Поперечный электроперенос в жидких металлах и полупроводниках тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Р. /^К

ТРУНИНЛ Ольга Евгеньевна

ПОПЕРЕЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕНОС В ЖИДКИХ МЕТАЛЛАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ

01.04.04 — Физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Рязань - 2006

Работа выполнена на кафедре электронной техники и технологии государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный радиотехнический университет».

Научный руководитель - ВОЛКОВ Степан Степанович,

профессор, доктор физико-математических наук

Официальные оппоненты — ГРИБОВ Борис Георгиевич,

член-корреспондент РАН, профессор, доктор химических наук

ЛИТВИНОВ Владимир Георгиевич, доцент, кандидат физико-математических наук

Ведущая организация — ОАО «НИИ материалов электронной техники»

(Калуга)

Защита диссертации состоится « 5 » (л1~Сс£Л> 2006 г. в_часов

на заседании диссертационного совета К212.212.02 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» по адресу: 390000, г. Рязань, ул. Свободы, 46, ауд. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рязанский государственный университет имени С.А. Есенина» Автореферат разослан «2/ » _ сМОлЯ 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Б. Ястребков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В настоящее время исследования в области физики жидких металлов актуальны как в связи с ростом областей самостоятельного применения жидких металлов, так и в связи с поиском методов получения веществ с особыми физическими свойствами для современной микро- и наноэлектроники (высокочистых материалов, прецизионных сплавов и т.п.). Исследования показали, что очистка материалов в жидком состоянии физическими методами, одним из которых является воздействие скрещенных электрического и магнитного полей, представляет собой одно из наиболее удачных сочетаний себестоимости и качества получаемого высокочистого вещества. Однако отсутствует теория, описывающая воздействие внешнего магнитного поля на процессы, происходящие в жидком металле при протекании тока, в частности электропроводность. Также нет надежных экспериментальных данных о магнитосопротивлении жидких металлов в широком диапазоне величин магнитного поля.

Интересно также исследовать возможности применения воздействия скрещенных электрического и магнитного полей на расплавленный кремний как способа очистки в технологии получения кремния в промышленных объемах для солнечной энергетики, которая в настоящее время является одной из наиболее важных и актуальных проблем мировой науки и техники. Другие существующие на текущий момент технологии, включая хлоридную (Сименс-процесс), предусматривают очистку химическими методами, что обуславливает большие издержки, энергозатраты и низкий выход продукта.

Цель диссертационной работы — построение модели электронной структуры жидкого металла по полученным данным о его магнитосопротивлении, выяснение механизмов поперечного электропереноса примесей в жидких металлах и полупроводниках и его применение для их очистки.

В работе решаются следующие задачи:

- исследование зависимости магнитосопротивления жидкого металла

от величины внешнего поперечного магнитного поля и создание теоретической модели электронной структуры жидких металлов;

- исследование поперечного электропереноса в жидком металле в плоской ячейке и в капилляре и теоретическое описание данного явления;

- разработка принципов нового метода получения кремния для солнечной энергетики.

Методы исследования: спектральные и масс-спсктрометрические методы, методики измерения относительного остаточного сопротивления материалов и электрофизических характеристик гетероструктур, рентгенострук-турный анализ.

Научная новизна результатов диссертационной работы.

1. Впервые обнаружено и измерено магнитосопротивление жидкого галлия и выявлен линейный характер зависимости его от индукции магнитного поля.

2. Наличие магнитосопротивления жидкого металла (галлия) объяснено двухзонной моделью электронной структуры жидкого металла, основанной на модели двух полос проводимости для твердых тел и теории электропроводности Займана для жидких металлов и связано с рекомбинацией электронов и дырок под действием магнитного поля.

3. Экспериментально обнаружено поперечное перемещение примесей в жидких металлах при протекании тока в поперечном магнитном поле под действием сил поперечного электропереноса.

4. Получены соотношения для параметров поперечного электропереноса в магнитном поле и определены эффективные объемы примесей в галлии и кремнии.

5. Разработаны метод и устройство для очистки жидких металлов и полупроводников в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Защищаемые положения. 1. Линейное увеличение магнитосопротивления жидкого галлия в поперечном магнитном поле —= 3.75-1(Н Тл-1 • В — 0.225 10"4 обусловлено

сложной электронной структурой жидкого металла.

2. Электронная структура жидкого галлия описывается электронной сферой Ферми радиусом кр- 1.654 -10^ см"1 и дырочной оболочкой радиусом кр — 1.114 -108 см-1 и толщиной Ак-0.5 -108 см"1.

3. Движение примесей в жидких металлах (на примере индия и галлия) в скрещенных электрическом и магнитном полях осуществляется в поперечном направлении.

Достоверность выводов диссертации обусловлена:

- соответствием результатов, полученных с помощью независимых методов экспериментального исследования; воспроизводимостью экспериментальных результатов;

- соответствием между теоретическими и экспериментальными результатами.

Практическая ценность диссертационной работы.

1. Разработан способ эффективной финишной очистки высокочистых материалов для микро- и наноэлектроники с помощью поперечного электропереноса в магнитном поле.

2. Разработана методика подготовки микрообъектов различной природы (проводящие и непроводящие частицы размерами порядка нескольких микрометров, волокна, порошки и т.п.) с применением индия, полученного данным способом, для анализа методом вторично-ионной масс-спектрометрии.

3. Разработана технология получения дешевого кремния для фотоэлектрических преобразователей с использованием метода электропереноса в поперечном магнитном поле.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 14 работах и докладывались на 47-й студенческой научно-технической конференции РГРТА (Рязань, 2000 г.), XVII научном совещании «Высокочистые материалы с особыми физическими свойствами» (Суздаль, 2001 г.), Третьей Российской конференции по материаловедению и физико-

химическим основам технологии получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе («Кремний-2003») (Москва, 2003 г.), XVI Международной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью» (ВИ11-2003) (Звенигород, 2003 г.). Международной конференции «Возобновляемая энергетика 2003: состояние, .проблемы, перспективы» (Санкт-Петербург, 2003 г.), 19-й Европейской конференции по фотоэлектричеству (19th European Photovoltaic Conference, Paris, France, 2004), 8-м Всемирном конгрессе по возобновляемой энергетике (8th World Renewable Energy Congress, Denver, USA, 2004), 15-м Всемирном конгрессе по фотоэлектричеству (15th World Photovoltaic Congress, Shanghai, China, 2005).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (108 наименований) и приложения. Текст диссертации изложен на 175 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 55 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных гальваномагнитным явлениям в металлах, теориям электропроводности жидких металлов, электропереносу, методам финишной очистки высокочистых веществ и получения кремния для электронной промышленности и солнечной энергетики. Обзор позволил выделить основные проблемы при изучении и использовании явлений, возникающих при протекании тока в жидких металлах в поперечном магнитном поле, и сформулировать задачи, решаемые в диссертационной работе.

Во второй главе описаны экспериментальные методики и аппаратура, применявшиеся в исследованиях. Для определения микроколичеств примесей в высокочистых материалах применялся химико-спектральный анализ, метод вторично-ионной масс-спектрометрии (на сканирующем ионном микроанализаторе «Шиповник»), искровой масс-спектрометр с двойной фокусировкой. Для оценки общего содержания примесей в металлах использовался

контроль относительного остаточного сопротивления (ООС) их монокристаллических образцов, кристаллографическая ориентация затравок для выращивания которых определялась с помощью рентгеноструктурного анализа. Чистота материалов также оценивалась по параметрам выращенных с их использованием гетероструктур СаАз У АЮаАя.

В третьей главе описываются эксперименты, поставленные для изучения магнитосопротивления жидких металлов, и его теоретическая модель.

Принципиальная схема установки для измерения магнитосопротивления представлена на рис. 1. Исследования проведены на галлии марки 99.9999. Использованы капилляры: и-образный диаметром 1.5 мм; выполненный в виде плоской спирали диаметром 1.5 мм; гравированный в виде канавки 0.3 х 0.8 мм в плите. Сопротивление капилляров составляло 0.08 Ом, 0.16 Ом, 8 Ом соответственно. Расстояние между токовыми и потенциальными электродами диаметром 1 мм, присоединенными с каждой стороны, составляло 20 мм для всех капилляров. При измерении электроды отстояли от зазора магнита на 50 мм. Ячейки заполнены металлом полностью и герметично закрыты. Изменение электросопротивления в поперечном магнитном поле измерено с помощью моста Р-3009 на зафиксированном в магнитном зазоре капилляре при многократном наложении и снятии поперечного магнитного поля. Магнитное поле создавалось, постоянным магнитом и контролировалось прибором Ш1-8.

1

2

Рис. 1. Принципиальная схема установки для измерения магни-

.5 тосопротивления:

1 - блок питания (источник постоянного тока); 2 - мост Р-3009;

7_ 3 - токовые электроды, 4 - квар-8. цевая воронка; 5 - потенциальные электроды; 6 - ввод; 7 — область магнитного поля; 8, 8а -капилляр; 9 - жидкий галлий.

Результаты измерения магнито-сопротивления жидкого галлия в поперечном магнитном поле от величины магнитного поля показаны на рис. 2. Увеличение сопротивления пропорционально величине магнитного поля. Каждая из нанесенных точек представляет собой усредненный результат 30 - 40 измерений на каждой из трех экспериментальных ячеек. Разброс

. "О ,0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2'1.4 |.в В.Тп г

Рис. 2. Магнитосопротивление измеряемых величин в среднем

жидкого галлия составлял менее 15%.

Для кристаллических металлов магнитосопротивление объясняются наличием двух типов носителей (модель двух полос проводимости). Для жидких металлов электронную структуру обычно представляют на основе модели свободных электронов в виде сферической поверхности Ферми. Для данного случая магнитосопротивление должно отсутствовать. Но, как показывает эксперимент, имеется магнитосопротивление, линейно возрастающее с увеличением индукции магнитного поля. Следовательно, электронная структура жидкого металла сложнее, чем принятая для ее описания модель.

В жидком металле на границе зоны Бриллюэна ожидается нерезкий вариант разрыва кривой дисперсии, наблюдающегося в кристаллическом металле. Он описывается интегральным уравнением:

° 8/г3 J e(k)-cQ(.k + q) ч> К1>

•й гк3 М

где ей(к) = —--невозмущенная зависимость; - " ,. —удельный

-2 те yNa

атомный объем; S(q) - форм-фактор жидкого металла (рис. 3); w(q) - псевдопотенциал металла; ¿¡ = к-к' - вектор рассеяния.

Уравнение чувствительно к виду используемого псевдопотенциала. Поэтому выбран псевдопотенциал, занимающий промежуточное положение между псевдопотенциалом Ашкрофта в модели пустого остова Wa(k) = -AnZe 2n((cos кг^ )/Аг), где rc = 0.608- Ю-8 см - радиус пустого ионного остова для галлия, и эмпирическим псевдопотенциалом (рис. 4).

Интегрирование происходит в пространстве волновых векторов к по поверхности с радиусом kF. Т.к. жидкость является неупорядоченной конденсированной средой, и форм-фактор, и псевдопотенциал - сферически симметричные функции, что существенно упрощает нахождение интеграла.

Интегральное уравнение (1) (уравнение Вольтерры II рода с оператором Урыссона) решается численно методом последовательных приближений. Решением является кривая e(k) (рис. 5), на которой видно нарушение пара-боличности невозмущенной зависимости в области значений к, соответствующей для галлия к= 1.114 ■ 10^ см-1 (граница зоны Бриллюэна). В первом приближении искажение имеет вид выпуклости над исходным квадратичным графиком. Расчетную кривую на данном участке можно аппроксимировать квадратичными полиномами, чтобы в результате двойного дифференцирова ния получить явные константы. Эффективная масса носителей заряда

SM \V<k).-ll>-'2>pr

8,00 -]

-8.00 J

Рис. 3. Форм-фактор жидкого галлия [1].

0.0

2 3 4 5 k-HJW

Рис. 4. Псевдопотенциалы галлия: Ша - Ашкрофта в модели пустого остова; IV - подгоночный; №„ — нормированный

! 1

■ \ \ /

; ! \/\

| I у >/ ! ~............

2.0Г

1*

1.0 05 0 -Л5 -1.0

О

1 2 к#108, см"1 Рис. 5. Кривая дисперсии для жидкого галлия

2 3

¿хЦН.ОГ1

Рис. 6. Эффективная масса носителей заряда в жидком галлии

т"{к)=Н1(дг£/дкгУ', нормированная на массу электрона т„ показана на рис. 6. Полученная кривая искажена за счет погрешностей при сшивании аппроксимирующих полиномов с исходной кривой.

Видно, что в жидком галлии существуют носители с различными, в том числе и отрицательными эффективными массами, отличными от массы электрона. Т.е. наблюдаются элементы зонной структуры. Ее можно представить

в виде электронной сферы Ферми радиусом к р =1.654-10* см-1 и дырочной оболочки радиусом кР = 1.114-10 см-! и толщиной Ак = 0.5-10" см~1, определяемой как ширина первого пика форм-фактора на уровне 0.5 высоты.

С использованием двухзонной модели проведен расчет электропроводности жидкого галлия в отсутствие магнитного поля. Электропроводность определена как сумма электронной и дырочной проводимостей:

(Т = сг+сгл =

ЗяЦ, 4е2П3

т

Ге

к6

В первом приближении эффективная масса обоих типов носителей равна массе покоя электрона (т*=те). Тогда электронная составляющая в

системе СГС равна схе = 2.923 ■ 10,бс~', дырочная - <?„ = 5.656 -Ю15^'.

Суммируя электронную и дырочную составляющие, получим сг=3.488-10'6с"1. Эта величина хорошо согласуется с экспериментальным значением.

С помощью компьютерного моделирования проведен поиск функции, которая давала бы зависимость, сходную с экспериментальной. В результате обнаружено, что кривая типа:

где Кп — нормировочный коэффициент, Д = Л,о-и ¡5г = /?2сг2, Л/, /?? - коэффициенты Холла для обоих типов носителей, оптимальным образом описывает экспериментальную кривую. Данная зависимость, в отличие от исходной, не обнаруживает насыщения.

Наличие операции интегрирования может быть связано с тем, что в жидких металлах при возрастании величины магнитного поля на малую величину в магнитосопротивлении участвует малая концентрация носителей (электронов и дырок) с различными эффективными массами, соответствующих различным участкам электронной и дырочной компонентов электронной

структуры, кривая — (в) для которых имеет вид подынтегральной функции

и выходит на насыщение. При дальнейшем росте величины магнитного поля в процессе участвуют уже другие носители, и т.д. Таким образом, получается ступенчатая кривая, которая при предельном переходе к бесконечно малым приращениям поля сглаживается и принимает вид (3).

В четвертой главе приводятся описания экспериментов по изучению поперечного электропереноса в жидких металлах и полупроводниках и анализируются экспериментальные результаты.

Для исследования поперечного электропереноса в галлии изготовлен

(3)

Р

модельный сплав на основе галлия с концентрацией примесей индия, алюминия, олова, меди, свинца, магния, кремния, хрома на уровне Ю-2 - 1СИ % ат. Жидкий модельный сплав в плоской герметичной фторопластовой ячейке 100 мм х 80 мм х 0.5 мм с параллельно расположенными электродами при пропускании через нее электрического тока / = 8 А помещен в магнитное поле В = 0.23 Тл на сутки. Конвекция при плотности тока 106 А/м2, неоднородности магнитного поля не более Ю-4 Тл/см, величине магнитного поля 0.23 Тл в ячейке 100 х 80 х 0.5 мм отсутствовала при проведении эксперимента. Затем ячейка с жидким сплавом замораживалась жидким азотом для фиксации распределения примесей по площади ячейки и извлекалась. Полученная

Рис. 7. Суммарное распределение примесей ном в нижнем участке пластины, по площади образца (12 участков).

Данный эксперимент продемонстрировал наличие поперечного электропереноса в жидком галлии и возможность создания за счет него градиентов концентрации, т.е. очистки жидкого металла от примесей.

Экспериментальная установка для очистки металлов методом электропереноса в поперечном магнитном поле (рис. 8) представляет собой термостат, в котором находятся емкости для исходного и для очищенного металла, соединенные между собой каналом, помещенным в постоянное магнитное поле. Металл прокачивается по капилляру МГД-насосом. Для увеличения степени очистки возможно проведение повторной очистки. '

пластина механически разламывалась на 12 участков, которые анализировались химико-спектральным методом. Суммарное распределение примесей по

площади пластины представлено на рис. 7, из которого видно, что при-

меси концентрировались в основ-

в

Рис. 8. Схема экспериментальной установки очистки методом электропереноса в поперечном магнитном поле

1 - бокс; 2, 5 — постоянный магнит; 3 - блок питания; 4 - ограничительное сопротивление; 6-9 - электроды; 10 - фторопластовая трубка; 11 - кварцевая воронка; 12 -кварцевый тигель

В табл. 1 и 2 приведены марки галлия и индия и соответствующие им величины ООС. Увеличение ООС в известных по примесному составу марках металла показывает, что наблюдается зависимость ООС от содержания примесей. Исходный галлий 99.9999 % имеет ООС 70000, исходный индий 99.9999 % - 22000 отн. ед. После очистки ООС галлия увеличивается до 85000 отн. ед., индия - до 25000 отн. ед.

Очистка металла с исходным ООС 55000 отн. ед. при ежесуточном отборе двух образцов массой 60 г для анализа с добавлением 60 % исходного материала давала постепенный рост ООС. Отмечен выход установки в течение двух суток на некоторый уровень очистки И постепенного роста качества очищаемого металла (рис. 9). Таблица 1 Таблица 2

ООС иядия разных марок

0 2 4 В

Рис. 9. Выход установки на режим

I, сут

ООС галлия разных марок

Марка галлия Ллюл/Д/яс, отн. ед.

Галлий ЭП-85 85000

Галлий ЭП-80 80000

Галлий 99.9999 70000

Галлий 99.999 50000

Галлий 99.99 15000

Марка индия Хзопк/Кцк. отн. ед.

Индий ЭГ1-25 25000

Индий 99.9999 22000

Индий 000 19000

Индий 00 16000

Индий 0 13000

где Кзоок и Ка.2к - сопротивление образца при комнатной температуре и температуре кипения жидкого гелия соответственно.

Для контроля использовалось также измерение концентрации фоновых примесей в полупроводниковых гстсросчруктурах, выращенных методом мо-лекулярно-лучевой эпитаксии. В качестве второго компонента использовался монокристаллический мышьяк чистотой 99.99999 % с ООС > 8000 отн, ед.

Фольга из индия, очищенного методом поперечного электропереноса в магнитном иоле, позволила решить проблему подготовки для анализа методом ВИМС микрообъектов различной природы. Использование высокочистого индия в качестве проводящей матрицы позволило получить как данные о составе анализируемого микрообъекта, так и о его внутренней структуре.

Анализ сил, действующих на примесь в жидком металле в скрещенных электрическом и магнитном полях, показал, что в поле давлений наиболее эффективным является гидродинамическое давление и механизм направленного поперечного воздействия на примеси электронов и дырок:

Р = рв]х',+еЁхгс+еЁ^ (4)

где J - плотность тока, В — магнитное поле, V,- — эффективный объем; его размеры определяются отличной от соседних областей металла проводимостью, ге, г/, — эффективные заряды примесей при электропереносе.

В ранних работах [2] по поперечному электропереносу эффективный объем для атома примеси принимается равным

^=1/«,., (5)

где щ — количество ионов в единице объема данного чистого компонента:

В дальнейшем эту величину для соответствующего иона связывали с сечением рассеяния электронов проводимости на матрице и на соответствующих примесях. Для сплавов с малой концентрацией примесей:

о-д/Ч) =Дрл/(слЯС), (6)

где <7/7 и <7о — сечения рассеяния ионов примеси и матрицы соответственно; Арп — сопротивление, вносимое примесью, с концентрацией С и; ро — сопротивление матрицы, отношение эффективных объемов:

Затененный от электронов проводимости объем V/ в (4), соответствующий данным сечениям рассеяния, может быть обусловлен также дифракционными явлениями, возникающими при рассеянии последних на атомах матрицы и примеси.

Полученные значения эффективных объемов большинства примесей в жидком галлии в 102 - 103 раз больше объемов атома матрицы. Кроме того, примесные атомы могут образовывать микровключения. Значит, следует ожидать удаления примесей при достижимых экспериментальных условиях: плотности тока 100 — 1000 А/см2 и магнитном поле 0.1 — 1 Тл. Эти результаты хорошо согласуются с данными эксперимента по поперечному переносу в жидком галлии.

Величина параметров поперечного переноса примесей оценивалась также из уравнения:

где £>о — коэффициент атомарной диффузии примесей в жидком галлии, йконп - коэффициент конвективной диффузии в жидком галлии при данном размере капилляра и величине электрического тока, е — заряд электрона, г —

эффективный заряд примеси, £ — напряженность электрического поля, х — расстояние между точками, к - постоянная Больцмана, Т— температура, С(х) и Со — концентрации примесей в соответствующих точках.

Исходя из значений А, = 10-5 См2/с, йКонв = Ю"3 см2/с, Т = 300 К, С(х)/С0 в диапазоне 1 — 40, получаем, что величина эффективного заряда соответствует рассчитанным соотношениям эффективных объемов примесей и матрицы и достигает порядка тысяч единиц.

Аналогичный подход применен к кремнию, который при плавлении переходит в металлическое состояние. Из результатов расчета видно, что в жидком кремнии примеси должны удаляться не в виде одиночных атомов, а в виде группировок, образующихся в кремнии вблизи температуры плавления,

V,

и в растворах кремния с металлами.

Итак, электроперенос в скрещенных электрическом и магнитном полях может использоваться как эффективный способ очистки жидких металлов от примесей. В частности, для расплавленного кремния он может выступать как один из этапов технологии для получения дешевого кремния солнечного качества, включающей в себя прямое карботермическое восстановление в дуговой электрической печи, очистку жидкого кремния поперечным электропереносом в скрещенных электрическом и магнитном полях и направленную кристаллизацию и формообразование. На основе такой технологии получен кремний солнечного качества со временем жизни неосновных носителей более 20 мкс.

Сравнение технико-экономических параметров широко используемого Сименс-процесса и предлагаемой технологии предоставлены в табл. 5.

Таблица 5.

Технология получения солнечного кремния

Технологическая операция Параметры

Предлагаемая технология Существующая технология (Сименс-процесс)

Восстановление в дуговой печи Сырье - кварц, углерод 99.995 % Продукт - кремний 99.995 %, стоимость 5 $ Сырье - кварц, углерод 99 % Продукт - кремний 99 %, стоимость 1.5 $

Очистка Способ - электроперенос в магнитном поле Продукт - кремний 99.999 %, стоимость 10 $ Способ - гидрохлорирование кремния, разделение, очистка, восстановление хлорсиланов, очистка водорода, приготовление стержней регенерацию хлорсиланов и водорода Продукт - кремний 99.9999% мелкокристаллический, стоимость 60$*

Кристаллизация по Чохральскому Требуется 1.5 кг поликристалла Продукт - монокристаллический кремний 99.9999 %, стоимость 65 $ Требуется 1.5 кг поликристалла Продукт - монокристаллический кремний 99.9999%, стоимость 177$*

Перспективы технологии При объединении восстановления, электромагнитной очистки и направленного затвердевания возможно получение кремния солнечного качества по цене до 10 $ за кг. Технология отработана; в последние годы себестоимость кремния существенно не менялась.

* — стоимость постоянно меняется в сторону увеличения

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ На основе разных экспериментальных и теоретических методов иссле-

дования получены новые важные для науки и практики результаты.

1. Измерено электросопротивление жидкого галлия в магнитном поле при Т= 300 К. Получена его линейная зависимость от индукции магнитного поля.

2. Для описания поведения электросопротивления жидкого галлия в магнитном поле разработана новая двухзонная модель электронной структуры жидких металлов. Определены параметры электронной структуры в жидком галлии: радиус электронной сферы к*. =1.654-108 см-1, радиус дырочной оболочки к* =1.114-10* см-1, ее толщина Д£=0.5-108 см"1.

3. Экспериментально установлено удаление примесей из жидких металлов (на примере индия и галлия) под действием поперечного электропереноса примесей в скрещенных электрическом и магнитных полях.

4. Разработан метод очистки индия и галлия с помощью поперечного электропереноса примесей, и получены образцы высокочистых материалов.

5. Разработана методика подготовки микрообъектов для анализа методом вторично-ионной масс-спектрометрии с применением фольги из индия, очищенного методом поперечного электропереноса в магнитном поле.

6. Разработана технология получения кремния солнечного качества, включающая электроперенос в поперечном магнитном поле. Данная технология является победителем конкурса «СТАРТ-05» и получила государственную поддержку (договор № 3360/5808).

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Трунии Е.Б., Трунина O.E. Электропроводность жидкого галлия в магнитном поле. // Тезисы 36-й научно-технической конференции. Тезисы 47-й студенческой научно-технической конференции. — Рязань, РГРТА, 2000. с.77. (0.1 п. л.).

2. Трунин Е.Б., Трунина O.E. Получение индия и галлия высокой чистоты методом электропереноса в магнитном поле. // Материалы XVII научного совещания «Высокочистые материалы с особыми физическими свойствами». -Суздаль, 2001. с. 25.(0.1 п.л.). '

3. Трунина O.E. Расчет электросопротивления жидкого галлия в двухзон-

ной модели. // Электроника и информационные технологии. Межвузовский сборник научных трудов. - Рязань, 2002. с. 78 - 81. (0.3 п.л.).

4. Карабанов С.М., Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Получение кремния для солнечной энергетики // Тезисы докладов Третьей Российской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе («Кремний-2003») 26 - 30 мая 2003 г. - М.: МИСиС, 2003. с. 91. (0.1 п.л.).

5. Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Получение индия и галлия высокой чистоты методом электропереноса в магнитном поле. // Неорганические материалы, 2003, Т. 39, № 8, с. 798 - 802. (0.3 п.л.).

6. Китаева Т.П., Толстогузов А.Б., Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Подготовка микрообъектов с применением сверхчистого индия для диагностики методом ВИМС // Взаимодействие ионов с поверхностью (ВИП-2003). Материалы XVI Международной конференции 25 - 29 августа 2003 г. Звенигород. М.:

2003. Т. 1, с. 382 - 384. (0.2 п.л.).

7. Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Поперечный электроперенос примесей в магнитном поле // Электроника. Сборник научных трудов - Рязань, 2003. с.45-51. (0.4 пл.).

8. Карабанов С.М., Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Кремний для солнечной энергетики // Электронная промышленность, 2003, №3. с. 798 - 801. (0.3 п.л.).

9. Карабанов С.М., Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Новая технология кремния для солнечной энергетики // Международная конференция «Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы». Материалы конференции 4 - 6 ноября 2003 г. СПб.: 2003, с. 231 - 237. (0.4 п.л.).

10. S. Karabanov, Е. Trunin, О. Trunina. New Technology of Solar Grade Silicon Production // Proceedings of the 19th European Photovoltaic Conference. June

2004, Paris, France. Vol. 1, pp. 974 - 977. (0.3 п.л.).

11. S. Karabanov, E. Trunin, O. Trunina. Equipment and Technology for Solar Grade Silicon Production // Book of Abstracts of the 8th World Renewable Energy Congress. August 29 - September 3, 2004, Denver, Colorado USA. P. 304. (0.1

П.Л.).

12. Китаева Т.И., Толстогузов А.Б., Трунин Е.Б., Трунина О.Е, Подготовка микрообъектов с применением сверхчистого индия для диагностики методом ВИМС И Поверхность: рентгеновские, нейтронные и синхротронные исследования. 2004, № 8, с. 28-32. (0.3 пл.).

13. Карабанов С.М., Трунин Е.Б., Трунина О.Е. Устройство для очистки жидких металлов, преимущественно кремния. Патент на изобретение №2245381. Опубликовано в БИ 27.01.2005 г.

14. S.M. Karabanov, Е.В. Trunin, О.Е. Trunina. Low Cost Technology of SolarGrade Silicon Production. // Proceedings of 15,h World Photovoltaic Congress. 11 - 16 October 2005, Shanghai, China, pp. 1100 - 1102. (0.2 пл.).

Цитируемая литература

1. Белащенко Д.К. Структура жидких и аморфных металлов. М.: Металлургия, 1985.192 с.

2. Фикс В.Б. Ионная проводимость в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1969. 296 с.

Трунина Ольга Евгеньевна Поперечный электроперенос в жидких металлах и полупроводниках

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук Подписано в печать .29.05.2006. Бумага Print 60 х 80/16. Печать ризографическая. Гарнитура Times New Roman. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ № 19Н .

Отпечатано с готовых диапозитивов в ООО «Интермета». Адрес: Рязань, ул. Каляева, 5.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Гальваномагнитные явления в кристаллических и жидких металлах

1.1.1. Магнитосопротивление монокристаллов

1.1.2. Магнитосопротивление поликристаллов

1.1.3. Гальваномагнитные явления в жидких металлах

1.2 Модели электронной структуры и проводимости жидких металлов

1.2.1 Структура жидких металлов

1.2.2 Рассеяние электронов в жидких металлов

1.2.3 Электронная структура жидких металлов

1.2.4 Теории проводимости жидких металлов

1.3 Электроперенос примесей в металлах

1.3.1 Теоретические основы электропереноса

1.3.2 Особенности электропереноса в жидких металлах

1.3.3 Электроперенос в магнитном поле

1.4 Получение высокочистых веществ

1.4.1 Очистка жидких металлов электропереносом4:

1.4.2 Другие современные методы очистки 4:

1.5 Получение кремния для электронной промышленности и солнечной энергетики

1.5.1 Обзор методов получения поли- и монокристаллического кремния5'

1.5.2 Кремний для солнечной энергетики5!

1.6 Постановка задач6'

2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯб!

2.1 Химико-спектральный анализб!

2.2 Масс-спектрометрические методы анализа вещества7.

2.3 Контроль чистоты по относительному остаточному сопротивлению

2.4 Измерение электрофизических характеристик гетероструктур, ф выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии

2.5 Рентгеноструктурный анализ

3. МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ

3.1 Измерение электросопротивления жидкого галлия в поперечном магнитном поле

3.2 Электросопротивление жидкого галлия в магнитном поле и модель электронной структуры жидких металлов

4. ПОПЕРЕЧНЫЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕНОС В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

4.1 Изучение поперечного электропереноса в жидком галлии ф 4.2 Получение высокочистых веществ поперечным электропереносом в магнитном поле[

4.2.1. Очистка галлия

4.2.2. Очистка индия

4.3 Электроперенос примесей в жидком галлии

4.4 Электроперенос примесей в расплавленном кремнии

Актуальность исследования. В настоящее время исследования в об-Ф ласти физики жидких металлов являются актуальными как в связи с ростом областей самостоятельного применения жидких металлов, так и в связи с поиском методов получения веществ с особыми физическими свойствами для современной микро- и наноэлектроники (высокочистых материалов, преци-* зионных сплавов и т.п.), атомной техники, солнечной энергетики. Исследования показали, что очистка физическими методами материалов в жидком состоянии представляет собой одно из наиболее удачных сочетаний себестоимости и качества получаемого высокочистого вещества. Интерес представляет также совместное воздействие электрических и магнитных полей на ф квазижидкие объекты наноэлектроники.

Однако отсутствует теория, описывающая воздействие внешнего магнитного поля на электропроводность жидких металлов. Существующие на настоящий момент теории электропроводности жидких металлов (Мотта, Губанова, Займана) не учитывают это влияние. Отчасти такое состояние объяс-^ няется отсутствием надежных экспериментальных данных об электросопротивлении жидких металлов в широком диапазоне величин магнитного поля.

Одной из наиболее важных и актуальных проблем мировой науки и техники также является получение дешевого кремния в промышленных объ-® емах для солнечной энергетики. Основную часть затрат при изготовлении фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) составляют расходы на кремний, который был и остается основным материалом ФЭП. Все существующие на сегодняшний момент технологии получения кремния для солнечной энергетики, включая хлоридную (Сименс-процесс), по сути своей являются лабораторными, с большими издержками, энергозатратами и низким выходом продукта, что принципиально определяется технологией и в ее рамках не может измениться.

Цель диссептациоииой работы - построение модели электронной структуры жидкого металла по полученным данным о его магнитосопротив-лении, выяснение механизмов поперечного электропереноса примесей в жидких металлах и полупроводниках и его применение для их очистки.

В работе решаются следующие задачи:

- исследование поведения электросопротивления жидкого галлия при изменении величины внешнего поперечного магнитного поля и создание теоретической модели электронной структуры жидких металлов;

- исследование поперечного электропереноса в жидком галлии в плоской ячейке и в капилляре и теоретическое описание данного явления;

- разработка принципов нового метода получения кремния для солнечной энергетики.

Методы исследования. В настоящей работе применялись различные теоретические и экспериментальные методы исследований. Комплексный подход обеспечил разностороннюю проверку полученных результатов. Содержание примесей в образцах контролировалось спектральными и масс-спектральными методами, путем измерения относительного остаточного сопротивления монокристаллов материалов и определения электрофизических характеристик гетероструктур, выращенных на их основе. Ориентация монокристаллов определялась по данным рентгеноструктурного анализа.

Научная новизна результатов диссертационной работы.

1. Впервые измерено магнитосопротивление жидкого галлия; показано, что зависимость его от индукции магнитного поля носит линейный характер.

2. Зависимость магнитосопротивления жидкого металла от индукции магнитного поля объяснена двухзонной моделью электронной структуры жидкого металла, основанной на модели двух полос проводимости для твердых тел и теории электропроводности Займана для жидких металлов.

3. Впервые экспериментально обнаружен и теоретически описан поперечный электроперенос примесей в жидком галлии в скрещенных электрическом и магнитном полях.

4. Получены соотношения для параметров поперечного электропереноса в магнитном поле и определены эффективные объемы примесей в галлии и кремнии.

5. Разработаны метод и устройство очистки жидких металлов и полупроводников в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Защищаемые положения.

1. Линейное увеличение магнитосопротивления жидкого галлия в поперечном магнитном поле — (я) = 3.75-10-4 Тл"1 • В - 0.225 -КН обусловлено Р сложной электронной структурой жидкого металла.

2. Электронная структура жидкого галлия описывается электронной сферой Ферми радиусом кеР =1.654-108 см"1 и дырочной оболочкой радиусом кр =1.114«Ю* см-1 и толщиной М = 0.5-108 см-1.

3. Движение примесей в жидких металлах (на примере индия и галлия) в скрещенных электрическом и магнитном полях осуществляется в поперечном направлении.

Достоверность выводов диссертации обусловлена:

- соответствием результатов, полученных с помощью независимых методов экспериментального исследования; воспроизводимостью экспериментальных результатов;

- соответствием между теоретическими и экспериментальными результатами.

Практическая ценность диссертационной работы.

1. Предложен способ эффективной финишной очистки высокочистых материалов для микро- и наноэлектроники с помощью поперечного электропереноса в магнитном поле.

2. Предложено применять индий, полученный данным способом, для анализа микрообъектов различной природы (проводящие и непроводящие частицы размерами порядка нескольких микрометров, волокна, порошки и т.п.) методом вторично-ионной масс-спектрометрии.

3. Предложено использовать метод электропереноса в поперечном магнитном поле в качестве одного из этапов технологии получения дешевого кремния для солнечной энергетики.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 13 работах и докладывались на 47-й студенческой научно-технической конференции РГРТА (Рязань, 2000 г.), XVII научном совещании «Высокочистые материалы с особыми физическими свойствами» (Суздаль, 2001 г.), Третьей Российской конференции по материаловедению и физико-химическим основам технологии получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на их основе («Кремний-2003») (Москва, 2003 г.), XVI Международной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью» (ВИП-2003) (Звенигород, 2003 г.), Международной конференции «Возобновляемая энергетика 2003: состояние, проблемы, перспективы» (Санкт-Петербург, 2003 г.), 19-й Европейской конференции по фотоэлектричеству (19th European Photovoltaic Conference, Paris, France, 2004), 15-м Всемирном конгрессе по фотоэлектричеству (15th World Photovoltaic Congress, Shanghai, China, 2005).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (108 наименований) и приложения. Текст диссертации изложен на 190 страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц и 58 рисунков.

5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Задачи, поставленные в данной диссертационной работе, были решены.

1. Измерено электросопротивление жидкого галлия в магнитном поле при Т= 300 К. Получена его зависимость от величины магнитного поля, квадратичная на начальном участке и затем переходящая в линейную.

2. Поведение электросопротивления жидкого галлия в магнитном поле описано с помощью двухзонной модели электронной структуры жидких металлов, основанной на модели двух полос проводимости для твердых тел и теории электропроводности Займана для жидких металлов.

3. Экспериментально установлено удаление примесей из жидких металлов (на примере индия и галлия) под действием поперечного электропереноса примесей в скрещенных электрическом и магнитных полях.

4. Разработан метод очистки индия и галлия с помощью поперечного электропереноса примесей, и получены образцы высокочистых материалов. Поперечный электроперенос в магнитном поле может использоваться как способ эффективной финишной очистки высокочистых материалов для микро- и наноэлектроники и других областей науки и техники.

5. Разработана методика подготовки микрообъектов различной природы (проводящие и непроводящие частицы размерами порядка нескольких микрометров, волокна, порошки и т.п.) с применением индия, полученного данным способом, для анализа методом вторично-ионной масс-спектрометрии.

6. Разработан способ очистки кремния, включающий электроперенос в поперечном магнитном поле, до уровня, соответствующего требованиям, предъявляемым к кремнию для фотоэлектрических преобразователей. Данный способ очистки может использоваться как один из этапов технологии получения дешевого кремния для фотоэлектрических преобразователей, включающей также карботермическое восстановление и направленную кристаллизацию.

Я выражаю искреннюю благодарность моему научному руководителю д. ф.-м. н. проф. Волкову Степану Степановичу за тактичное научное руководство и поощрение самостоятельности научных исследований.

Хотелось бы также поблагодарить кафедру электронной техники и технологии Рязанского государственного радиотехнического университета за предоставленную возможность научной работы.

Благодарю также моих соавторов (Трунина Е. Б., Карабанова С. М., Толстогузова А. Б., Китаеву Т. И.) за искренний интерес, проявленный к моим исследованиям, неоценимую помощь в научных и творческих изысканиях и разностороннее обсуждение проблем, коллективы предприятий ООО «Сан-сил», ОАО «НИТИ», ОАО РЗМКП, ГИРЕДМЕТ, ООО «МАКНиК», ООО «МАКНиТ» за участие в научных разработках. Отдельную благодарность хотелось бы выразить коллективу кафедры математического анализа Рязанского государственного университета им. С А. Есенина, а также сотрудникам компьютерной лаборатории физико-математического факультета Горбуновой Юлии Николаевне и Афанасовой Марине Михайловне за участие и поддержку.

1. Вонсовский С. В. Магнетизм. М.: Наука, 1971.1032 с. с илл.

2. Шматько О. А., Усов В. Ю. Электрические и магнитные свойства металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1987. 582 е., илл.

3. Кобус А., Тушинский Я. Датчики Холла и магниторезисторы: Пер. с польск. М.: Энергия, 1971.352 е., илл.

4. Капица П. Л. Изменение электропроводности в сильных магнитных полях. // Научные труды "Сильные магнитные поля". М.: Наука, 1988.С. 243 -301. (Proс. Roy. Soc. А, 1929. Vol. 123. Р. 292)

5. Капица П. Л. Электропроводность металлов и ее изменение в магнитном поле. // Научные труды "Сильные магнитные поля". М.: Наука, 1988. С. 313-318. (Metallwirtschaft. 1929. Н. 19. S. 443)

6. Капица П. Л. Измерение сопротивления металлов в магнитных полях. // Научные труды "Сильные магнитные поля". М.: Наука, 1988. С. 435 440. (Leipziger Vorträge. Magnetismus, Leipzig: S. Hirzel. S. 1)

7. Займан Дж. Принципы теории твердого тела: Пер. с англ. М.: Мир, 1974.472 с.

8. Крэкнелл А., Уонг К. Поверхность Ферми: Пер. с англ. М.: Атомиз-дат, 1978. 352 с.

9. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. Т. 1. Пер. с. англ. М.: Мир, 1979. 399 с.

10. Абрикосов А.А. Основы теории металлов. М.: Наука, 1987. 520 е., ил.

11. Дрейзин Ю.А., Дыхне A.M. ЖЭТФ, 1972, т. 63, с.424.

12. Алексеевский Н.Е., Гайдуков Ю.П. ЖЭТФ, 1958, т. 35, с. 554.

13. Каганова И.М., Каганов М.И. К теории гальваномагнитных явлений в поликристаллических металлах. // ФНТ, т. 31, вып. 3-4 (Март 2005), с. 382404.

14. Логвинов И.И., Цзян Ю.Н. Нелинейная проводимость компенсированного поликристаллического металла в сильном магнитном поле // ФНТ, т. 29, вып. 4 (Апрель 2003), с. 413-417.

15. Глазов В.М., Кольцов В.Б., Сиротюк С.В. Эффект Холла в расплавах полупроводников. Часть 1. Металлические расплавы. (Обзоры по электронной технике. Серия 6. Материалы. Выпуск 6 (1310).) М.: ЦНИИ «Электроника», 1987. 46 е., илл.

16. L.L. Campbell. Galvanomagnetic and thermomagnetic effects; the Hall and allied phenomena. London New-York: Longmans and Co, 1923. - 308 pp.

17. W. Gerlach. Die galvanomagnetischen und thermomagnetischen Effekte in Elektronenleitern. // Handb. der Phys., 1928, v. 13. S. 228 262.

18. I. A. Elridge. An application of the electron theory to the Hall effect. // Phys. Rev., 1923, v.21, pp. 131 142.

19. I. Kikoin, I. Fakidov. Halleffekt in flussige Metallen. // Z. f. Phys., 1931, Bd. 71, H. 5 -6, S. 393-402.

20. Кикоин И.К., Факидов И.Г. Влияние поперечного магнитного поля на сопротивление жидких металлов. // ЖЭТФ, 1933, Т. 3, № 1, с. 36 43.

21. Глазов В.М., Вобст М., Тимошенко В.И. Методы исследования свойств жидких металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1989. 384 с.

22. Магомедов А. М. Магнетосопротивление чистых металлов в твердой и жидкой фазе. // Письма в ЖЭТФ, 1980 г., том 32, вып. 4, с. 315 128.

23. Кикоин И.К., Факидов И.Г. Phys. Sowiet., 7, 507, 1935.

24. I. Е. Armstrong. Magnetoresistance of liquid sodium-potassium alloy. // Phys. Rev., 1935, 47,391 392.

25. Кувандыков O.K., Садыков С.А., Субханкулов И. // Изв. АН УзССР, серия физико-математических наук, № 5, 72, 1976.

26. Еланский Г.Н. Строение и свойства металлических расплавов. М.: Металлургия, 1991. 160 с.

27. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. M.-JL: Изд-во АН СССР, 1945. 592 с.

28. Фишер И. 3. Статистическая теория жидкостей. М.: Физматгиз, 1961. 280 с.

29. Яценко С. П. Галлий. Взаимодействие с металлами. М.: Наука, 1974. 220 с.

30. Яценко С.П. Индий. Свойства и применение. М.: Наука, 1987. 256 с.

31. Белащенко Д.К. Структура жидких и аморфных металлов. М.: Металлургия, 1985. 192 с.

32. Хейне В., Коэн М., Уэйр Д. Теория псевдопотенциала: Пер. с англ. М.: Мир, 1973.558 с.

33. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела: Пер. с англ. М.: Наука, 1978. 792 е., илл.

34. Физика металлов. Электроны. / Под ред. Дж. Займана: Пер. с англ. М.: Мир, 1972. 464 с.

35. Белащенко Д.К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках. М.: Атомиздат, 1970.400 с.

36. Займан Дж. Модели беспорядка: Пер. с англ. М.: Мир, 1982. 592 с.

37. Островский О. И., Григорян В. А., Вишкарев А. Ф. Свойства металлических расплавов. М.: Металлургия, 1988. 304 с.

38. Фикс В.Б. Ионная проводимость в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1969. 296 с.

39. Михайлов В. А., Богданова Д. Д. Электроперенос в жидких металлах. Новосибирск: Наука, 1974. 224 с.

40. Электроперенос и его приложения. / Под ред. В.А. Михайлова. Новосибирск: Наука, 1982.140 с.

41. Y. Adda, J. Filibert. La diffusion dans les solides. Saclay. T. 1 -2. France, 1966. 1268 p.

42. H. Wever. Elektro- und Thermotransport in Metallen. Leipzig: Johan ^ Ambrosius Barth, 1973.280 S.

43. J. N. Pratt, R. G. Sellors. Electrotransport in metals and alloys. Trans. Tech. SA (Riehen). Switzerland, 1973. 202 pp.

44. Фикс В.Б. О механизме подвижности ионов в металлах. // ФТТ, 1959, №1, с. 16-30.

45. Н. В. Huntington, A. R. Grone. Current-Induced Marker Motion in Gold Wires. // J. Phys. Chem. Solids, 1961, vol. 20, No 1 2, pp. 76 - 87.

46. C. Bosvieux, J. Friedel. Sur l'Electrolyse des Alliages Métalliques // J. Phys. Chem. Sol., 1962, v. 23, No 1 2, pp. 123 - 136.щ 49. R. Landauer, J. W. F. Woo. Driving force in electromigration. // Phys. Rev.

47. B, 1974, vol. 10, No 4, pp. 1266 1271.

48. R. S. Sorbello. A pseudopotential based theory of the driving forces for electromigration in metals. // J. Phys. Chem. Solids, 1973, vol. 34, pp. 937 950.

49. A. K. Das, R. Peierls. The force in electromigration. // J. Phys. C: Solid State Phys., Vol. 8,1975, pp. 3348 3352.

50. Белащенко Д. К. Исследование расплавов методом электропереноса. М.: Атомиздат, 1974. 88 с.

51. Ершов Г.С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких металлов. • М.: Металлургия, 1982. 176 с.

52. R. A. Swalin. On the theory of self-diffusion in liquid metals. // Acta Metallurgies vol. 7, 1959, pp. 736 740.

53. Резибуа П., ДеЛенер M. Классическая кинетическая теория жидкостей и газов: Пер. с англ. / Под ред. Ю.Л. Климонтовича и А.И. Осипова. М.: Мир, 1980.424 с.

54. Харьков Е.И. Самодиффузия и вязкость простых жидкостей в рамках модели твердых сфер. 1. Самодиффузия и вязкость простых жидкостей при температуре плавления. // УФЖ, 1975, 22, № 6, с. 930 937.

55. M. Schimschak, J. Krug. Electromigration-driven shape evolution of two-dimensional voids. // J. Appl. Physics, 2000, vol. 87, pp. 695 -701.

56. J.P. Sethna. Electromigration and voids // Laboratory of Atomic and Solid State Physics (Cornell University). URL: http://www.lassp.cornell.edu/sethna/ pub.html#74

57. Закурдаев И.В., Садофьев С.Ю., Погосов A.O. Самоформирование системы высокоупорядоченных наноостровков германия при эпитаксии на профилированные кремниевые (111) подложки в условиях электропереноса // Письма в ЖЭТФ, 2002, т. 75, вып. 2, с. 100 102.

58. Ахкубеков А.А, Карамурзов Б.С. Связь параметров диффузии и электропереноса компонентов бинарных расплавов при контактном плавлении // ПЖТФ, 2002, т. 28, вып. 2, с. 60.

59. Закурдаев И.В. и др. Чистые материалы в электронной технике (новые методы очистки). (Обзоры по электронной технике. Серия 7. Технология, организация производства и оборудование. Выпуск 12 (754)). М.: ЦНИИ «Электроника». 1980. 52 с.

60. Девятых Г.Г., Еллиев Ю.Е. Введение в теорию глубокой очистки веществ. М.: Наука, 1981. 320 с.

61. Беляев А.И. Физико-химические основы очистки металлов и полупроводниковых материалов. -М.: Металлургия, 1973. 224 с.

62. Иванов В.Е. и др. Чистые и сверхчистые материалы. М.: Металлургия, 1965.264 с.

63. Степин Б.Д. и др. Методы получения особо чистых неорганических веществ. JL: Химия, 1969.480 с.

64. Яценко A.C. и др. Лазерные методы очистки материалов электронной техники. (Обзоры по электронной технике. Серия 6. Материалы. Выпуск 1 (1007).) М.: ЦНИИ «Электроника», 1984. 60 с.

65. Сахаров Б.А. и др. Металлургия и технология полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1972. 544 с.

66. Нашельский А .Я. Производство полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1989. 282 с.

67. A. Goetzberger. Solar Cell Materials and Technology: from the Past to the Future // Proceedings of the 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich, Germany, 22 26 October 2001, pp. 9 - 13.

68. Рейви К. Дефекты и примеси в полупроводниковом кремнии: Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 475 е., илл.

69. Н. A. Aulich, F.-W. Schilze, Silicon Feedstock for Photovoltaic Industry //tVi

70. Proceedings of the 17 European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich, Germany, 22 26 October 2001, pp. 65 - 68.

71. W. Koch, P. Woditsch, Solar Grade Silicon Feedstock Supply for PV Industry // Proceedings of the 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich, Germany, 22 26 October 2001, pp. 73 - 76.

72. E. Olsen, G. Hagen, An Electrochemical Route to Solar Grade Silicon // Proceedings of the 17th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Munich, Germany, 22 26 October 2001, pp. 69 - 72.

73. S. M. Karabanov, The Prospects of Photovoltaics Development in Russia // Technical Digest of the International PVSEC-12, Cheju, Korea, 2001, pp. 63 64.

74. Волков С.С. Первичные средства сбора информации. Атомно-эмиссионная спектроскопия. Эллипсометрия: Учеб. Пособие. Рязань, Рязанская государственная радиотехническая академия, 2003.48 с.

75. Юинг Г. Инструментальные методы химического анализа: Пер. с англ. М.: Мир, 1989. 608 е., илл.

76. Карякин А.В. Повышение чувствительности прямого спектрального анализа //В сб. «Успехи аналитической химии». М.: Наука, 1974. с. 17 27.

77. Золотов Ю.А. Исследования в области аналитической химии веществ высокой чистоты // В сб. «Успехи аналитической химии». М.: Наука, 1974. с. 3-16.

78. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов: Справочник. Киев: Наукова думка, 1982. 400 е., илл.

79. Заикин В.Г. и др. Основы масс-спектрометрии органических соединений. М.: МАИК «Наука / Интерпериодика», 2001. 286 е., илл.

80. Токарев М Что такое масс-спектрометрия и зачем она нужна // Масс-спектрометрия для непрофессионалов MS for pedestrians. URL: http://www.textronica.com/basic/ms.htm

81. Волков C.C., Денисов А.Г., Толстогузов А.Б. Вторично-ионные масс-спектрометры. (Обзоры по электронной технике. Серия 7. Технология, организация производства и оборудование. Выпуск 9 (1283)). М.: ЦНИИ «Электроника». 1987. 61 с.

82. Волков С. С. и др. Сканирующий ионный микрозонд «Шиповник» для анализа материалов микроэлектроники // Электронная промышленность, 1990, № 10, с. 13-16.

83. Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах: Пер. с англ. М.: Мир, 1971.470 с.

84. Разработка, и изготовление установки для контроля чистоты металлов по остаточному сопротивлению: Отчет о НИР. Сибирское отделение АН СССР, Институт неорганической химии. Новосибирск: 1975. 51 с.

85. Белявский В. И. Физические основы полупроводниковой нанотехно-логии // NanoEnot NanoTechnology независимый сайт о нанотехнологиях. URL: http://nanoenot.pisem.net/ne/foppn.htm.

86. Алферов Ж.И. История и будущее полупроводниковых гетерострук-тур. // ФТП, 1998, т. 32, № 1, с. 3 18.

87. Зеегер К. Физика полупроводников: Пер. с англ. М.: Мир, 1977. 615 с.

88. Вайнштейн Б.К. Современная кристаллография (в четырех томах). Т.1. Симметрия кристаллов. Методы структурной кристаллографии. М.: Наука, 1979 г. 384 е., илл.

89. Миркин JI. И. Рентгеноструктурный анализ. Справочное руководство. Получение и измерение рентгенограмм. М.: Наука, 1976. 328 е., илл.

90. Половин Р.В., Демуцкий В.П. Основы магнитной гидродинамики. М.: Энергоиздат, 1987. 208 с.

91. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.

92. Верлань А.Ф., Сизиков B.C. Интегральные уравнения: методы, алгоритмы, программы. Справочное пособие. Киев: Наукова думка, 1986. 291 с.

93. Черепин В. Т. Ионный микрозондовый анализ. Киев: Наукова думка, 1992. 344 с.

94. Физические величины: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232с.

95. Девятых Г. Г. и др. Примесный состав образцов Выставки-коллекции веществ особой чистоты. III. Простые твердые вещества элементов 3-го и 4-го периодов системы Д.И. Менделеева // Высокочистые вещества, №2, 1991, с. 22-32.

96. Девятых Г. Г. и др. Примесный состав образцов Выставки-коллекции веществ особой чистоты. 5. Простые твердые вещества элементов 5-го периода системы Д.И. Менделеева // Высокочистые вещества, № 5 6, 1992, с. 12-24.

97. Девятых Г. Г. и др. Примесный состав образцов Выставки-коллекции веществ особой чистоты. 6. Простые твердые вещества элементов 6-го периода системы Д.И. Менделеева // Высокочистые вещества № 5 6, 1992, с. 25-47.

98. ЮО.Толстогузов А. Б., Китаева Т. И. Определение следов металлов в глубинных минералах Якутии методом вторично-ионной масс-спектрометрии // Журнал аналитической химии, 1998, Т. 53, №1, с.78

99. Трунин Е.Б. Способ очистки жидких металлов. АС(СССР) №1208819, приоритет от 1 июля 1983 г., зарегистрировано в Госреестре изобретений 1 октября 1985г.

100. Трунин Е.Б. Перенос примесей в жидких металлах при протекании тока в поперечном магнитном поле. // Высокочистые вещества, 1988, №1, с. 77 80.

101. Александров В.Н., Дукин В.В. // Физика низких температур. 1976, т.2, вып. 1, с. 105.

102. Яворский В.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1968. 940 с.

103. Зиновьев В.Е. Кинетические свойства материалов при высоких температурах: Справ, изд. М.: Металлургия, 1984. 200 с.

104. Глазов В.М., Чижевская С.Н., Глаголева Н.Н. Жидкие полупроводники. М.: Наука, 1967. 244 с.

105. Кожитов JI.B. и др. Жидкофазная эпитаксия кремния. М.: Металлургия, 1989. 200 с.