектронных сенсоров со средствами электронного обрамления в пределах кремниевой технологии ставят задачи использования в качестве чувствительных сред наноструктурированных материалов с развитой поверхностью. К таким материалам относятся слои углеродных нанотрубок (УНТ) и пористого кремния (ПК). Нанопористые кремниевые и углеродные структуры, благодаря ряду уникальных физических и химических свойств являются привлекательными объектами для фундаментальных и прикладных исследований [1, 2]. В настоящее время углеродные нанотрубки (УНТ) являются одним из наиболее интенсивно изучаемых наноструктурированных материалов. Электронная структура углеродных нанотрубок чувствительна как к физической, так и химической адсорбции, в частности, это вызывает изменение проводимости. Сорб-ционные свойства углеродных нанотрубок могут изменяться при введении определенного типа дефектов, например, легирующих примесей, и являются специфическими по отношению к разным типам химических реагентов. К настоящему времени известно довольно много исследований по созданию газовых сенсоров, основанных на УНТ (см., например, [3]), однако абсолютное большинство работ выполнено с использованием порошковых технологий или приводятся результаты исследований на индивидуальных нанотрубках, что мало применимо в условиях массового производства интегрированных микроэлектронных сенсоров.

Другим перспективным материалом для создания интегрированных сенсорных структур является пористый кремний (ПК). Слои ПК показывают высокую чувствительность к сорбции газов [2], но деградируют при нахождении в атмосфере. Сенсорные свойства слоев ПК довольно хорошо исследованы, однако физические процессы при этом изучены недостаточно. В этой связи значительный интерес представляют нанокомпозитные структуры, где пористые материалы (слои УНТ, пористый кремний) являются матрицей-носителем чувствительных сред, в частности, окислов металлов (8пОх, УОх и др., [4, 5]). Ожидается, что исследования в данном направлении позволят решить основные проблемы - повышение чувствительности при уменьшении геометрических размеров элементов, селективности, возможности построения интегрированных микро- и наносенсоров.

Цели и задачи исследования

Целью работы является исследование оптическими методами механизмов формирования и свойств нанокомпозитов на основе углеродных нанотрубок, пористого кремния и окислов металлов, процессов адсорбции-десорбции в слоях углеродных нанотрубок, пористого кремния и нанокомпозитов.

Для достижения указанных целей необходимо решить следующие основные задачи:

1. Исследовать методом комбинационного рассеяния света (КРС), структурными методами фракционный состав слоев углеродных нанотрубок и характеристики индивидуальных УНТ, полученных методом СУЭ на структурах БЮг/^ при использовании катализаторов в виде слоев металла и мелкодисперсных частиц.

2. Исследовать методом КРС изменение структуры УНТ при формировании слоев нанокомпозита УНТ/БпОх магнетронным напылением и методом СУЭ.

3. Методом ИК-поглощения и люминесценции исследовать дефекты, процессы адсорбции и десорбции в свободных пленках пористого кремния (ПК) и структурах рог-БЬ^.

4. Исследовать методом ИК-поглощения процессы адсорбции и десорбции в слоях нанокомпозита нанокристаллический кремний - БпОх (пс-З^/БпО,,).

Научная новизна

1. Исследованы слои азотсодержащих УНТ на структурах БЮг/Б^ синтезированные с применением различных типов катализаторов - слоев металла и в мелкодисперсном состоянии, определены структурные особенности и оптимальные режимы получения сплошных слоев УНТ с захороненными металлическими электродами.

2. Установлены различия в механизмах формирования слоев нанокомпозита УНТ/БпОх при получении методами магнетронного напыления и СУЭ. Установлено, что при формировании слоя нанокомпозита УНТ/8пОх методом магнетронного напыления изменяются свойства индивидуальных нанотрубок, а при осаждении олова методом СУЭ происходит изменение свойств слоя в целом.

3. Показано, что экспозиция слоев ПК в парах этанола сопровождается ростом числа адсорбированных на поверхности пор гидроксильных групп (ОН)', приводящей к изменению электрофизических свойств элементов скелетона — нанокристаллов Бь

4. Предложен механизм наблюдаемого увеличения концентрации свободных дырок в слое нанокомпозита рог-З^БпО» при адсорбции М02. Показано, что рост концентрации дырок обусловлен, вероятно, уменьшением концентрации оборванных связей кремния (Рь)+ при взаимодействии с отрицательно заряженными молекулами (Ы02)".

5. Определена природа околокраевой фотолюминесценции в структурах рог-ЗЬ^, возникающая при термообработках. Установлено, что фотолюминесценция обусловлена кислородными термодонорами в подложке кремния.

Практическая значимость

1. Полученные данные по изменению концентрации свободных носителей заряда в слоях ПК и нанокомпозита рог-81/8пОх при экспозиции в парах этанола и в атмосфере, содержащей N02, имеют практическое значение при разработке газовых интегрированных микро- и наносенсоров.

2. Результаты исследований по формированию различных типов нано-композитов УНТ/8пОх на слоях УНТ в зависимости от метода нанесения БпОх (магнетронное напыление, СУБ) открывают возможности формирования наносенсоров либо на индивидуальных функционализированных УНТ, либо на слоях массивов УНТ.

3. Установление природы околокраевой люминесценции в структурах рог-Б^ позволяет с высокой чувствительностью определять содержание термодефектов в и проводить оценку концентрации кислорода в приповерхностных слоях кремния.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При формировании нанокомпозита УНТ/5пОх методом магнетронного напыления в результате процессов интеркаляции и декорирования поверхности УНТ изменяются свойства индивидуальных нанотрубок в слое УНТ. В процессе осаждения оксида олова методом СУЭ в пористой структуре слоя УНТ формируется объемная, структура оксида олова в межтрубочном пространстве, за счет чего изменяются свойства слоя в целом.

2. Увеличение ИК-поглощения на свободных носителях заряда (дырках) в слоях ПК и композитах рог-Э^пО* при экспозиции в парах этанола и атмосфере, содержащей молекулы Ы02, обусловлено ростом концентрации свободных дырок при изменении концентрации заряженных дефектов на поверхности элементов скелетона — оборванных связей (Рь+-центров).

3. Околокраевая ИК-фотолюминесценция (при Х=1,08 мкм) в структурах рог-Б^ обусловлена наличием в приповерхностных слоях кремния термодефектов - кислородных термодоноров,

Личный вклад соискателя в диссертационную работу заключается в участии в постановке задач, подготовке экспериментов и образцов для исследований, в проведении оптических исследований, обработке и интерпретации экспериментальных результатов, участии в написании научных статей в составе авторского коллектива и подготовке их к опубликованию.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 47 печатных работ, в том числе 10 статей в реферируемых научных журналах.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и совещаниях: Вторая международная конференция по физике электронных материалов ФИЭМ-05 (Калуга, 2005), Конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов ПДММ (Владивосток, 2005, 2006), Международная конференция. «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2005, 2006, 2009), III Российское совещание по росту кристаллов и плёнок и исследование их физических свойств и структурного совершенства, Кремний 2006 (Красноярск, 2006), Российская школа-конференция молодых ученых и преподавателей «Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения» (Белгород, 2006), IV Всероссийская научная молодёжная конференция «Под знаком «Сигма» (Омск, 2007), Международная конференция и

школа молодых ученых «Кремний» (Черноголовка, 2008, Нижний Новгород, 2010, Москва, 2011, Санкт-Петербург, 2012), IV Международная конференция и III школа молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Москва, 2007), I международная школа-семинар по фундаментальным проблемам микро- и наносистемной техники (Новосибирск, 2008), Третья Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО-2009 (Екатеринбург, 2009), 25th International Conference on Defects in Semiconductors ICDS-25 (Санкт-Петербург, 2009), IX Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники-2009» (Новосибирск-Томск, 2009).

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, заключения и библиографического списка. Содержит 107 страниц, 37 рисунков на 6 страницах, 9 таблиц на 2 станицах, 139 библиографических ссылок на 16 страницах.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель работы и ее задачи, приведены выносимые на защиту положения, отмечена научная новизна работы и ее практическая значимость.

В первой главе приведен обзор литературы, посвященной особенностям оптических свойств слоев наноструктурированных кремния и углерода.

В данной главе описаны характерные полосы КРС и ИК-поглощения на колебательных модах в наноструктурированном кремнии и углероде, их происхождение и взаимосвязь с модификациями материала. Приведены методы оценки характерных размеров нанообъектов по положению характерных полос в спектрах КРС, а также других характеристик слоев, таких как содержание примесных фаз в слоях УНТ и размеры нанокристаллитов кремния. Представлен обзор современных исследований свойств композитов на основе наноструктурированных кремния и углерода.

Вторая глава является методической. В ней описываются методики синтеза слоев ПК и УНТ, методы получения слоев нанокомпозитов на их основе при использовании методов магнетронного напыления (МН) и CVD. Описаны методики спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС), спектроскопии фотолюминесценции (ФЛ) и ИК-поглощения, термообработок, экспериментов по исследованию влияния адсорбции и десорбции газов на оптические свойства слоев ПК и нанокомпозита nc-Si/SnOx.

В третьей главе представлены результаты исследования оптическими методами механизмов формирования, структуры и адсорбционных свойств слоев УНТ, ПК и нанокомпозитов на их основе.

Первый параграф третьей главы посвящен исследованиям оптическими и структурными методами фракционного состава слоев углеродных азотсодержащих нанотрубок и характеристик индивидуальных нанотрубок, полученных методом CVD на структурах Si02/Si, с использованием объемного ка-

тализатора - Ре, (серия 1), комбинации объемного катализатора и слоя N1 (серия 2), а также чистого слоя N1 (серия 3) [А1].

При разработке газовых сенсоров на основе слоев УНТ необходимо создание электрических контактов к углеродному слою. Перспективным в этой связи представляется получение слоев УНТ, синтезированных на слое металла, играющего роль как проводящего контакта, так и катализатора. При этом необходимо изучение структурных и электрофизических свойств полученных слоев УНТ в областях синтеза с различными катализаторами. Решение поставленной задачи позволит получать сплошные слои УНТ с захороненными контактами для создания газовых микро- и наносенсоров.

В области ЯВМ-колебаний (200-350 см"1) спектров КРС образцов, полученных в присутствии Ре (образцы серий 1 и 2, Рис. 1), наблюдаются несколько пиков, наиболее интенсивный из которых имеет максимум при 287 см"'. В спектрах образцов, полученных в присутствии только N1, данная полоса не обнаружена. Полоса 11ВМ характерна для ОУНТ, однако данные ПЭМ и РЭМ свидетельствуют о присутствии в слое многостенных УНТ (МУНТ) [А2]. Дополнительные исследования показали, что при термических и химических воздействиях положение рассматриваемых полос не меняется, их положение и полуширина отличается от полос оксидов железа, находящихся в этом же диапазоне. Исследования в ПЭМ показали наличие в слое МУНТ с внешним диаметром 5 им и менее, что дает нам основания предполагать, что данная полоса может относится именно к И.ВМ в МУНТ. Известно [6], что полоса 11ВМ может проявляться и в спектрах МУНТ. В этом случае в области ЯВМ проявляются колебания атомов углерода на внутренних оболочках МУНТ при этом оценки диаметра дают величины 0,82-1,34 нм.

Спектры КРС образцов серии 1 в диапазоне 1200-1600 см"1 говорят о высокой степени упорядочения структуры УНТ в данных образцах. В спектре КРС образцов серии 2 наблюдаются признаки большого содержания разупорядоченного микрокристаллического графита, а также дефектов графеновой структуры. Образцы серии 3 имеют высокую степень дефектности. При анализе спектра КРС образов из серии 1 необходимо отметить сложную форму в-полосы, которую можно разложить на компоненты - С- и С+-полосы (см. вставку на рис. 1), форма и положение которых

^ 0,008

н о.оов о

й 0,004 О

Ж 0,002

~ 0.000

1500 1550 1600

>. p^Vvi I

J ,v

i 1 \ t!

\h , w r/V

Сдвиг КРС, см" Рис. 1. Спектры КРС слоев УНТ, полученных на различных катализаторах. Сверху вниз: серия 3, серия 1 и серия 2. На вставке: разложение G-полосы в спектре КРС образцов из серии 1 на компоненты

позволяют предположить наличие в слое нанотрубок с полупроводниковым типом проводимости [6, А2].

Выводы, сделанные на основе результатов исследований слоев УНТ методом спектроскопии КРС подтверждаются результатами исследования морфологии слоев [А1, А2]. Исследования слоя МУНТ методами ПЭМ, РЭМ и рентгеновского структурного анализа показывают растущую разупорядочен-ность слоя УНТ (присутствие дефектов структуры нанотрубок, а также примесных фаз углерода) при переходе от объемного катализатора (серия 1) к слою никеля в качестве катализатора (серия 3).

Таким образом, в результате проведенных исследований были получены сплошные слои УНТ в латеральных структурах с зонами различных катализаторов и с захороненными металлическими контактами (зона пленочного катализатора - слоя М). В полученных слоях присутствуют многостенные нано-трубки с полупроводниковым характером проводимости. Слои УНТ, синтезированные с использованием только объемного катализатора, содержат меньше микрокристаллического графита по сравнению с образцами, синтезированными с использованием комбинированного катализатора. Более дефектную структуру имеют образцы, синтезированные при использовании в качестве катализатора тонких пленок N1 [А1, А2].

Параграф 2 третьей главы посвящен исследованию методом КРС слоев нанокомпозита МУНТ/8пОх при формировании магнетронным напылением (МН) и методом СУЭ [А2].

Спектроскопия КРС слоев нанокомпозита МУНТ/8пОх, полученных различными методами, показала отличие механизмов их формирования. Спектры КРС слоев композита МУНТ/БпО*, полученных методом СУБ, не претерпели значительных изменений по сравнению со спектрами исходных слоев МУНТ (см. рис. 2, кривая 2,). Такое поведение спектров возможно при слабом взаимодействии слоя МУНТ, играющего роль пористой матрицы при создании нанокомпозита, и объемной сверхсетки, образуемой оксидом олова.

В спектре КРС слоев нанокомпозита УНТ/8пОх, полученных методом МН с последующим окислением (рис. 2, кривая 3), ЯВМ-моды не наблюдаются. Положение О-полосы не изменилось, однако ее полуширина увеличилась от 147 до 165 см"1. Полуширина О-полосы возросла с 17 до 102 см"1. Спектры КРС нанокомпозита, полученного методом МН свидетельствуют о значительном изменении структуры отдельных нанотрубок в процессе синтеза нанокомпозита. Изменения полуширин О- и О-полос свидетельствуют о росте дефектности нанотрубок при напылении олова. Можно предположить, что вероятным механизмом, ответственным за гашение радиальной моды колебаний внутренних слоев МУНТ, может служить проникновение атомов олова в меж-дустеночное пространство МУНТ, т.е. процессом интеркаляции. Наличие в слое нанокомпозита чистого олова показано методами Оже-спектроскопии и РФЭС [А2]. Присутствие интеркалированных атомов должно приводить к изменению параметров связей и эффективных масс атомов углерода в стенках МУНТ, а как следствие - к сдвигу или гашению полос КРС. Интеркаляция ра-

нее наблюдались в нанотрубоках, графите, фуллеренах для атомов и, Вг, Р, I, Ва, ЛЬ, Сб (см., например [7]).

Различие в механизмах формирования слоев нанокомпозита, выявленное на основании анализа спектров КРС, подтверждают данные, полученные методами РЭМ и ПЭМ [А2]. Как видно по изображениям в РЭМ (рис. За), в случае получения слоев композита МУНТ/8пОх методом СУБ, 8пОх осаждается в матрице слоя МУНТ, образуя сверхсетку в пористом слое МУНТ. Эта сверхсетка формируется не только на поверхности, но и в глубине слоя МУНТ. В случае получения слоев композита МУНТ/БпОх методом МН, атомы олова и 8пОх осаждается равномерно по поверхности нанотрубок, повторяя структуру слоя МУНТ и увеличивая диаметр нанотрубок (рис. 36).

Рис. 2. Спектры КРС композита МУНТ/8пОх: 1- исходный слой УНТ; 2 - нанокомпозит УНТ/8пОх> полученный методом СУБ; 3 - нанокомпозит УНТ/8пОх, полученный методом МН

Предположение о различии механизмов формирования слоев нанокомпозита МУНТ/БпОх методами МН и СУО подтверждают также результаты Оже-спектроскопии, РФЭС и исследований их электрофизических свойств [А2].

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что при формировании нанокомпозита МУНТ/8пОх методом СУО происходит образование сверхсетки оксида олова в межтрубочное пространство слоя МУНТ, при этом структура нанотрубок не изменяется. Метод магнетронного напыления формирует слой нанокомпозита МУНТ/8пОх, в котором индивидуальные МУНТ равномерно покрыты слоем оксида олова и, предположительно, содержат ин-теркалированные атомы олова.

Параграф 3 третьей главы посвящен изучению методами спектроскопии КРС и ИК-поглощения структуры слоев нанокомпозита пс-81/8пОх, а также процессов адсорбции и десорбции этанола и N02 в слоях ПК и нанокомпозита пс-81/8пОх [АЗ, А4].

Результаты исследования структуры слоев нанокомпозита пс-81/8пОх методами спектроскопии КРС и ИК-поглощения позволяет сделать вывод о том, что нанесение оксида олова методом МН не вносит существенных изменений

Рис. 3. Морфология слоев нанокомпозита МУНТ/ЭпОх, полученных: а) — методом СУО; б) — магнетронным напылением

в структуру слоя ПК и об относительно малом количестве оксида олова в слое нанокомпозита.

При адсорбции Ы02 (концентрация 100 ррт) в спектрах ИК-поглощения свободных слоев ПК появляется монотонная составляющая, вызванная поглощением на свободных носителях заряда - дырках. Кроме того, в ИК-спектрах растут полосы поглощения на 81-0 и ОН-связях, свидетельствующие о протекающих процессах окисления слоя ПК. При адсорбции N02 на слоях нанокомпозита пс-81/8пОх, полученного магнетронным напылением, также проявляется рост поглощения на свободных дырках (см. рис. 22, кривая 2).

Волновое число, см"1 Волновое число, см"1

Рис. 4. Спектры ИК-поглощения: 1 - свободного слоя ПК (50 мкм);

2 - слоя нанокомпозита пс-81/8пОх, полученного магнетронным напылением, а — исходные слои, б — при адсорбции N02

В слоях нанокомпозитов при адсорбции N02 не наблюдается выраженного роста поглощения на колебаниях ОН- и 8Ю-групп, что можно объяснить присутствием на поверхности нанокристаллитов кремния слоя оксида олова, выполняющего защитную функцию. Данный вывод подтверждают результаты измерений ИК-поглощения на слоях нанокомпозита, выполненные спустя 1 месяц хранения образцов в атмосфере - слои нанокомпозита сохранили чувствительность к сорбции N02-

Анализ спектров ИК-поглощения свободных слоев ПК при экспозиции в парах этанола (концентрация 500 ррт) показал рост поглощения на группах (ОН)" и СНХ. При адсорбции этанола в слоях нанокомпозита пс-81/8пОх, в отличие от слоев ПК, в спектрах ИК-поглощения изменений не наблюдается.

Исследования методами спектроскопии КРС и ИК-поглощения позволяют сделать вывод о том, что в слоях нанокомпозита пс-8У8пОх не меняется характер взаимодействия кристаллитов кремния с сорбируемыми молекулами. Кластеры оксида олова в структуре слоя нанокомпозита пс-8!/8пОх играют роль защитного покрытия, предотвращающего деградацию, обусловленную естественным окислением кристаллитов кремния, а также являются эффективными центрами адсорбции молекул N02.

Процесс взаимодействия кристаллитов с адсорбированными газами заключается в следующем [2]: оборванные связи на поверхности кристаллитов (Яь-центры) являются центрами захвата носителей заряда. При захвате дырки, Рь-центр приобретает эффективный положительный заряд: Рь + /г+ —> /V (где /Г - дырка). При адсорбции молекул или радикалов, несущих отрицательный заряд, происходит образование электрически нейтрального комплекса (V + (гДе Я-радикал или молекула). Это, в свою очередь, приводит к росту концентрации дырок в объеме кристаллитов кремния (элементов скелетона), что отражается в оптических и электронных свойствах нанокристалличе-ского кремния. Оценки, проведенные из спектров ИК-поглощения в соответствии с [2] показали, что при адсорбции >Ю2 в слоях ПК и нанокомпозита, рост концентрации свободных дырок происходит до величины 1-1019 см"3 (т.е. вплоть до уровня легирования подложки КДБ-0,005,/?=5-1019 см'3).

Модель роста концентрации свободных носителей в слоях ПК при адсорбции Ы02 предполагает образовании (Рь+-Ы02")-паР> что должно приводить к изменению зарядового состояния оборванных связей кремния, а, следовательно, к адекватному изменению числа ЭПР-активных (Рь)° —центров [2]. Серия экспериментов по исследованию ЭПР-спектров слоев нанокомпозита и ПК в атмосфере этанола и Ы02 показала, что при адсорбции этанола число (Рь)°-центров практически не изменяется, а при адсорбции >Ю2 происходит рост интенсивности ЭПР-сигнала слоев нанокомпозита и ПК на (Рь)°-центрах. Это подтверждает вывод об идентичности механизмов взаимодействия слоев нанокомпозита и ПК с адсорбированными газами.

Из вышесказанного следует, что процесс взаимодействия газов с поверхностными дефектами влияет на электронные свойства кристаллитов кремния. Исследования влияния адсорбции газов на электрофизические свойства слоев ПК и нанокомпозитов были освещены в работах [АЗ-А5]. Был показан рост концентрации свободных носителей в слоях ПК при адсорбции паров этанола [А4] и в слоях нанокомпозита пс-Б^БпОх при адсорбции Ы02 [АЗ, А5].

Таким образом, установлено, что при адсорбции этанола происходит электростатическое взаимодействие групп (ОН)~ с положительно-заряженными дефектами на поверхности пор ПК (/'(/-центрами), что приводит к уменьшению обедненной зоны в нанокриталлитах р-кремния. В слоях нанокомпозита пс-81/8пОх при адсорбции (И02)" происходит образование комплексов (Рь+-М02')°, приводящее к росту концентрации свободных дырок. Кластеры оксида олова на поверхности нанокристаллов кремния выполняют защитную роль, повышая стабильность структуры, а также являются эффективными центрами адсорбции при экспозиции в >Ю2.

Параграф 4 третьей главы посвящен исследованию методом люминесценции дефектов в структурах рог-Б^Бь

При исследованиях методом спектроскопии КРС с использованием ИК-возбуждения (>.=1,064 мкм) структур рог-81/81, а также нанокомпозитов, получаемых на их основе, была зафиксирована широкая полоса люминесценции сложной формы с максимумом около 1,08 эВ [А5]. Наблюдаемая люминес-

ценция значительно осложняет анализ спектров КРС в слое пористого кремния, поэтому была произведена серия экспериментов, направленная на выяснение природы этого явления и его характеризацию.

Выращенный на поверхности кристаллического кремния слой ПК толщиной 50 мкм не вносит существенного вклада в спектр, возбуждаемый ИК-лазером, что подтверждается экспериментами по исследованию структур рог-Si/Si после синтеза слоя ПК и после его стравливания. В то же время подложка монокристаллического кремния независимо от типа проводимости, содержания кислорода, методов роста, показывает широкую полосу околокраевой ФЛ с максимумом при Е=1,084 эВ разной интенсивности.

Было обнаружено, что интенсивность ФЛ при термообработках (ТО) нарастает в температурном интервале 400-550 и 700-800 °С, спадает при ТО 600 °С и незначительна после ТО 1050 °С. При повторных ТО температурные диапазоны роста ФЛ совпадают, что говорит о возможном участии термических дефектов в качестве ловушек в процессе излучательной рекомбинации (рис. 5). Термообработки при 1050 °С приводят к уменьшению интенсивности ФЛ по всему объему кристалла, что может быть обусловлено как растворением мелких кислородных образований (аналогичных кислородным термодонорам), так и образованием при термообработке безизлучательных центров рекомбинации, однородно распределенных по объему кристаллов.

Из проведенных исследований следует, что как в процессе выращивания кристаллов различными методами, так и при сопутствующих термических обработках, происходит образование термических дефектов, приводящих к формированию ловушек для неравновесных носителей заряда, опустошение которых приводит к актам излучательной рекомбинации, дающим вклад в околокраевую ФЛ. Совпадение температурного интервала восстановления и отжига дефектов с температурным интервалом формирования и распада кислородосо-держащих дефектов - термодоноров первого и второго рода позволяет предположить, что ловушечные состояния создаются кислородосо-держащими дефектами, в частности, термодонорами I и II рода, электронные состояния которых расположены в интервале 0.09-0.15 эВ ниже зоны проводимости. Установление природы околокраевой люминесценции в структурах рог-Si/Si позволяет с высокой чувствительностью определять содержание термодефектов в Si и проводить оценку концентрации кислорода в приповерхностных слоях кремния.

2DOO-! 1800

1400 1200

0 л

0 1 00 200 300 400 600 800 700 800 900 1000 1100

Температура отжига, °С

Рис. 5. Зависимость интегральной интенсивности ФЛ от термообработок. Образец КДБ 7.5, изохронный отжиг: 1 - предварительная ТО 1050 С, 1 ч., 2 - предварительная ТО 1050°С, 1.5 ч., 3 - предварительная ТО 1050°С, 2 ч.; 4 -исходный материал

Основные результаты и выводы

1.Слои УНТ, синтезированные на слоях Si02 в структурах Si02/Si с использованием объемного катализатора (Fe) содержат меньше микрокристаллического графита по сравнению с образцами, синтезированными с использованием комбинированного катализатора - пленка Ni/объемный катализатор Fe. Более дефектную структуру имеют образцы, синтезированные при использовании в качестве катализатора тонких пленок Ni.

2. При формировании нанокомпозита МУНТ/БпОх методом CVD происходит формирование объемной, структуры оксида олова в межтрубочном пространстве слоя МУНТ, при этом структура нанотрубок не изменяется. Метод магнетронного напыления формирует слой нанокомпозита МУНТ/SnOx , в котором индивидуальные МУНТ равномерно покрыты островками оксида олова и, вероятно, содержат интеркалированные атомы олова.

3. Методом CVD в едином технологическом процессе получены сплошные слои МУНТ на латеральных структурах Si02//Si, содержащих области с различными катализаторами. Полученные результаты позволяют формировать захороненные металлические контакты к слоям УНТ для создания приборных структур.

4. При адсорбции этанола происходит взаимодействие групп (ОН)" с положительно-заряженными дефектами на поверхности пор ПК (7>ь+-центрами), что приводит к увеличению концентрации свободных дырок в нанокристаллах кремния.

5. В слоях нанокомпозита nc-Si/SnOx при адсорбции N02 происходит образование комплексов (Pb+-N02"), приводящее к увеличению концентрации свободных дырок. Кластеры оксида олова на поверхности нанокристаллов кремния являются эффективными центрами адсорбции для молекул (N02)' и выполняют защитную роль, повышая стабильность структуры. Полученные нанокомпозитные слои обладают высокой чувствительностью к адсорбции молекул N02.

6. Установлено, что кислородосодержащие дефекты, в частности, термодоноры I и II рода создают ловушки для неравновесных носителей заряда, опустошение которых приводит к излучательной рекомбинации, дающей вклад в околокраевую ФЛ.

Основные публикации по теме диссертации:

AI. Кан В.Е. / Влияние катализатора на структурные и электрофизические характеристики слоев азотсодержащих углеродных нанотрубок, полученных методом газофазного синтеза. / В.В. Болотов, В.Е. Кан, H.A. Давлет-кильдеев, И.В. Пономарева, О.В. Кривозубов, A.B. Окотруб, А.Г. Кудашов // Перспективные материалы. - 2009. - №3. - С.24-29.

А2. Кан В.Е. / Механизмы формирования слоев нанокомпозитов на основе многостенных углеродных нанотрубок и нестехеометрического оксида олова. / В.В. Болотов, В.Е. Кан, П.М. Корусенко, С.Н. Несов, С.Н. Поворознюк,

И.В. Пономарева, В.Е. Росликов, Ю.А. Стенькин, Р.В. Шелягин, Е.В. Князев // ФТТ. -2012. -Т.54, Вып. 1.-С. 154-161.

A3. Кан В.Е. / Влияние этанола на оптические и электрофизические параметры пористого кремния. / В.В. Болотов, Ю.А. Стенькин, В.Е. Росликов, В.Е. Кан, И.В. Пономарева, С.Н. Несов // ФТП. - 2009. - Т. 43, Вып. 7. - С. 957960.

А4. Кан В.Е. / Получение слоев нанокомпозита por-Si/SnOx для газовых микро- и наносенсоров. / В.В. Болотов, П.М. Корусенко, С.Н. Несов, С.Н. По-ворознюк, В.Е. Росликов, Е.А. Курдюкова, Ю.А. Стенькин, Р.В. Шелягин, Е.В. Князев, В.Е. Кан, И.В. Пономарева // ФТП. - 2011. - Т. 45, Вып. 5 - С.702-707.

А5. Bolotov, V.V. Nanocomposite por-Si/SnOx layers formation for gas microsensors. / V.V. Bolotov, P.M. Korusenko, S.N. Nesov, S.N. Povoroznyuk, V.E. Roslikov, E.A. Kurdyukova, Yu.A. Sten'kin, R.V. Shelyagin, E.V. Knyazev, V.E. Kan, I.V. Ponomareva // Materials Science and Engineering В.- 2012.- N.177.-P.l-7.

A6. Кан В.Е. / Инфракрасная люминесценция в термообработанном кремнии. В.В. Болотов, В.Е. Кан // ФТП. - 2009. - Т. 43, Вып. 1. - С. 31 -33.

Цитируемая литература

1. Dresselhaus, М. S. Phonons in carbon nanotubes. / M.S. Dresselhaus,, P.C. Eklund // Advances in Physics.- 2000,- V. 49, N. 6,- P. 705-814.

2. Осминкина, Л.A. / Роль примеси бора в активации свободных носителей заряда в слоях пористого кремния при адсорбции акцепторных молекул. Л.А. Осминкина, Е.А. Константинова, К.С. Шаров, П.К. Кашкаров, В.Ю. Тимошенко. ФТП. - 2005. - Т.39, Вып. 3. -С. 365-368.

3. Kaul, Anupama В. Gas sensing with long, diffusively contacted single-walled carbon nanotubes. / Anupama B. Kaul // Nanotechnology.- 2009.- V. 20.- P.

155501(1)-155501(6).

4. Yang, An. Room temperature gas sensing properties of Sn02/multiwaIl-carbon-nanotube composite nanofibers. / An Yang, Xiaoming Tao, Rongxing Wang, Shuncheng Lee, Charles Surya // Appl. Phys. Lett. - 2007. - V. 91. - P. 133110(3).

5. Angelucci, R. Permeated porous silicon for hydrocarbon sensor fabrication. / R. Angelucci, A. Poggi, L. Don, G.C. Cardinali, A. Parisini, A. Tagliani, M. Mariasaldi, F. Cavani // Sensors and Actuators . - 1999. - V. 74. - P. 95-99.

6. Jorio, A. Characterizing carbon nanotube samples with resonance Raman scattering. / A. Jorio, M.A. Pimenta, A.G. Souza Filho, R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus // New Journal of Physics. - 2003. - V.5. - P. 139.1-139.17.

7. Романенко, А.И. Транспортные и магнитные свойства многослойных углеродных нанотруб до и после интеркалирования бромом. / А.И. Романенко, О.Б. Аникеева, А.В. Окотруб, Л.Г. Булушева, Н.Ф. Юданов, С. Dong, Y. Ni // ФТТ,- 2002,- Т. 44, Вып. 4,- С.634-637.

Подписано в печать 26.10.2012 Формат 60x84/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 608

Отпечатано в «Полиграфическом центре КАН» тел. (3812) 24-70-79. 8-904-585-98-84.

E-mail: pc_kan@mail.ru 644050, г. Омск, ул. Красный Путь, 30 Лицензия ПЛД № 58-47 от 21.04.97

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Кан, Василий Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Оптические свойства наноструктурированного углерода и кремния, наноматериалов на их основе (Обзор литературы).

§1.1 ИК- поглощение и комбинационное рассеяние света в углеродных нанотрубках.

§1.2 Оптические свойства пористого кремния: КРС, ИК-поглощение, люминесценция.

§1.3. Оптические свойства нанокомпозитов на основе наноструктурированных кремния и углерода.

ГЛАВА 2. Методика эксперимента.

§2.1. Спектроскопия КРС.

§ 2.2. Спектроскопия ИК-поглощения.

§ 2.3. Приготовление образцов наноструктурированных кремния и углерода, нанокомпозитов для оптических измерений.

§ 2.4 Структурные и электрофизические исследования.

ГЛАВА 3. Экспериментальная часть.

§3.1 Исследование методом КРС структуры и фазового состава слоев

МУНТ, полученных при использовании катализаторов различного типа.

§3.2. Исследование методом КРС структуры и фазового состава слоев нанокомпозитов МУНТ/БпОх, полученных методами СУБ и магнетронного напыления.

§3.3. КРС и ИК-поглощение в слоях пористого кремния. и нанокомпозита пс-81/8пОх при адсорбции паров этанолаи молекул N

§ 3.4. Влияние термообработок на фотолюминесценцию в структурах рог-в^.

Введение диссертация по физике, на тему "Оптические свойства наноструктурированных углерода и кремния, композитов на их основе"

Актуальность темы

Наноструктурированные функциональные материалы являются предметом интенсивных исследований в связи с широкими перспективами их применений. В частности, проблемы миниатюризации и интегрирования микроэлектронных сенсоров со средствами электронного обрамления в пределах кремниевой технологии ставят задачи использования в качестве чувствительных сред наноструктурированных материалов с развитой поверхностью. К таким материалам относятся слои углеродных нанотрубок (УНТ) и пористого кремния (ПК). Нанопористые кремниевые и углеродные структуры, благодаря ряду уникальных физических и химических свойств являются привлекательными объектами для фундаментальных и прикладных исследований [1, 2]. В настоящее время углеродные нанотрубки (УНТ) являются одним из наиболее интенсивно изучаемых наноструктурированных материалов. Электронная структура углеродных нанотрубок чувствительна как к физической, так и химической адсорбции, в частности, это вызывает изменение проводимости. Сорбционные свойства углеродных нанотрубок могут изменяться при введении определенного типа дефектов, например, легирующих примесей, и являются специфическими по отношению к разным типам химических реагентов. К настоящему времени известно довольно много исследований по созданию газовых сенсоров, основанных на УНТ (см., например, [3]), однако абсолютное большинство работ выполнено с использованием порошковых технологий или приводятся результаты исследований на индивидуальных нанотрубках, что мало применимо в условиях массового производства интегрированных микроэлектронных сенсоров.

Оптическая спектроскопия является современным, экспрессным и неразрушающим методом исследования структуры, морфологии и состава конденсированных сред и нанотруктурированных материалов в частности. Изучение оптических свойств наноструктурированных кремния, углерода и слоёв нанокомпозитов на их основе в совокупности с другими методами исследования (структурными, электрофизическими) позволяет вскрывать внутренние физико-химические процессы, протекающие в слоях нанокомпозитов при формировании и. в процессах адсорбции-десорбции. Полученные знания необходимы при разработке высокочувствительных, селективных и интегрированных газовых и жидкостных сенсоров.

Объектом исследования являются слои наноструктурированных кремния и углерода, а именно слои ПК и УНТ, слои нанокомпозитов на их основе, полученные нанесением полупроводникового оксида олова методами магнетронного напыления и С\Т).

Методами исследования являются спектроскопия ИК-поглощения, КРС и фотолюминесценции, РЭМ, ПЭМ, спектроскопия ЭПР, Оже, РФЭС, электрофизические исследования.

Цель и задачи работы

Для достижения указанных целей необходимо решить следующие основные задачи:

1. Исследовать методом комбинационного рассеяния света (КРС), структурными методами фракционный состав слоев углеродных нанотрубок и характеристики индивидуальных УНТ, полученных методом СУХ) на структурах 8102/81 при использовании катализаторов в виде слоев металла и мелкодисперсных частиц.

2. Исследовать методом КРС изменение структуры УНТ при формировании слоев нанокомпозита УНТ/8пОх магнетронным напылением и методом СУХ).

3. Методом ИК-поглощения и люминесценции исследовать дефекты, процессы адсорбции и десорбции в свободных пленках пористого кремния (ПК) и структурах рог-81/81.

4. Исследовать методом ИК-поглощения процессы адсорбции и десорбции в слоях нанокомпозита нанокристаллический кремний - 8пОх (пс-81/8пОх).

Научная новизна

1 .Исследованы слои азотсодержащих УНТ на структурах 8Ю2/81, синтезированные с применением различных типов катализаторов - слоев металла и в межодисперсном состоянии, определены структурные особенности и оптимальные режимы получения сплошных слоев УНТ с захороненными металлическими электродами.

2.Установлены различия в механизмах формирования слоев нанокомпозита УНТ/8пОх при получении методами магнетронного напыления и СУО. Установлено, что при формировании слоя нанокомпозита УНТ/8пОх методом магнетронного напыления изменяются свойства индивидуальных нанотрубок, а при осаждении олова методом СУТ) происходит изменение свойств слоя в целом.

3. Показано, что экспозиция слоев ПК в парах этанола сопровождается ростом числа адсорбированных на поверхности пор гидроксильных групп (ОН)", приводящей к изменению электрофизических свойств элементов скелетона - нанокристаллов 81.

4.Предложен механизм наблюдаемого увеличения концентрации свободных дырок в слое нанокомпозита рог-81/8пОх при адсорбции N02* Показано, что рост концентрации дырок обусловлен, вероятно, уменьшением концентрации оборванных связей кремния (Рь)+ при взаимодействии с отрицательно заряженными молекулами (N02)".

5. Определена природа околокраевой фотолюминесценции в структурах рог-81/81, возникающая при термообработках. Установлено, что фотолюминесценция обусловлена кислородными термодонорами в подложке кремния.

Практическая значимость

1 Полученные данные по изменению концентрации свободных носителей заряда в слоях ПК и нанокомпозита рог-81/8пОх при экспозиции в парах этанола и в атмосфере, содержащей N02, имеют практическое значение при разработке газовых интегрированных микро- и наносенсоров.

2. Результаты исследований по формированию различных типов нанокомпозитов УНТ/8пОх на слоях УНТ в зависимости от метода нанесения 8пОх (магнетронное напыление, СVI)) открывают возможности формирования наносенсоров либо на индивидуальных функционализированных УНТ, либо на слоях массивов УНТ.

3. Установление природы околокраевой люминесценции в структурах рог-81/81 позволяет с высокой чувствительностью определять содержание термодефектов в 81 и проводить оценку концентрации кислорода в приповерхностных слоях кремния.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При формировании нанокомпозита УНТ/8пОх методом магнетронного напыления в результате процессов интеркаляции и декорирования поверхности УНТ изменяются свойства индивидуальных нанотрубок в слое УНТ. В процессе осаждения оксида олова методом СУХ) в пористой структуре слоя УНТ формируется объемная структура оксида олова в межтрубочном пространстве, за счет чего изменяются свойства слоя в целом.

2. Увеличение ИК-поглощения на свободных носителях заряда (дырках) в слоях ПК и композитах рог-^/БпОх при экспозиции в парах этанола и атмосфере, содержащей молекулы N02, обусловлено ростом концентрации свободных дырок при изменении концентрации заряженных дефектов на поверхности элементов скелетона - оборванных связей (Рь+-центров).

3. Околокраевая ИК-фотолюминесценция (при ^=1,08 мкм) в структурах рог^/Б! обусловлена наличием в приповерхностных слоях кремния термодефектов - кислородных термодоноров.

Достоверность полученных результатов и выводов

Достоверность полученных результатов основана на тщательной подготовке и планировании эксперимента, проведении исследований на широком наборе образцов, корректности обработки экспериментальных данных и интерпретации на основе существующих представлений, сравнении результатов с данными, полученными другими экспериментальными группами. Достоверность полученных из оптических измерений сведений и выводов подтверждается результатами структурных и электрофизических исследований слоев нанокомпозитов.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 47 печатных работ, в том числе 10 статей в реферируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и совещаниях: Вторая международная конференция по физике электронных материалов ФИЭМ-05 (Калуга, 2005), Конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов ПДММ (Владивосток, 2005, 2006), Международная конференция. «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, 2005, 2006, 2009), III Российское совещание по росту кристаллов и плёнок и исследование их физических свойств и структурного совершенства, Кремний 2006 (Красноярск, 2006), Российская школа-конференция молодых ученых и преподавателей «Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения» (Белгород, 2006), IV Всероссийская научная молодёжная конференция «Под знаком «Сигма» (Омск, 2007), Международная конференция и школа молодых ученых «Кремний» (Черноголовка, 2008, Нижний Новгород, 2010, Москва, 2011, Санкт-Петербург, 2012), IV Международная конференция и III школа молодых ученых и специалистов по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Москва, 2007), I международная школа-семинар по фундаментальным проблемам микро- и наносистемной техники (Новосибирск, 2008), Третья Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО-2009 (Екатеринбург, 2009), 25th International Conference on Defects in Semiconductors ICDS-25 (Санкт-Петербург, 2009), IX Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники-2009» (Новосибирск-Томск, 2009). Перечень публикаций в сборниках трудов конференций приведён в конце списка литературы.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка. Содержит 114 страниц, 37 рисунков на 6 страницах, 9 таблиц на 2 станицах, 141 библиографическую ссылку на 16 страницах.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

Основные результаты и выводы

1.Слои УНТ, синтезированные на слоях БЮг в структурах 8Ю2//81 с использованием объемного катализатора (Бе) содержат меньше микрокристаллического графита по сравнению с образцами, синтезированными с использованием комбинированного катализатора - пленка №/объемный катализатор Бе. Более дефектную структуру имеют образцы, синтезированные при использовании в качестве катализатора тонких пленок №.

2. При формировании нанокомпозита МУНТ/8пОх методом СУБ происходит формирование объемной, структуры оксида олова в межтрубочном пространстве слоя МУНТ, при этом структура нанотрубок не изменяется. Метод магнетронного напыления формирует слой нанокомпозита МУНТ/8пОх , в котором индивидуальные МУНТ равномерно покрыты островками оксида олова и, вероятно, содержат интеркалированные атомы олова.

3. Методом СУЕ) в едином технологическом процессе получены сплошные слои УНТ на латеральных структурах 8Ю2//81, содержащих области с различными катализаторами. Полученные результаты позволяют формировать захороненные металлические контакты к слоям УНТ для создания приборных структур.

4. При адсорбции этанола происходит взаимодействие групп (ОН)" с положительно-заряженными дефектами на поверхности пор ПК (^-Центрами), что приводит к увеличению концентрации свободных дырок в нанокристаллах кремния.

5. В слоях нанокомпозита пс-81/8пОх при адсорбции Ж)2 происходит образование комплексов (РЬ+-1Ч02"), приводящее к увеличению концентрации свободных дырок. Кластеры оксида олова на поверхности нанокристаллов кремния являются эффективными центрами адсорбции для молекул (К02)" и выполняют защитную роль, повышая стабильность структуры. Полученные нанокомпозитные слои обладают высокой чувствительностью к адсорбции молекул N02.

Рекомендации по использованию результатов работы

Материалы диссертации могут быть рекомендованы к использованию в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН, Институте физики полупроводников им. A.B. Ржанова СО РАН, Физическом институте им П.Н. Лебедева РАН, Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова, Институте физики микроструктур РАН, Институте физики твердого тела РАН, Институте проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, Новосибирском государственном университете, Омском государственном университете им. Ф.М. Достоевского и других организациях и учреждениях, занятых исследованием низкоразмерных электронных систем, разработкой приборов микро- и наноэлектроники и приборов на основе квантовых эффектов.

Благодарности

Автор выражает благодарность научному руководителю д.ф.-м.н., профессору В.В. Болотову, д.ф.-м.н., профессору A.B. Окотрубу с сотрудниками за синтез слоев УНТ, за разработку, создание и предоставление установки «СУТ)-4»для синтеза УНТ, к.ф.-м.н., доценту В.А. Володину за содействие в проведении исследований методом спектроскопии КРС и плодотворные дискуссии, сотрудникам лаборатории физики полупроводниковых структур Омского филиала ИФП СО РАН к.х.н. Ю.А. Стенькину и К.Е. Ивлеву за предоставленные образцы слоев ПК, УНТ, а также нанокомпозитов, созданных на их основе методом CVD, В.Е. Росликову за помощь в создании нанокомпозитов МУНТ/8пОх и пс-БУБпОх методом МН, Р.В. Шелягину и Е.В. Князеву за проведение исследований методами ПЭМ и РЭМ, В.Е. Росликову, Е.А. Курдюковой и Д.В. Чередову за предоставление данных электрофизических исследований, к.ф.-м.н., доценту С.Н. Поворознюку, С.Н. Несову, П.М. Корусенко за предоставление результатов исследований методами Оже-спектроскопии и РФЭС, Р.К. Макушенко за предоставление данных спектроскопии ЭПР, М.Ю. Бирюкову за содействие в проведении исследований методом спектроскопии ИК-поглощения и КРС, И.В. Пономаревой за полезные дискуссии.

Заключение

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Кан, Василий Евгеньевич, Омск

1. Dresselhaus, М. S. Phonons in carbon nanotubes. / M.S. Dresselhaus,, P.C. Eklund // Advances in Physics.- 2000.- V. 49, N. 6.- P. 705-814.

2. Осминкина, JI.A. Роль примеси бора в аксивации свободных носителей заряда в слоях пористого кремния при адсорбции акцепторных молекул. Л.А. Осминкина, Е.А. Константинова, К.С. Шаров, П.К. Кашкаров, В.Ю. Тимошенко. ФТП. 2005. - Т.39, Вып. 3. -С. 365-368.

3. Kaul, Anupama В. Gas sensing with long, diffusively contacted single-walled carbon nanotubes. / Anupama B. Kaul // Nanotechnology.- 2009.- V. 20.- P. 155501(1)-155501(6).

4. Yang, An. Room temperature gas sensing properties of Sn02/multiwall-carbon-nanotube composite nanofibers. / An Yang, Xiaoming Tao, Rongxing Wang, Shuncheng Lee, Charles Surya // Appl. Phys. Lett. 2007. - V. 91. - P. 133110(1)-133110(3).

6. Eklund, P.C. Vibrational modes of carbon nanotubes: spectroscopy and theory. / P.C.Eklund, J.M.Holden, R.AJishi // Carbon.- 1995.- V. 33, N 7.- P. 959-972.

7. Nemanich, R.J. First- and second-order Raman scattering from finite-size crystals of graphite. / R. J.Nemanich, S.A.Solin // Phys. Rev. В.- 1979.- V. 20, N. 2.- P. 392-401.

8. Бехтерев, A.H. Колебательные состояния в конденсированом углероде и наноуглероде: монография. / А.Н. Бехтерев. Магнитогорск: Изд-во МаГУ, 2007.-210 с.

9. Thomsen, С. Double resonant Raman scattering in graphite. / C. Thomsen, S. Reich // Phys. Rev. Lett- 2000.- V. 85, N. 24.- P. 5214-5217.

10. Jorio, A. Characterizing carbon nanotube samples with resonance Raman scattering. / A. Jorio, M.A. Pimenta, A.G. Souza Filho, R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus // New Journal of Physics. 2003. - V.5. - P. 139.1-139.17.

11. Milnera, M. Periodic Resonance Excitation and Intertube Interaction from Quasicontinuous Distributed Helicities in Single-Wall Carbon Nanotubes. / M. Milnera, J. Kurti, M. Hulman, H. Kuzmany // Phys. Rev. B.- 2000.- V. 84, N. 6.- P. 1324-1327.

12. Bachilo, S.M. Structure-Assigned Optical Spectra of Single-Walled Carbon Nanotubes. / S.M. Bachilo, M.S. Strano, C.Kittrell, R.H. Hauge, R.E. Smalley, R.B. Weisman // Science.- 2002.- V. 298.- P. 2361-2366.

13. Jorio, A. Resonance Raman Spectra of Carbon Nanotubes by Cross-Polarized Light / A. Jorio, M.A. Pimenta, A.G. Souza Filho, Ge.G. Samsonidze, A.K. Swan,

14. M.S. Unlu, B.B. Goldberg, R. Saito, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus // Phys. Rev. Lett.- 2003.- V. 90, N. 10.- P. 107403(4).

15. Dresselhaus, M.S. R aman spectroscopy on isolated single wall carbon nanotubes. / M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, A.G. Souza Filho, R. Saito // Carbon.- 2002.- V. 40.- P. 2043-2061.

16. Kasuya, A. Evidence for Size-Dependent Discrete Dispersions in Single-Wall Nanotubes. / A. Kasuya, Y. Sasaki, Y. Saito, K. Tohji, Y. Nishina // Phys. Rev. Lett.-1997.- V. 78, N.23.- P. 4434-4437.

17. Maultzsch, J. Chirality-selective Raman scattering of the D mode in carbon nanotubes /J. Maultzsch, S. Reich, C. Thomsen // Phys. Rev. B.- 2001.- V. 64.- P. 121407(4).

18. Antunes, E.F. Influence of diameter in the Raman spectra of aligned multi-walled carbon nanotubes / E.F. Antunes, A.O. Lobo, E.J. Corat, V.J. Trava-Airoldi // Carbon.- 2007.- V. 45.- P. 913-921.

19. Benoit, J.M. Low-frequency Raman studies of multiwalled carbon nanotubes: Experiments and theory / J.M. Benoit, J.P. Buisson, O. Chauvet, C.Godon, S. Lefrant // Phys. Rev. B.- 2002.- V. 66.- P. 073417(4).

20. Kahn, D. Vibrational modes of carbon nanotubes and nanoropes / D. Kahn, J.P. Lu // Phys. Rev. B.- 1999.- V. 60, N.9.- P. 6535-6540.

21. Kim, U.J. Infrared-acrive vibrational modes of single-walled carbon nanotubes. / U.J. Kim // Phys. Rev. Lett. 2005. - PRL.95. - P 157402(4).

22. Feng, Z.F. Surface and optical analyses of porous silicon membranes. / Z.F. Feng, A.T.S. Wee, K.L. Tan // J. Phys. D: Appl. Phys.- 1994.- V. 27.- P. 1968-1975.

23. Zuk, J. Characterization of porous silicon by Raman scattering and photoluminescence. / J.Zuk, M. Kulik, G.T.Andrews, H.Kiefte, M.J.Clouter,

24. R.Goulding, N.H.Rich, E.Nossarzewska-Orlowska // Thin Solid Films.- 1997.- V. 297.- P. 106-109.

25. Zhang, S. Raman investigation with excitation of various wavelength lasers on porous silicon. / S. Zhang, Y. Hou, K.-S. Ho, B. Qian, S. Cai // J. Appl. Phys.- 1992.-V. 72, N. 9.- P. 4469-4471.

26. Goodes, S.R. The characterization of porous silicon by Raman spectroscopy. / S.R. Goodes, T.E. Jenkins, M.I. Beale, J.D. Benjamin, C. Pickering // Semicond. Sci. Technol.- 1988.- V. 3.- P. 483-487.

27. Gonzalez-Hernandez, J. Nucleation and growth rate of a-Si alloys. / J. Gonzalez-Hernandez, R. Tsu // Appl. Phys. Lett.- 1983.- V. 42, N, 1.- P. 90-92.

28. Iqubal, Z. Raman scattering from hydrogenated microcrystalline and amorphous silicon. /Z. Iqubal, S. Veprek// J. Phys. C.- 1982.- V. 15.- P. 377-392.

29. Ossadnik, Ch. Applicability of Raman scattering for the characterization of nanocrystalline silicon. / Ch. Ossadnik, S. Veprek, I. Gregora // Thin Solid Films.-1999.- V. 337.- P. 148-151.

30. Campbell, I.H. The effects of microcrystal size and shape on the one phonon Raman spectra ofcrystalline semiconductors. / I.H. Campbell, P.M. Fauchet // Solid State Commun.- 1986.- V. 58, N.10.- P. 739-741.

31. Weinstein, B.A. Raman scattering and phonon dispertion in Si and GaP at very high pressure. / B.A. Weinstein, G.J. Piermarini // Phys. Rev. B.- 1975.- V. 12, N. 4.-P. 1172-1186.

32. Seo, Y.H. Photoluminescence, Raman scattering, and infrared absorption studies of porous silicon. /, H.-J. Lee, H.I. Jeon, D.H. Oh, K.S. Nahm, Y.H. Lee, E.K. Suh, H.J. Lee, Y.G. Kwang // Appl. Phys. Lett.- 1993.- V. 62, N. 15.- P. 18121814.

33. Tanino, H. Raman study of free-standing porous silicon / H. Tanino, A. Kuprin, H. Deai // Phys. Rev. B.- 1996.- V. 53, N. 4.- P. 1937-1947.

34. Temple, P.A. Multiphonon Raman Spectrum of Silicon. / P.A. Temple, C.E. Hathaway// Phys. Rev. B.- 1973.- V. 7, N. 8.- P. 3685-3697.

35. Ю, П. Основы физики полупроводников. / П. Ю, М. Кардона.- М.: Физматлит, 2002.- 560 с.

36. Cerdeira, F. Raman study of the interaction between localized vibrations and electronic excitations in boron-doped silicon. / F. Cerdeira, T.A. Fjeldly, M. Cardona // Phys. Rev. В.- 1974.- V. 9, N. 10.- P. 4344-4350.

37. Gregora, I. Raman investigation of light-emitting porous silicon layers: Estimate of characteristic crystallite dimensions. /1. Gregora, B. Champagnon, A. Halimaoui // J. Appl. Phys.- 1994.- V. 75, N. 6.- P. 3034-3039.

38. Iqubal, Z. Polycrystalline silicon films deposited in a glow discharge at temperatures below 250 °C. / Z. Iqubal, A.R. Webb, S. Veprek // Appl. Phys. Lett.-1980.- V. 36, N. 2.-P. 163-165.

39. Veprek, S. Effect of grain boundaries on the Raman spectra, optical absorption, and elastic light scattering in nanometer-sized crystalline silicon. / S. Veprek, F.-A. Sarott, Z Iqubal // Phys. Rev. В.- 1987.- V. 36, N. 6.- P. 3344-3350.

40. Kannelis, G. Effect of dimensions on the vibrational frequencies of thin slabstof silicon / G. Kannelis, J.F. Morhange, M. Balkanski // Phys. Rev. В.- 1980.- V. 21, N. 4.-P. 1543-1548.

41. Richter, H. The one phonon Raman spectrum in microcrystalline silicon. / H. Richter, Z.P. Wang, L. Ley // Solid State Commun.- 1981.- V. 39, N. 5.- P. 625-629.

42. Nemanich, R.J. / R.J. Nemanich, E.C. Buehler, Y.M. LeGrice, R.E. Shoder, G.N. Parsons, C. Wang, G. Lucovsky, J.B Boyce // Mater. Res. Soc. Symp. Proc.-1990.-V. 164.-P. 265.

43. Wang, R. Raman spectral study of silicon nanowires: High-order scattering and phonon confinement effects / R. Wang, G. Zhou, Y. Liu, S. Pan, H. Zhang, D. Yu, Z. Zhang // Phys. Rev. В.- 2000.- V. 61, N. 24.- P. 16827-16832.

44. Brunetto, N. A new line shape analysis of Raman emission in porous silicon. / N. Brunetto, G.Amato // Thin Solid Films.- 1997.- V. 297.- P. p. 122-124.

45. Borini, S. Effect of ammonia adsorption on the electrical characteristics of mesoporous silicon. / S. Borini // J. Appl. Phys.- 2007.- V. 102.- P. 093709(6).

46. Theiß, W. Optical properties of porous silicon. / W.Theiß.// Surface Science reports.- 1997.- V. 29.- P. 91-192.

47. Tsuboi, T. Chemical etching of porous silicon in diluted hydrofluoric acid. / T.Sakka, Y.H.Ogata // Solid State Communic.- 1999.- V. 109.- P. 195-199.

48. Season, P.C. The Surface Chemistry of Silicon in Fluoride Electrolytes. / P.C. Season // Advances in Electrochemical Science and Engineering. Vol.4 / Editors H. Gerischer, C.W.Tobias.- Weinheim: VCH.- 1995.- P. 67-122.

49. Brodsky, M.H. Infrared and Raman spectra of the silicon-hydrogen bonds in amorphous silicon prepared by glow discharge and sputtering. / M.H.Brodsky, M.Cardona, J.J.Cuommo // Phys. Rev.B.- 1977.- V. 16, N. 8.- P. 3556-3571.

50. Lucovsky, G. Structural interpretation of the vibrational spectra of a-Si:H alloys. / G.Lucovsky, R.J.Nemanich, J.C.Knights // Phys.Rev.B.- 1979.- V. 19, N. 4.-P. 2064-2073.

51. Adams, A.C. Characterization of Plasma-Deposited Silicon Dioxide. / A.C. Adams, F.B. Alexander, C.D. Capio, T.E. Smith // J. Electrochem. Soc.-1981.- V. 128, N. 7.-P. 1545.

52. Zhu, X.Y. Structural and vibrational properties of carbon impurities in crystalline silicon. / X.Y.Zhu, S.M.Lee, J.Y.Kim, Y.H.Lee, D.-C.Chang, T.Frauenheim // Semicond. Sei. Technol.- 2001.- V. 16, N. 5. R41 (2001).

53. Stavola, M. Infrared spectrum of interstitial oxygen in silicon. / M.Stavola // Appl. Phys. Lett.- 1984.- V. 44, N. 5.- P. 514-516.

54. Anderson, R.C. Chemical Surface Modification of Porous Silicon. / R.C. Anderson, R.S. Muller, C.W. Tobias // J. Electrochem. Soc.- 1993.- V. 140, N. 5.- P. 1393-1396.

55. Tsai, С. Thermal treatment studies of the photoluminescence intensity of porous silicon. / C.Tsai, K.H.Li, J.Sarathy, S.Shih, J.C.Campbell, B.K.Hance, J.M.White // Appl. Phys. Lett.- 1991.- V. 59, N. 22.- P. 2814-2816.

56. Gupta, P. Hydrogen desorption kinetics from monohydride and dehydrate species on silicon surfaces. / P.Gupta, V.L.Colvin, S.M.George // Phys.Rev.B.-1988.- V. 37, N. 14.- P. 8234-8243.

57. Glass, J. A. Reaction of methanol with porous silicon/ J. A. Glass, Jr., E.A. Wovchko, J.T. Yates // J. Surface Science.- 1995.- V. 338, N. 1-3.- P. 125-137.

58. Kim, Y.-S. Local vibrational modes of H2 and H2* complexes in crystalline Si. / Y.-S.Kim, Y.-Gu Jin, Ji-W. Jeong, K.J. Chang // Semicond. Sci. Technol.- 1999.- V. 14, N. 12.-P. 1042-1047.

59. Dillon, A.C. Decomposition of silicon hydrides following disilane adsorption on porous silicon surfaces/ A.C.Dillon, M.B.Robinson, S.M.George // Surface Science Letters.- 1993.- V. 295, N. 1-2.- P. L998-L1004.

60. Itoh, Y. Calibration curve for infrared spectrophotometry of nitrogen in silicon. / Y.Itoh, T.Nozaki, T.Masui, T.Abe // Appl.Phys.Lett.- 1995.- V.47, N. 5.- P. 488489.

61. Ookubo, N. Effects of thermal annealing on porous silicon photoluminescence dynamics. / N. Ookubo, H. Ono, Y. Ochiai, Y. Mochizuki, S. Matsui // Appl. Phys. Lett.- 1992.- V. 61, N. 8.- P. 940-942.

62. Gupta, P. FTIR studies of H20 and D20 decomposition on porous silicon surfaces/ P.Gupta, A.C.Dillon, A.S.Bracker, S.M.George // Surf. Science.-1991.- V. 245, N. 3.- P. 360-372.

63. Mukherjee, S.P. The deposition of thin films by the decomposition of tetra-ethoxy silane in a radio frequency glow discharge. / S.P. Mukheijee, P.E. Evans // Thin Sol. Films.- 1972.- V. 14, N. 1.- P. 105-118.

64. Литтл, Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул. / Л. Литтл.-М.: Мир, 1969.-514 с.

65. Киселев, А.В. Инфракрасные спектры поверхностных соединений и адсорбированных веществ. / А.В. Киселев, В.И. Лыгин.- М.: Химия, 1972.- 459 с.

66. Canham, L.T. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers. / L.T. Canham // Appl. Phys. Lett.- 1991.- V. 57, N. 10.-P. 1046-1048.

67. Буллах, Б.М. О влиянии процесса окисления на эффективность и спектро люминесценции пористого кремния. / Б.М. Буллах, Н.Е. Корсунская, Л.Ю. Хоменкова, Т.Р. Старая, М.К. Шейнкман // ФТП.- 2006.- Т.40, вып.5.- С. 614620.

68. Herino, R. Nanocomposite materials from porous silicon. / R. Herino // Materials Science and Engineering В.- 2000.- V. 69.- P. 70-76.

69. Lakehal, M. Light emitting devices using poly (p-phenylene vinylene)/porous silicon composites. / M. Lakehal, T.P. Nguyen, P. Le Rendu, P. Joubert, P. Destruel // Synthetic Metals.-2001.- V. 121, N 1-3.-P. 1631-1632.

70. Lamouroux, F. Silicon carbide infiltration of porous c-c composites for improving oxidation resistance. / F. Lamouroux, X. Bourrat, R. Naslain, J. Thebault //Carbon.- 1995.- V. 33, N 4.- P. 525-535.

71. Бескровная, E.B. Адсорбция молекул гемоглобина в пористом кремнии. / Е.В. Бескровная, В.В. Болотов, Н.А. Давлеткильдеев, В.Е. Кан, Е.Ю. Мосур, Ю.А. Стенькин // Письма в ЖТФ.- 2010.- Т. 36, Вып. 1.- С. 17-21.

72. Zheng, Y. Nano-porous Si/C composites for anode material of lithium-ion batteries. / Y. Zheng, J. Yang, J. Wang, Y. NuLi // Electrochimica Acta.- 2007.- V. 52, N. 19.-P. 5863-5867.

73. Liu, F.-Q. Photoluminescence from Ge clusters embedded in porous silicon. /

74. F.-Q. Liu, Z.-G. Wang, G.-H. Li, G.-H. Wang // J. Appl. Phys.- 1998.- V. 83.- P. 3435-3437.

75. Miranda, C.R.B. Improvements in cvd/cvi processes for optimizing nanocrystalline diamond growth into porous silicon. / C.R.B. Miranda, N.A. Braga, M.R. Baldan, A.F. Beloto, N.G. Ferreira // Diamond and Related Materials.- 2010.-V. 19.-P. 760-763.

76. Gaillet, M. Characterisation of porous silicon composite material by spectroscopic ellipsometry. / M. Gaillet, M. Guendouz, M. Ben Salah, B. Le Jeune,

77. G. Le Brun // Thin Solid Films.- 2004.- V. 455-456.- P. 410-416.

78. Ma, P.C. Effect of CNT decoration with silver nanoparticles on electrical conductivity of CNT-polymer composites. / P.C. Ma, B.Z. Tang, J.K. Kim // Carbon.-2008.- V. 46, N. 11.- P. 1497-1505.

79. Белавин, B.B. Исследование влияния дефектности на электронное строение углеродных нанотруб по данным рентгеновской спектроскопии и квантовой химии. / В.В. Белавин, А.В. Окотруб, Л.Г. Булушева // ФТТ.- 2002.-Т.44, Вып. 4.- С. 638-640.

80. Zhao, B. Mechanical strength improvement of polypropylene threads modified by PVA/CNT composite coatings. / B. Zhao, J. Wang, Z. Li, P. Liu, D. Chen, Y. Zhang // Materials Letters.- 2008.- V. 62, N. 28.- P. 4380-4382.

81. Gojny, F.H. Surface modified multi-walled carbon nanotubes in CNT/epoxy-composites. / F.H. Gojny, J. Nastalczyk, Z. Roslaniec, K. Schulte // Chemical Physics Letters.- 2003.- V. 370, N 5-6.- P. 820-824.

82. NuLi, Y. Synthesis and characterization of Sb/CNT and Bi/CNT composites as anode materials for lithium-ion batteries. / Y. NuLi, J. Yang, M. Jiang // Materials Letters.- 2008.- V. 62, N. 14.- P. 2096-2099.

83. Chen, H.W. The application of CNT/Nafion composite material to low humidity sensing measurement. / H.W. Chen, R.J. Wu, K.H. Chan, Y.L. Sun, P.G. Su // Sensors and Actuators B: Chemical.- 2005.- V. 104, N. 1.- P. 80-84.

84. Srivastava, S. Study of chemiresistor type CNT doped polyaniline gas sensor. / S. Srivastava, S.S. Sharma, S. Agrawal, S. Kumar, M. Singh, Y.K. Vijay // Synthetic Metals.- 2010.- V. 160, N. 5-6.- P. 529-534.

85. Okotrub, A. V. Electroluminescent properties of CdS/CNT hybrid material. / A. V. Okotrub, A. V. Gusel'nikov, Yu. A. Algaer, A. G. Kudashov, S. V. Larionov, L. G. Bulusheva // Phys. Stat. Sol. В.- 2010.- V. 247, N. 11-12.- P. 2859-2862.

86. Hadjiev, V.G. Raman microscopy of residual strains in carbon nanotube/epoxy composites. / V.G. Hadjiev, G.L. Warren, Luyi Sun, D.C. Davis, D.C. Lagoudas, H.-J. Sue // Carbon.- 2010.- V. 48.- P. 1750-1756.

87. Brownlow, S.R. Probing deformation of double-walled carbon nanotube (DWNT)/epoxy composites using FTIR and Raman techniques. / S.R. Brownlow, A.P. Moravsky, N.G. Kalugin, B.S. Majumdar // Composites Science and Technology.- 2010.- V. 70.- P. 1460-1468.

88. Кудашов, А.Г. Газофазный синтез азотосодержащих углеродных нанотруб и их электронные свойства. / A.B. Окотруб, Н.Ф. Юданов, А.И.

89. Романенко, Л.Г. Булушева, А.Г. Абросимов, А.Л. Чувилин, Е.М. Пажетов, А.И. Воронин // ФТТ.- 2002.- Т. 44, Вып. 4.- С. 626-629.

90. Strong, K.L. Purification process for single-wall carbon nanotubes. / K.L. Strong, D.P. Anderson, K. Lafdi, J.N. Kuhn // Carbon.- 2003.- V. 41.- P. 1477-1488.

91. Raman spectroscopy in grapheme related systems. / A. Jorio, R. Saito, G. Dresselhaus, M. Dresselhaus. // Willey-VCH.- 2011.- P. 329 p.

92. Zhao X. Multiple splitting of G-band modes from individual multiwalled carbon nanotubes. / X. Zhao, Y. Ando, L.-C. Qin, H. Kataura, Y. Maniwa, R. Saito. // Appl. Phys. Lett. 2002,- V. 81, N. 14.- P.2550-2552.

93. Peng, L.-M. Stability of Carbon Nanotubes: How Small Can They Be? / L.-M. Peng, Z.L. Zhang, Z.Q. Xue, Q.D. Wu, Z.N. Gu, D.G. Pettifor // Phys. Rev. Lett.-2000.- V. 85, N. 15.- P. 3249-3252.

94. Kawamoto, H. The feature of the Breit-Wigner-Fano Raman line in DNA-wrapped single-wall carbon nanotubes. / H. Kawamoto, T. Uchida, K. Kojima, M. Tachibana // J. Appl. Phys.- 2006.- V. 99, N. 9.- P. 094309(l)-094309(4).

95. Meixner, H. Metal oxide sensors. / H. Meixner, U. Lampe // Sensors and Actuators В.- 1996.- V. 33.- P. 198-202.

96. Liang, Y.X. Low-resistance gas sensors fabricated from multiwalled carbon nanotubes coated with a thin tin oxide layer / Y.X. Liang, Y.J. Chen, Т.Н. Wang // Appl. Phys. Lett.- 2004.- V. 85, N. 4.- P. 666-668.

97. Cobianu, C. Tin dioxide sol-gel derived thin films deposited on porous silicon. / C. Cobianu, C. Savaniu, O. buiu, D. Dascalu, M. Zaharescu, C. Parlog, A. van den Berg, B. Pecz // Sensors and Actuators В.- 1997.- V. 43, N. 1-3.- P. 114-120.

98. Ito, A. Hydrogen isotope sputtering of graphite by molecular dynamics simulation. / A. Ito, H. Nakamura // Thin Solid Films.- 2008.- V. 516.- P. 65536559

99. Rakov, E.G. Chemistry of carbon nanotubes. / E.G. Rakov // Nanotubes and nanofibers / Ed. by Gogotsi Y. Boca Raton: CRC, 2006. - 248 p.

100. Schmid, M. Metallic properties of Li-intercalated carbon nanotubes investigated by NMR / M. Schmid, C. Goze-Bac, S. Krämer, S. Roth, M. Mehring, С. Mathis, P. Petit // Phys. Rev. В.- 2006.- V. 74, N. 7.- P. 073416(4).

101. Cambedouzou, J. Raman spectroscopy of iodine-doped double-walled carbon nanotubes. / J. Cambedouzou, J.-L. Sauvajol, A. Rahmani, E. Flahaut, A. Peigney, C. Laurent // Phys. Rev. В.- 2004.- V. 69, N. 23.- P. 235422(6).

102. Liu, X. Electronic properties of barium-intercalated single-wall carbon nanotubes / X. Liu, T. Pichler, M. Knupfer, J. Fink // Phys. Rev. В.- 2004.- V. 70.- P. 245435(7).

103. Zhou, O. Structure and Electrochemical Properties of Carbon Nanotube Intercalation Compounds / O. Zhou, B. Gao, C. Bower, L. Fleming, H. Shimoda // Mol. Cryst. and Liq. Cryst.- 2000.- V. 340.- P. 541-546.

104. Okotrub, A.V. Fluorinated cage multiwall carbon nanoparticles. / A.V. Okotrub, N.F. Yudanov, A.L. Chuvilin, I.P. Asanov, Yu.V. Shubin, L.G. Bulusheva,

105. A.V. Gusel'nikov, I.S. Fyodorov // Chem. Phys. Lett.- 2000.- V. 322.- P. 231-236.

106. Choi, Y.-J. Novel fabrication of an SnC>2 nanowire gas sensor with high sensitivity / Y.-J. Choi, In-S. Hwang, J.-G. Park, K.J. Choi, J.-H. Park, J.-H. Lee // Nanotechnology.- 2008.- V. 19.- P. 095508(4).

107. Болотов, B.B. Механизмы формирования слоев нанокомпозитов на основе многостенных углеродных нанотрубок и нестехеометрического оксида олова. /

108. B.В. Болотов, В.Е. Кан, П.М. Корусенко, С.Н. Несов, С.Н. Поворознюк, И.В. Пономарева, В.Е. Росликов, Ю.А. Стенькин, Р.В. Шелягин, Е.В. Князев // ФТТ.-2012.-Т. 54, Вып. 1.-С. 154-161.

109. Cantalini, С. N02 gas sensitivity of carbon nanotubes obtained by plasma enhanced chemical vapor deposition / C. Cantalini, L. Valentini, L. Lozzi, I. Armentano, J.M. Kenny, S. Santucci // Sensors and Actuators В.- 2003.- V. 93, N. 13.- P. 333-337.

110. Болотов, B.B. Влияние этанола на оптические и электрофизические параметры пористого кремния. / В.В. Болотов, Ю.А. Стенысин, В.Е. Росликов, В.Е. Кан, И.В. Пономарева, С.Н. Несов // ФТП. 2009. - Т. 43, Вып. 7. ~ С. 957960.

111. Болотов, В.В. Влияние адсорбции N02 на оптические и электрофизические свойства слоев пористого кремния. / В.В. Болотов, И.В. Пономарева, Ю.А. Стенькин, В.Е. Кан // ФТП.- 2007.- Т.41, Вып. 8.- С. 981 -983.

112. Sasaki, Y. Structure and formation of porous Si layers as studied by infrared absorption and Raman scattering. / Y. Sasaki, M. Kitahara // J. Appl. Phys.- 1994.- V. 76, N. 7.- P. 4344-4350.

113. Goodest, S.R. The characterization of porous silicon by Raman spectroscopy. / S.R. Goodest, Т.Е. Jenkins, M.I.J. Beale, J.D. Benjamin, C. Pickering // Semicond. Sci. Technol.- 1988.- V. 3.- P. 483-487.

114. Осминкина, JI.A. Взаимодейсвтие инфракрасного излучения со свободными носителями заряда в мезопористом кремнии. / JI.A. Осминкина,

115. Е.В. Курепина, А.В. Павликов, Ю.В. Тимошенко, П.К. Кашкаров // ФТП.-2004.- Т. 38, Вып. 5.- С. 603-609.

116. Boarino, L. Local environment of Boron impurities in porous silicon and their interaction with N02 molecules / L. Boarino, F. Geobaldo, S. Borini, A.M. Rossi, P. Rivolo, M. Rocchia, E. Garrone, G. Amato // Phys. Rev. В.- 2001.- V. 64.- P. 205308(4).

117. Болотов, B.B. Исследование электрофизических и газочувствительных свойств слоев нанокомпозита por-Si/SnOx. / B.B. Болотов, В.Е. Росликов, Е.А. Курдюкова, О.В. Кривозубов, Ю.А. Стенькин, Д.В. Чередов // ФТП.- 2012.- Т. 46, Вып. 1.- С.109-112.

118. Болотов, B.B. Инфракрасная люминесценция в термообработанном кремнии. / В.В. Болотов, В.Е. Кан // ФТП. 2009. - Т. 43, Вып. 1. - С. 31-33.

119. Bolotov, V.V. The photoluminescence of the thermo-treated silicon. / V.V. Bolotov, V.E. Kan // Physica B: Physics of Condensed Matter.- 2009.- V. 404.- P. 4555-4557.

120. Binetti, S. Optical properties of oxygen precipitates and dislocations in silicon. / S. Binetti, S. Pizzini, E. Leoni, R. Somaschini, A. Castaldini, A. Cavallini // J. Appl. Phys.- 2002.- V. 92, N. 5.- P. 2437-2445.

121. Варшни, И.П. Собственная нзлучательная рекомбинация в полупроводниках. / И.П. Варшни // Излучательная рекомбинация в полупроводниках. / Ред. Я.Е. Покровского. М., 1972.- С. 9-124.

122. Kaiser, W. Electrical and Optical Properties of Heat-Treated Silicon. / W.Kaiser // Phys. Rev.- 1957.-V. 105.-P. 1751-1756.

123. Patel, J.R. Oxygen precipitation and stacking-fault formation in dislocation-free silicon. / J.R. Patel, K.A. Jackson, H.Reiss // J. Appl. Phys.- 1977.-V. 48, N. 12.-P. 5279-5290.

124. Tokuda, Y. Thermal donor annihilation and defect production in n-type silicon by rapid thermal annealing. / Y. Tokuda, N. Kobayashi // J. Appl. Phys.- 1989.- V. 66, N. 8.- P. 3651-3658.

125. Kamiura, Y. Generation of several kinds of oxygen-related thermal donors around 520 °C in Czochralski silicon. / Y. Kamiura, F. Hashimoto, M. Yoneta // J. Appl. Phys.- 1989.- V. 66, N. 8.- P. 3926-3629.

126. Дефекты в кремнии и на его поверхности. / B.C. Вавилов, В.Ф. Киселев, Б.Н.Мукашев.- М.: Наука, 1990. С. 28.

127. Список публикаций автора в сборниках трудов конференций

128. The photoluminescence of the thermo-treated silicon / V.V. Bolotov, V.E. Kan // International conference on defects in semiconductors. St.-Petersburg, 2009. - P. 190-191.

129. Фотолюминесценция в термообработанном кремни / B.B. Болотов, В.Е. Кан // IX Российская конференция по физике полупроводников «Полупроводники-09» : сборник тезисов. Новосибирск-Томск, 2009. - С. 242.