Спектроскопия колебательных состояний низкоразмерных полупроводниковых систем тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

07-4 3605

На правах рукописи

МИЛЁХИН Александр Германович

СПЕКТРОСКОПИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ НИЗКОРАЗМЕРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СИСТЕМ

Специальность 01.04 Л 0 (Физика полупроводников)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических паук

Новосибирск - 2007 г.

Работа выполнена в Институте физики полупроводников Сибирского отделения РАН н в Техническом Университете г. Кемниц, Германия

Научный консультант:

Докор физико-математических наук, профессор А.В. Двуреченский

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук

В.К. Малиновский

Доктор химических наук

Б. А. Колесов

Доктор физико-математических наук:

Л,В. Кулик

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государстве иный университет

Защита диссертации состоится ^Ь^^^ШП г. в С тасов

назаседании диссертационного Совета Д.003.037.01 в Институте физики полупроводников СО РАН по адресу: 630090 г. Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики полупроводников СО РАН.

Автореферат раз

2007 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор физико-математических наук, профессор

Двуреченский Анатолий Васильевич

"КЯРБи ИСК Лй

Г У ДА г- С т Ь Е И м А й

БИБЛИОТЕКА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

2007

-- "Жйгуальность темы. Спектроскопия колебательных состояний традиционно изучает

колебательный спеюр кристаллов двумя основными методами: с помощью комбинационного рассеяния света (КРС)

и инфракрасной (ИК) спектроскопии.

Создание мощных источников монохроматического излучения (лазеров), высокочувствительных матричных фотоприемных устройств и компьютерной техники определило переход спектроскопии КРС и Ж спектроскопии на качественно новый уровень и дало мощный импульс разработке ряда новых разновидностей методов спектроскопии колебательных состояний.

Выло установлено, что процессы КР и ИК поглощения несут в себе ценную, взаимодополняющую информацию о структуре кристалла, его фонониом спектре, механизмах электрон-фоноштого и фонон-фононного взаимодействия. Исключительно важным с точки зрения практических применений является возможность определения таких параметров, как концентрация и тип примесей, дефектов, свободных носителей, величина встроенных механических напряжений и до. Получение таких данных относится к числу важнейших задач физики твердого тела, и проведение подобию; измерений в настоящее время стало фактически обязательным при исследовании новых полупроводниковых материалов и структур.

Совершенствование методов интерпретации колебательного спектра кристаллов и тонких пленок и феноменологических подходов к описанию процессов комбинационного рассеяния, поглощения и отражения на колебаниях кристаллической решетки существенно увеличило информативность методов спектроскопии колебательных состояний, что позволило установить взаимосвязь между оптическими, электронными, колебательными свойствами кристаллов и характеристиками кристаллической структуры. Были разработаны методы расчета колебательного спектра из первых принципов для кристаллов с различной симметрией и кристаллических слоистых полупроводниковых систем.

Развитие эпитаксиальных методов формирования монокристаллических пленок наиометрового размера, таких как молекулярно-лучевая эпитаксия, газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений и др., привело к созданию целого ряда новых объектов исследования физики твердого тела, систем пониженной размерности: квантовых ям, сверхрешеток, квантовых проволок, колец, точек и позволило разработать методы целенаправленного формирования параметров энергетических зон и энергетических уровней полупроводниковых наносистем.

Теоретические исследования показали, что пространственное ограничение на движение носителей заряда и кристаллической решетки при понижении размерности в таких системах кардинально меняет их электронный и фононный спектр. Возникает целый ряд новых, квантоворазмерных эффектов, включая квантование электронного спектра, локализацию оптических и акустических фононов, свертку акустических фотонов. Требуют детального изучения обнаруженные в этих системах связанные колебания оптических фононов и межподзонных и внутриподзонных плазмонов (плазмон-фононные колебания) и возникающие на границе раздела

г рвбош оокяавые усиди теоретиков и экспершенгвторов бьши ( эжяпрсншого спектра ккясоряомерных систем, а систематические данные во юужиша фояоияогп еввира, в оеобашости ди структур с квантовыми точками, фактически отеукгпюшии.. Поэтому ■еисииовшие мегодоа спектроскопии колебательных состояний в сочетяяш с «мфомешяшн метая»« интераретадмя резуямпое представмети здесь весьма мгтут тш, яоакввиу это вояюлкт имущи. »»читмышй объем информации не тояысо о

60 и о ирирояе их юаимодейспяи с электронными

s феимюм шеюре яоиетеж исключительно важным и : я с шшш иршви врвишшшх ирвмеиший нижоралмерных структур в микро- и : устройствах, посжммсу фмюяы инют т скорость релаксации возбужденных

Необходамоель ривработш» »вей аиемевтмй бачы дм шжромеханюш» опто, нано- и ьжяржяапроюва обесаешяо рюмггое тезокшощи формирования многослойных структур на

(боцдяжга, от шин «wafer bonding»} монокристаляичесюа тмхх км Si, (к, материалы группы А"'В5, Качество гр«нцы раздела срищешшх структур »тетя «жямм фштором, овредаллевдам хараетсрисхики и-ц отапливаемых на их оеттле ycrpoften. Поэтому юпр« еосгшяня скршых границ раздела, толщины н свойств аеращдваг» ж» наяометргашх рюмерап на границе раздела сращенных структур жсмндотккрм бтеюятмдащм методом иехиочитешю важен с точки зрения как стланик ш<амш приняла бантжж, тис ш сомришяжжвшя технологии. Здесь ИК снехтроскопи* nam едким т жяшвш »разрушающих меггож» исследования переходного слоя и ! ш (ранние раздыи двух пласшн. Таким обрюои, недостаточность теоретической изученности фоноотшго спегтра структур, ишбвдммость экспериментального нодтверяаденшг уже существующих моявжй и гшкйп, а -гшже искяотетелым араггоческаи важность шшюразмеряых систем опрвдншот лвешиеияую шиуяиыюса проводимых исследований.

Репине метдт аюнросюиии колебательных состояний для изучения фонтанного и

полупроводниковых систем и получение на их основе ; о кристаллической структуре, характере химических связей на границе раздет слоев, оптических, колебательных и электронных свойствах является необходимой часта» исследований но созданию и изучению новых материалов и структур. Такие исследования проводатсй в декой диссергащишкой работе.

Цель работы звхииямвв. в установлении основных закономерностей образования и природы фожявшх моя, емзанных эяектрои-фояошшх возбуждений и колебательных состояний

в нхморвзыервых жмупроввдшисшнх систем«.: слоях вавометрсжсй толиапш, сжркрвмах и квантовых точках, методами спектроскопия кскебгтеяышх соетаашй.

Дет достижения двстатяежвой цели в настоящей работе решись следквдк юин>аные задачи, арушшрмншиые во блокам:

1. Сверхрешетт,

Исследовали особенностей процесс« комбкксциовпаго рассеяния света ж ИК пегадедекя в различных цоляриищшшиых геометриях и выявление эффектов рагмерошо квштешжия и иизотрошш фоношого шехтра полупроводниковых «ерхретето« ■ структур с квантовыми проволоками, определение дасперсжшшэс зависимостей онтиеаии фовамо» > CkAs, AlAs, GaSb и AlSb, вшеиение природы кюгфонфонишюго взякмодейепш в сверхрешишс.

2. Квантовые точки.

Исследование процессов ИК отражения и комбишцшшш.го рассеяния света в квгшивых гонках в раишчиы* геометриях рассеяния и условиях возбуждения, формирование сшлемы классификации фонояжно спектра в шярфвдюдшшжыж системян с пшгпхши инками, изучение влияния размеров квантовых точек на реэмншетее комбмшвдкжаое ржшшш «вета в массивах квантовых точек.

3. Слон «стометровой толщины.

Применение ИК спектроскопии для идентификации колебатежлше состояний и овределения структурных и оптических параметров оксидного слоя на скрытой границе раздела сращенных кремниевых пластин, построение модем нкжопшиервтурно! о бондами.

1. Понижение размерности далунроводшшмшх систем обусамшшвает кшшшомяше мод оптических фононов, локаднэовдашых в слоях сверхрешеток СЬАяША» и Оа5Ъ/А18Ь, наблюдаемых методами спектроскопии колебательных состояний. Это позволяет юучить анизотропию оптических фонояов в сверхрешетках и определить дисперсии оптических фононов объемных материалов, составляющих сверхрешетки.

2. В легированных сверхрешегках ОаАя/А1Аз существуют моды внутриподеоиных шшмон-фонониых возбуждений, частоты которых определяются энергетической структурой и заполнением мшшзон, образовавших Г электронными состояниями.

3. Конкурирующее влияние трех факторов: эффекта локалязшии оптических фотонов, внутренних механических напряжений и элементного состава в квантовых точках определяет

часто™ оптических фононов, локализованных в массивах квантовых точек GeSi/Sis Ge/Si02 и InGaAs/AlGaAá.

4. Асимметрия гетерограниц в структурах с квантовыми точками InAs приводит к существованию двух типов интерфейсных фононов: 1) от пленарной гетерограшщы смачивающий слой /матрица и 2) от корругарованной гетерограницы квантовая точка/матрица.

5. Периодичность многослойных структур Ge/Si и InGaAs/AlAs с квантовыми точками приводит к эффекту свертки акустических фононов, частоты которых не зависят от внутренней структуры слоев. Резонансный характер комбинационного рассеяния света в структурах Ge/Si с единственным слоем квантовых точек обуславливает наблюдение локализованных акустических фононов в слоях кремния.

Наущая новизна

Все результаты, сформулированные как научные положения, получены впервые, начиная от

постановки задачи исследования до численных расчетов, сравнения с экспериментом и

интерпретации полученных данных. Научная новизна работы состоит в следующем:

Сверхрешетки

1. В ИК спектрах отражения полупроводниковых короткопериодных сверхрешеток GaAs/AlAs и GaSb/AlSb обнаружены и идентифицированы моды оптических фононов, локализованных в слоях сверхрешеток, определены условия локализации фононов. Определена дисперсия оптических фононов в GaAs, AlAs, GaSb и AISb, изучена анизотропия оптических фононов в сверхрешетках GaAs/AlAs и структурах с квантовыми проволоками.

2. В легированных сверхрешстках GaAs/AlAs обнаружены связанные плазмон-фононные моды, обусловленные взаимодействием внутриподзонных плазмонов и LO фононов, локализованных в слоях сверхрешеток. Установлено, что частота плазменных колебаний определяется заполнением минизон, образованных Г электронными состояниями.

Квантовые точки.

3. Независимо определены величины компонент тензора упругих деформаций и элементного состава в напряженных квантовых точках GeSi, выращенных в широком диапазоне температур. Показано, что при росте КТ Ge/Si окисление поверхности кремния перед эшггихсиапьным ростом слоя Ge приводит к полной релаксации механических напряжений в КТ.

4. Установлено, что резонансное комбинационное рассеяние света в структурах GeSi/Si с

напряженными и релаксированными квантовыми точками Ое£!1 является селективным по размеру и элементному составу квантовых точек. Проанализировано влияние встроенных механических напряжений, эффекта локализации оптических фононов и элементного состава в структурах СеЗУЙ! на частоты оптических фононов, локализованных в квантовых точках.

5. Определены правила отбора для комбинационного рассеяния света на акустических и оптических фононах. Показано, что структуры обладают колебательными свойствами как двумерных, так и нульмерных объектов. Свернутые акустические фононы, наблюдаемые в спектрах КРС в низкочастотной области, характерны для пленарных сверхрешеток, в то время, как низкочастотный сдвиг мод оптических фононов при увеличении энергии возбуждения лазера свидетельствует о локализации оптических фононов в квантовых точках малого размера, доминирующих в процессе рассеяния при резонансных условиях.

6. Обнаружены эффекты локализации оптических и свергай акустических фононов в многослойных системах 1п(Оа)Ля/А1(Оа)Аз с квантовыми точками, идентифицированы моды интерфейсных фононов на основе экспериментального изучения процессов комбинационного рассеяния света этих систем в различных поляризационных геометриях и условиях возбуждения и расчета частот фононов.

7. В Ж спектрах отражения многослойных систем ЬАяШАв с квантовыми точками 1пАз и А1Ав обнаружены моды оптических фононов, локализованных в квантовых точках, которые хорошо описываются в рамках модели эффективной диэлектрической функции в приближении Бруггемана.

Слои нанометровой топщины.

8. На основе изучения эволюции химических поверхностных связей на границе раздела кремниевых пластин, сращенных при низкой температуре (20-ь400°С), предложены модели процесса низкотемпературного бондинга после различной химической активации поверхности. Показано, что с ростом температуры бондакга (200+110042) увеличение толщины слоя окисла кремния, скрытого на границе раздела кремниевых пластин, сопровождается релаксацией механических напряжений в слое.

В результате выполнения работы сформулировано и обосновано новое научное направление-

спектроскопия колебательных состояний низкоразмерных полупроводниковых систем.

Практическая значимость

1. Методы спектроскопии колебательных состояний являются неразрушающими и бесконтактными в определении структурных параметров низкоразмерных полупроводниковых систем: периода и механических напряжений в сверхрещетках ваБЬ/А^Ь, преимущественной

формы квантовых точек, их размера, состава и механических деформаций.

2. Самостоятельную практическую ценность имеет определение частот оптических, акустических в интерфейсных фопонов в системах с квантовыми точками, перспективных с точки зрения создает« на их основе устройств оптоэлектроники. Эта информация важна для понимания эдектрон-фоноввого рассеяния в КТ, которое определяет процессы релаксации заряда.

3. Предложен и разработан метод экспрессного контроля состояния скрытых границ раздела кремниевых сращенных пластин, используемых дня создания устройств микромеханики. Метод основал на использовании явления многократного нарушенного полного внутреннего отражения и может быть легко адаптировал для других структур, прозрачных в ИК диапазоне. Построена модель низкотемпературного бонданга.

Научная обоснованность и достоверность полученных экспериментальных результатов, представленных в диссертационной работе, определяется использованием современной экспериментальной техники и воспроизведением обнаруженных эффектов рядом зарубежных научных коллективов, о чем свидетельствуют ссылки в статьях, обзорах и монографиях на опубликованные автором работы по теме данной диссертации. В частности

1. Результаты анализа спектров КРС и ИК спектров отражения сверхрешеток и структур с квантовыми точками по изучению квантования их фононного спектра подтверждаются более поздними данными других авторов, выполнивших эксперименты в дополнение к описанным в диссертации и исследовавших подобные структуры в близких условиях.

2. Результаты исследований плазмон-фоионного взаимодействия в сверхрешетках подтверждаются результатами, полученными другими исследовательскими группами в экспериментах по изучению сверхрешеток и дельта-легированных структур.

3. Результаты расчетов спектров ИК отражения многослойных структур с высокой точностью совпадают с экспернменхальными данными (с точностью, превосходящей данные других авторов, использовавших альтернативные методы), а их интерпретация соответствует выводам других авторов, исследовавших подобные структуры.

4. Данные по изучению структурных свойств многослойных структур методами спектроскопии колебательных состояний подтверждаются прямыми экспериментами (включая данные по электронной микроскопии, полученные как в рамках диссертационного исследования, так н другими авторами) и согласуются с существующими теоретическими представлениями.

Настоящая работа выполнена в основном в двух организациях:

1. В Институте физики полупроводников СО РАН в течение 1988*1997 и 2001+2006 г. в соответствии с планами НИР Института по темам: «Физика поверхности полупроводников и

полупроводниковых систем пониженной размерности, квантовые эффекты в полупроводниковых микро- и наноструктурах» и «Научные основы тсхвшюгяй выращивания эпнтаксиаяьных полупроводниковых структур, высокосовершенных крвсяшю» кремния и структур на его основе».

2. В Техническом Университете г.Кемниц, Германия, с 1998 по 2000г по теме; «Одределение механизмов низкотемпературного бопдинга кремниевых пластин».

Апробация работ ы. Материалы диссертации докладывались и обсуждаясь на следующих

научных конференциях:

• 21, 23, 25+28 Международные конференция по физике полупроводник», Пекин, Китай, 1992; Берлин, Германия, 1996; Осака, Япония, 2000; Эдинбург, Шотландия, 2002; Аркэош, США, 2004; Вена, Австрия, 2006.

• 6, 8, 10, 11 Международные конференции но модулированным полупроводниковым структурам, Гармиш-Партенкирхен, Германия, 1993; Сайга-Барбара, США, 1997; Линц, Австрия, 2001; Пара, Япония, 2003.

• 8, 10 Международные конференции по Фурье спектроскопии, Любек, Германки, 1991; Будапешт, Венгрия, 1995.

• 6 Международная конференция по сверхрешеткам, микроструктурам и микропрнборим, Сиань, Китай, 1992.

« Российская конференция по микроэлектронике, Звенигород, 1994.

• 188 Симпозиум Электрохимического общества, Чикаго, США, 1995,

• Заседания американского исследовательского общества по материаловедению (MRS), Бостон, 1995; 2002.

• 7,8 Бразильские семинары по физике полупроводников, Ряо де-Жанейро, 1995; Agim de Lindoia, 1997.

• 15 Международная конференция отделения конденсированного состояния, Бавека-Стреза, Италия, 1996.

• 22 Международный симпозиум по полупроводниковым соединениям, Чеджу, Корея, 1995.

• 26 Международная конференция по физике и химии поверхности полупроводников, Саи-Диего, США, 1999.

• Весенние конференции Немецкого физического общества, 1998,1999,2000.

• 10 Международная конференция по твердотельным сенсорам и аюпоаторам, Транедюсер-99, Сендай, Япония, 1999-

• 4 Коллоквиум по микромеханике и микроэлектронике, Кемннц, Германия, 1999.

• Коллоквиум «Адсорбция наяочаетицамн: возможности н перспективы методов спектроскопии», Юяих, Германия, 1999.

• Ю Международная конференция по твердотельным плешам и поверхностям, Принетон, США, 2000.

• 9, 11, 12 Международные симпозиумы «Наноструктуры: физика и технология», Санкт-Петербург, 2001; 2003; 2004.

• б Международная конференция по материаловедению и свойствам материалов для инфракрасной оптозлектроннки, Киев, Украина, 2002.

• Совещхиие по росту кристаллов, пленок и дефектам структуры кремния, Новосибирск, 2002.

• Всероссийская конференция «Нанофотовика», Нижний Новгород, 2003.

• 9 Международная конференция по формированию поверхности полупроводников, Мадрид, Испания, 2003.

• 10 Азяатсхо-тихоакеанский семинар по материаловедению, Новосибирск, 2003. « 6 Российская конференция по физике полупроводников, 2003.

• 3 Российская конференция "Кремний 2003°, Москва, 2003.

• Международная конференция «Фотоны -2004», Санкт-Петербург, 2004.

» 12 Международная конференция по узкозоиным полупроводникам, Тулуза, Франция, 2005, приглашенный доклад.

• 4 Международная конференция по квантовым точкам, Шамони, Фракция, 2006.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 60 статей и глава в книге, список -основных публикаций приведен в конце автореферата. Отметим, что данный список не включает публикации в трудах отечественных и международных конференций, а также статьи автора, прямо не связанные с темой диссертации.

Объем и структур» работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения с выводами и содержит 329 страниц текста, включая 79 иллюстраций, 5 таблиц, и списка цитируемой литературы из 331 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определены объекты исследования, сформулирована цель работы, задачи, которые необходимо решить, исходя из цели работы, приведены основные результаты, отмечена их новизна, научное и практическое значение, освещена апробация работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе обсуждаются литературные данные по КРС и ИК «ижтрвскопии низкоразмерных полупроводниковых структур. В §1.1 приводятся известные литературные сведения о фононном спектре полупроводниковых сверхрешеток (СР). Обсуждаются иредаоженные ранее относительно простые н валидные модели линейной цепочки атомов и упругого континуума, позволяющие описать эффекты локализации овгшческнх н свертки акустических фонсню« в слоях короткоперяодных сверхрешеток. Подчеркивается, что эффект локализации оптачестих фононов наблюдается в случае, если дисперсионные кривые фоноле» в материалах, составмкжих СР, расположены в разных частотных интервалах. Волновой вектор локализованных фоноков определяется соотношением [1]:

_ ятя

где т - квантовый номер локализованной моды, с? - толщина слоя, 8 - параметр, характеризующий величину проникновения локализованной моды в прилегающие слои. В отличие от оптических фононов, частотные интервалы, в которых расположены дисперсии акустических фотонов материалов, составляющих сверхрешетки, пересекаются. Это приводит к тому, что акустические фонолы могут свободно распространяться вдоль оси сверхрешетки, а наличие новой периодичности в СР приводит к свертке усредненной дисперсии акустических фмюнш [2].

Полученные в эксперименте частота локализованных мод оптических фоионов СР и соотаегствукидие им волновые вектора могут быть использованы даш определения дисперсии оптических фононов в материалах, составляющих СР. Приводятся известные экспериментальные результаты по локализации оптических и свертке акустических фоионов в полупроводниковых СР ОаАх/А1Аз. Отмечается, что основные данные но изучению фононпого спектра были получены методом КРС. Показано, что для сверхрешеток, состоящих из у лира-гонких слоев, необходимо учитывать шероховатость гетерограшщ, которая оказывает существенное влияние на частоты оптических фононов. Применительно к интерфейсным (№') фононам и СР обсуждается предложенная ранее диэлектрическая модель оптических колебаний [1]. Установлено, что частоты интерфейсных фоионов зависят от соотношения толщин слоев СР. Этот вывод подтверждается экспериментами по КРС в СР ОаАа/АЛАз.

Рассмотрено влияние встроенных механических деформаций в слоях СР на частоты оптических фононов. Показано, что деформации сжатая в плоскости слоев приводят к увеличению частот оптических фононов, а деформации растяжения-к их уменьшению. Представлены литературные данные по экспериментальному определению механических деформаций в ряде полупроводниковых гетеросистем.

В §1.2 обсувдаются существующие модели диэлектрического континуума для описания

вшивая« и изгтерфекнда: фовмк» в квантовых проволоках и квантовых точках (КТ) различной форыи PÍ- Приводятся омяптесхж выражения, описывающие спектр фовонов в эхах шшояруиУР«. Утверждается, что наиболее точно опивать спектр фононов квантовых проволок и точек щреяввемыю* формы ш-зжмиют ргсчеш из первых принципов. Такие расчеты щкяааеявткя расщеяяеше поперечной оптической моды в квантовых проволоках поперечного сечяшя «и две шшювевты с различным иаправлелием волнового вектора. Вместе с тем, «шчается, то -женфимштаяшое подтверждение этого расщепления в литературе отсутствует, что обусловлено, • том тесле, и технологическими трудностями создания упорядоченных массивов ийигю®»«. прмкшж,

Шдазмга, что в рамках модели диэлектрического континуума частоты интерфейсных фоакмоа в сферических КТ оиреяедшотах одним квантовым числом. Понижение симметрии в е^жядввшмх КТ приводит к появлению зависимости частот IF фононов от двух квантовых чисел [4] Па рве. 1 приведем« результаты расчета частот интерфейсных фононов в структурах с КТ Jí.AVAIAs, выяояишиоп) нами согласно [4] для КТ InAs с отношением длин полуосей сфероида, раежмкхжяпых в шюекости слоев и перпендикулярно ей, Я,/Я, =1/2. Интерфейсные фононы с инш имшовьпи »мерами должны давая, преимущественный вклад в процесс КР. Показано, что частоты этих мод за»исят от формы КТ.

В §1.3 обсуждаются основные принципы КРС и правила отбора для КРС в алмазоподобных ■ряетмлах я чаяущктоддтошх CP, сформированных на их основе. Ошечается, что в спектрах КРС." таких CP, записанных в обратном рассеянии от Планерной поверхности, возможно наблюдение фскяюв симметрии Bj и Ai, К первым относятся нечетные локализованные LO фононы в слоях CP, жет-орые проявляются в геометрия рассеяния z[x,y)z (в обозначениях Порто, где к, у, z »ответствуют главным кристаллографическим осям (100], [010] и [001]), ко вторым - четные ошичеаше фононы, наблюдение которых возможно в геометрии z(x,x)z [5]. Дублеты свернутых акустических LA фовоно» представлены низко- и высокочастотной компонентами,

Рис. 1. Зависимость частот интерфейсных мод в сплюснутых квантовых точках от квантовых чисел т и I. Значения частот фононов, имеющих одинаковые квантовые числа / и различные числа м, соединены линиями.

сошэетствующимн фононам симметрии А.! и В2. Поогсзысу сжриуше «кусте«*« фвюны даяяютея бегущими волнами, то они в равной стелет оорсяешяея сикммричыаш и асимметричными компонентами и активны а геометрия расселяя г(х,х)ж [5]. Приедятся правила отбора для фононов при КРС от толевых покроют* СР. Ошсч»етс«, что в ИК спектрах СР активны лишь нечетные ТО и Ю фошяш, ткюшлу обладают иещуяешм дашсжшым моментом.

Отмечается, что в общем случае, правила отборе да яеряодпмхах «руетур с КТ остаются

недаучеющми.

§1.4 посвящен обобщению литературных даишх по жяучтт вмсокотемш^уриого бмщинга кремниевых пластин и свойств пленок оксида кремния ад тошрэсшкгш кремгша методом ЮС спектроскопия:. Отмечается, что основные результаты во итжщжягу состоя«» химических свжюй на скрытой, или «захороненной», границе раздет «ротшш югаеиш бит ¡чыучегш методом многократного нарушенного полного внутреннего отряжешм (МЕДОВО). Обсуждается моде» высокотемпературного бондинга гидрофильных и шдроф/Лцых краен«»«: ввастин, построенная иа основе анализа частот и шпепсхвпости пг.глоэдешга грушами ОН, 81-ОН, (х«1,2,3) я 81-0-81 в зависимости от температуры отжига. Отмечается, что, весмотр* «ж то, что высокотемпературный бондинг (выше ПСКГС) гидрофобных пюш абвашжмт бвиыпую эвергаю связи пластан, именно гидрофильные связанные гшасмшы 81 япш»гся пврсиектвшыми с точки зрения приборного применения, поскольку демонстрируют »чжтелную энергию смаю при меньших температурах отжига.

Представлены литературные данные по изучению свойств ллмиж оксшда кремния ж основе анализа ИК спектров пропускания, записанных в области оптически фоионо». Обсуждаются физические причины зависимости частот ТО и Ю фоном» » ЗЮг от ищин пленки и температурных воздействий. Показано, что уменьшение частот ТО и 1,0 фононов при уменьшении толщины плени оксида кремния может быть связано с веететюметртаестыю со«*»а пяешсн вблизи трмшцы раздела ЯгОг/Я'!. Рост частоты фононов при отжиге сгшршюяодается релаксацией напряжений. Вместе с тем, отмечается, что свойства окгадаюго «км в» скрытой границе раздела связанных пластин, которые, в сиу его специфического расжжтетж, могут существенно отличаться от характеристик поверхностного оксида, практически не итучаяись с помощью ИК спектроскопии.

Резюмируется, что существует разрыв между развитой теорией ооггвчесяя и акустических колебаний в низкоразмерных полупроводниковых структурах и недостатком экспериментальных данных, в особенности для структур с КТ.

В главе 2 приводится описание экспериментальных проборов и методе», используемых в

современной экспериментальной практике для получения и обработки ИК спектров и спектров комбинационного рассеяния. Отмечен значительный прогресс, достигнутый в этой области в последние годы за счет применения современных систем регистрации и обработки спектров ШС и КР на основе современных высокоэффективных фотоприемных устройств, матричных систем регистрации и компьютерной обработки данных. Приведены описание, блок-схемы и основные характеристики использованных в работе КР спектрометров Dilor XY800, Т64000 и ИК спектрометра Bruker IFS-113v (§2.1 и §2.2).

В §2.3 описаны методы получения и структурные параметры образцов. Сверхрешетки GaAs/ALÁs и GaSb/AlSb, исследуемые в данной работе, были выращены в процессе молекулярно-лучевой эшггаксии (МЛЭ). Структуры с КТ на основе материалов Ge/Si и А3В5 были сформированы в процессе МЛЭ в ростовом режиме по Странскому-Крастанову. Технология Лэнгмюра-Блоджетт использовалась для формирования КТ CdS, PbS и ZnS в органической матрице.

Обсуждается Е-Н метод расчета ИК спектров отражения многослойных структур (§2.4). Описываются преимущества предложенной экспрессной методики анализа состояния скрытых гетерограниц кремниевых сращенных пластин в сравнении с традиционным методом МНПВО (§2.5). Показано, что применение методики многократного нарушенного полного внутреннего отражения дает увеличение чувствительности к поглощению на скрытой границе раздела кремниевых пластин на 2-3 порядка.

Глава 3 посвящена исследованию колебательного спектра полупроводниковых сверхрешеток на основе гетеросистем GaAs/AlAs и GaSb/AISb. В таких системах акустические фононы обнаруживают эффект свертки, а оптические фоновы оказываются локализованными в соответствующих слоях сверхрешеток. Именно эффекту локализации оптических фононов в сверхрешетках GaAs/AlAs, выращенных на подпоясках GaAs ориентации (001) и (113), и GaSb/AISb на подложках (OOl)-GaAs уделено основное внимание в данной главе.

В §3.1 обсуждается диэлектрическая функция (ДФ) сверхрешеток, состоящих из полярных материалов. Поскольку период сверхрешетки обычно на несколько порядков меньше длины волны ИК излучения, то CP рассматривают как эффективную среду, описываемую единой ДФ, представляющей собой тензор. Простейшим способом для моделирования компонент тензора ДФ является использование модели "объемной пленки", в которой утверждается, что слои материалов, составляющих CP, сохраняют свои объемные свойства. В этом случае компоненты тензора могут быть выражены через ДФ объемных материалов. Однако, диэлектрическая функция CP с тонкими чередующимися слоями толщиной несколько моноатомных .слоев не может быть представлена объемными параметрами, поскольку возникает ряд новых эффектов, таких как квантование спектра оптических фононов и электронного спектра, эффекты перемешивания атомов на границах раздела

чередующихся слоев. Поэтому компоненты тензора ДФ короткопериодных СР с учетом локализации оптических фононов можно представить набором гармонических осцилляторов.

. Обсуждается эффект анизотропии колебательного спектра. Отмечается, что лишь нечетные оптические моды, активные в ИК спектрах, обладают угловой дисперсией.

В §3.2 и §3.3 представлены результаты исследования колебательного спектра сверхрешеток GaAs/ALAs и GaSb/AlSb по ИК спектрам отражения. Сообщается об обнаружении в ИК спектрах мод нечетных поперечных и продольных оптических фононов, локализованных в слоях сверхрешеток. Четные локализованные оптические моды наблюдались дополнительно в спектрах КРС сверхрешеток GaSb/AlSb. На рис. 2а и рис. За представлены ИК спектры отражения СР GaAs/AlAs и GaSb/AlSb с различной толщиной слоев, выращенных на подложках (OOl)-GaAs. Частоты первых локализованных мод и соответствующие им волновые вектора, определенные согласно соотношению (1), были использованы для определения дисперсии поперечных и продольных оптических фононов в GaAs, AlAs, GaSb и AlSb. Дисперсионные зависимости для оптических фононов AlAs, GaSb и AlSb, определенные из PIK экспериментов и экспериментов по КРС, представлены на рис. 26 и 36 и хорошо соответствуют данным микроскопического расчета и экспериментальным данным других авторов [7, 8]. Особенно важным представляется определение дисперсии оптических фононов в AlAs, поскольку метод нейтронного рассеяния, традиционно используемый для определения дисперсии фононов, не применим для AlAs из-за нестабильности кристалла при нормальных условиях. Отметим, что дисперсия ТО фононов в AlAs была полученг впервые.

Рис. 2. (а)- Спектры ИК отражения СР (GaA5y(AlAs)m (n/ш на рисунке), (б> Дисперсия оптически? фононов в AlAs. Данные микроскопического расчета показаны сплошной линией [б], данные экспериментов КРС- крестиками [7, 8], наши данные ИК экспериментов- кружками.

0.0 0.5 1.0 Волновой вектор/ я/а0 б)

390 400 410

Расчеты, проведенные в рамках модели диэлектрического континуума, и экспериментальные данные показывают, что оптические фонолы обнаруживают угловую дисперсию; их частоты зависят от угла распространения фононов в сверхрешетке. В §3.2 сообщается об исследовании анизотропии оптических фононов в сверхрешетках с помощью измерения угловых зависимостей ИК отражения. Обсуждается предложенный оригинальный метод изучения анизотропии оптических фононов методом ИК спектроскопии с использованием дифракционных решеток, нанесенных на поверхность образца. Дифракционная решетка формировалась с помощью вакуумного напыления в сочетании со стандартной процедурой фотолитографии и ионного травления. В этом случае величина волнового вектора оптического колебания в СР вдоль поверхности образца определяется периодом дифракционной решетки А и углом падения <Р .

а . 1п

?,=-81пр+—и (2)

где п - целое. Преимущество такого метода изучения анизотропии оптических фононов заключается в возможности создания большой величины волнового вектора, направленного вдоль слоев СР. Показано, что при уменьшении периода дифракционной решетки частоты фононов, наблюдаемых в ИК спектрах, стремятся к значениям интерфейсных фононов в СР. Результаты по изучению анизотропии оптических фононов в СР подтверждаются проведенными расчетами и

32(

220

210 220 230 240 250 Волновое число/ см'1

а)

* А А-

AlSb

i— GaSb

б)

0.0 0.2 0.4 0.6 Волновой вектор/ idao

б)

Рис. 3. (а) Экспериментальные и рассчитанные (пунктирные линии) ИК спектры отражения СР (GaSb)n/(AISb)m (n/m на рисунке), (б) Дисперсия оптических фононов в GaSb и AlSb. Наши данные по ИК и КРС показаны соответственно заполненными кружками и треугольниками. Данные микроскопического расчета [9] (сплошные линии), нейтронного рассеяния [10, 11] (открытые кружки), КРС [12] (крестики) взяты из литературы.

данными других авторов, полученными с помощыо комбинационного рассеяния света.

В §3.4 сообщается об обнаружении и изучении эффекта локализации оптических фононов в слоях СР баАвМЛАз, выращенных на поверхностях (311) А- и (311) В-ОаА.ч, по ПК спектрам отражения. Установлено, что изменение частот колебательных мод в СР с различной толщиной слоев обусловлено различной длиной локализации соответствующих колебательных мод. Определена дисперсия оптических фононов ваЛя и А1Ая в СР (311) А- и (311) В-ОаАз/А1Ав в диапазоне значений волновых векторов ?=0+0.3. В ИК спектрах структур, выращенных на поверхности (311) А-ОаАа, обнаружено расщепление фундаментальной ТО моды йнАя на две с различным направлением вектора поляризации, что свидетельствует в пользу формирования квантовых шггей ОаАя.

В §3.5 рассматривается макроскопическая модель диэлектрической функции легированных сверхрешеток, обсуждаются вклады двумерных, межподзонных и внутриподзонных плазмонов в компоненты тензора ДФ. Анализ нулей и полюсов компонент ДФ позволил получить зависимости частот плазмон-фононных мод от частоты плазмонов и определить необходимые условия для экспериментального обнаружения в ИК спектрах нлазмон-фононных мод. Основное внимание в работе уделяется изучению связанных мод внутриподзонных плазмонов и оптических фононов, поскольку эти моды являются наименее изученными в литературе.

На рис. 4а представлена зависимость частот связанных мод ЬО фотана и внутрштодзонного плазмона. Существует три продольные плазмон-фононные колебательные моды Ьл, 1Л и 11Э и две поперечные моды Тл и Тг1. Частоты поперечных оптических мод также зависят от соотношения толщин слоев СР. Такие связанные плазмон-фононные моды нам удалось впервые наблюдать в ИК спектрах отражения.

На рис. 46 и 4в представлены ИК спектры отражения и энергетические спектры СР легированных (ОаАз)25/(А1Аз)2 (пзг=4-1017 см"3), рассчитанные в рамках модели огибающей волновой функции. В ИК спектрах СР, измеренных в р-поляризованном свете, наблюдается низкочастотная связанная ллазмон-фононная мода 17 и две высокочастотные плазмон-фононные моды Ц и в слоях, соответственно, ваАз и А1Аз. Частоты мод Ц я Ц, сдвинуты в высокочастотную область относительно значений частот локализованных фононов в слоях ОаАя и А1АБ. Численный анализ сдвига плазмон-фононных мод позволил исследовать роль различных электронных состояний в формировании минизонной структуры СР. Было установлено, что частоты плазмон-фононных мод определяются заполнением нижней минизоны, образованной Г электронными состояниями. Изменение уровйя легирования СР позволяет целенаправленно изменять заполнение минизоны. При полном заполнении минизоны (для СР (ваАз^^АШ^ при

эксперимент

! Чз

500

, 400

0

>00 200 300 400 О Волновое число/ см1 q/ ít/íi

О 200 400 600 ft/см"1

а)

Рис. 4. (а)- Колебательный спектр легированной CP GaAs/AlAs для случая впутриподзонных плазмонов. (б)- Экспериментальный и рассчитанный (пунктирная линия) ИК спектры отражения CP (GaAs)25/(AIAs)2. (в)- Рассчитанный энергетический спектр СР.

nSi=5.6-1018 см"3) отсутствие свободных электронов, движущихся вдоль оси CP, приводит к тому, что частота внутриподзонного плазмона стремится к нулю.

В главе 4 представлены результаты исследования методами КРС и ИК спектроскопии колебательного спектра широкого круга структур с КТ, включая ICT bi(Ga)As/Al(Ga)As, GeSi/Si, Ge/Si02, выращенных с помощью МЛЭ, и КТ CdS, PbS и ZnS, сформированных по технологии Люнгмюра-Блоджетт.

В §4.1 сообщается об обнаружении и изучении эффекта локализации оптических фононов в структурах с ненапряженными ICT PbS и CdS в органической матрице, и КТ Ge, выращенными на слое Si02 нанометровой толщины. Показано, что при росте КТ Ge/Si окисление поверхности кремния перед эпитаксиалышм ростом слоя Ge приводит к полной релаксации механических напряженйй в ICT. Установлено, что отрицательная дисперсия оптических фононов большинства материалов приводит к низкочастотному сдвигу колебательных мод, локализованных в КТ. Однако,, для PbS дисперсия LO фононов центра зоны Брилшоэна положительна, что вызывает наблюдаемый экспериментально высокочастотный сдвиг локализованных мод.

На основе анализа положения и интенсивности пиков КРС оптическими и акустическими фононами и их поляризационных зависимостей обсуждаются правила отбора для КРС структурами с КТ на основе GeSi/Si и А3В5. Установлено, что правила отбора для КРС, справедливые для CP, образованных материалами с кристаллической структурой типа цинковой

■0.01

■0.02

-0.03

0 50 " 300 350 400 Частота/ см"1

а)

300 400 500 600 Температура роста/ °С

б)

700

Рйс. 5. (а)- Спектры КРС сверхрешетки с напряженными КТ Ge/Si, измеренные в различной геометрии рассеянии. Для сравнения приведен спектр КРС структуры с релаксированными КТ Ge/SiOj, (б)-Зависимость содержания Ge в КТ и величины механических деформаций от температуры роста, определенные из анализа спектров КРС.

обманки, выполняются и для структур с КТ на основе GeSi/Si и А3В5. На рис. 5а представлены спектры КРС сверхрешеток с КТ Ge/Si. Так, в соответствующих разрешенных геометриях рассеяния наблюдаются моды ТО, LO и свернутых LA фононов. Обсуждается влияние встроенных механических напряжений на частоты оптических фононов в ICT, выращенных на основе материалов GeSi/Si и А3В5 (In(Ga)As/Al(Ga)As, InAs/GaAs, AlAs/InAs). Установлено, что деформации сжатия (растяжения) в плоскости слоев структур приводят к высокочастотному (низкочастотному) сдвигу колебательных мод, локализованных в КТ. Показано, что величины механических деформаций и содержания Ge в КТ GeSi' могут быть независимо определены на основе анализа частот ТО и LO фононов, локализованных в КТ, наблюдаемых в спектрах КРС. Для структур с КТ GeSi, выращенных при различной температуре роста, эти величины представлены на рис. 56. Показано, что учет эффекта локализации и механических напряжений в КТ позволяет адекватно описать спектры КРС оптическими фононами.

В §4.2 сообщается об обнаружении в спектрах КРС структур с КТ In(Ga)As/Al(Ga)As мод интерфейсных оптических фононов, локализованных вблизи гетерограниц как в материале КТ, так и матрицы. На рис. 6 представлены спектры КРС структур InAs/AlAs с КТ InAs и AlAs. Наряду с модами ТО и LO фононов КТ и матрицы, наблюдаются моды интерфейсных фононов, локализованных вблизи гетерограниц в материалах КТ и матрицы. Показано, что частоты интерфейсных фононов хорошо описываются моделью диэлектрического континуума. Установлено, что в случае, если если материал КТ или матрицы представляет собой твердый

А1Аз КТЯнАЯ

УСх'х^у'

УМ-у'

ХпАз КТ/А1АЗ

2(ХХ)-2

2(ух)-7.

уХххГуу'

200 250 300 350 400

Частота/ см-1

Рис. 6. Спектры КРС структур с КТ ТпАб и А1Аб. Кружками отмечены частоты интерфейсных мод, рассчитанные в райках модели диэлектрического континуума.

раствор, то спектр интерфейсных фононов распадается на две ветви. Так, в структурах 1пОаАз/А1Аз и ХпАз/АЮаАз наблюдались соответственно 1йАз- и ОаАв-подобные и А1Аз- и ОаАв-подобные № фононы.

На основе анализа спектров КРС структур А1АзЯпАз/ОаАя с асимметричными барьерами было установлено, что в структурах InA.sM.lAs существует 2 типа А1А5-подобных интерфейсных фононов: локализованных вблизи смачивающего слоя и вблизи КТ. Частоты этих фононов, как показывают расчеты, находятся в разных частотных интервалах: вблизи частот ТО и ЬО фононов и посередине между этими значениями, соответственно.

На рис, 7 схематично представлены изображения структур и соответствующие им спектры КРС. Структура А содержит два типа гетеро1раниц ¡оАз/АНАз и проявляет в спектрах КРС асимметричную особенность, расположенную между частотами ТО и ЬО фононов А1А.5. В структурах Б и С последовательно исключен один из двух типов гетерограниц. Поэтому в спектрах КРС структуры Б наблюдаются лишь А1Ав-подобные интерфейсные фононы, локализованные вблизи смачивающего слоя (обозначенные на рис. 7 как 1Рсс1 и ГРсег), а в спектрах структуры С- фононы, локализованные- вблизи КТ (ГРктО- Поскольку структура Б содержит гетерограницу ЬтАвШАз, то в области оптических фононов ОаАз, наблюдаются дополнительно ОаАв-подобные интерфейсные фононы, обозначенные как ЗРк-п.

■ ■ ■ .Ч I I I I I ,1, I I I, I ГТЧч

225 250 275 300 375 390 405

Частота/ см'1

Рис. 7. Спектры КРС структур с КТ А1А5/1пА8/ОаАз с асимметричными барьерами. Рассчитанные частоты 1Р фононов сфероидальных КТ показаны треугольниками, а № фононов, распространяющихся вблизи планарных гетерогранид 1пАз/А1Аз, -горизонтальными линиями. Справа схематично показан период исследованных структур.

§4.3 посвящен экспериментальному изучению резонансного КР структур с КТ 1п(Оа)Аз/А1А8, ОеВ^ и Ое/БЮг. Сообщается об обнаружении низкочастотного сдвига моды оптических фононов, локализованных в КТ Ое/вЮг, при увеличении энергии возбуждения (Рис. 8а), что свидетельствует об уменьшении размера КТ Сге, доминирующих в процессе КРС. Показано, что КРС является селективным по размеру КТ для всех исследованных структур с К'Г 1п(Оа)А$/А1А8, Ое81/81 и йе/БЮ:. На основе модели пространственной локализации проведена оценка размеров КТ. Для системы КТ йеЛЗЮг средний размер КТ, вносящих преимущественный вклад в спектры КРС, записанные при энергии возбуждения 2.18+2.66 эВ, составляет 7.5+2 нм. Установлено, что зависимость интенсивности пика КРС оптическими фононами в КТ Ое/БЮг имеет резонансный характер, а ее особенности соответствуют Ео и Е/ электронным резонансам в КТ йе (рис. 86). Показано, что доминирующим фактором, определяющим частоты оптических фононов в КТ Ое/ЭЮг, является эффект локализации.

В структурах беЗь^ с напряженными КТ ОеБ!, выращенных в широком диапазоне температур (300-г600°С), процесс КРС является селективным как по размеру, так и по элементному составу КТ. Показано, что зависимость частоты оптических фононов, локализованных в КТ, немонотонно зависит от энергии возбуждения лазера, что объясняется конкурирующим влиянием встроенных механических напряжений в квантовых точках, эффекта локализации оптических фононов и перемешивания атомов йе и в структурах с двумодовым

270 285 300 315 Частота,'' см"1

а)

1.8 2.0 2.2 2.4 2,6 Энергия возбуждения/ эВ

б)

Рис.8, (а)- Спектры КРС структур с КТ Ge/Si02 и кристаллического Ge, измеренные я геометрии рассеяния г(х,у): при различной энергии возбуждения. Частота оптических фононов обьемищ» С* покатано вертикальной линией, (б)- Зависимость интенсивности КРС и частоты оптических фошниц Ge от энергии вшбуждения.

распределением квантовых точек по размеру.

В §4,4 сообщается об обнаружении эффектов свертки акустических фомино« » многослойных периодических структурах с КТ Ge/Si и In(Ga)As/Al(Ga)As и локализации акустических фононов в структурах Ge/Si с единственным слоем квантовых точек. На рис 9 представлены типичные спектры КРС структур с КТ Ge/Si и InxGai.xAs/AlAs, характеризующие« наличием серии пиков, обусловленных свернутыми продольными акустическими фонолами. Частоты свернутых LA фононов были рассчитаны по модели упругого континуума [2] для слоистых структур. Полученные при этом толщины слоев хорошо согласуются с данными ВЮМ. Это позволило сделать вывод, что частоты акустических фононов периодических структур с КТ определяются средним периодом, не зависят от внутренней структуры слоев и «декмпк? описываются в рамках модели упругого континуума [2].

Установлено, что в структурах Ge/Si с единственным слоем квантовых точек возможно возникновение стоячей акустической волны в слое Si вследствие интерференции акустических волн, переотраженных на границах раздела. В этом случае, квантовые точки обеспечивают резонансное усиление КРС локализованными акустическими фононами. Показано, что скорость распространения продольных акустических колебаний в Si, определенная по спектрам КР, согласуется с данными по рассеянию Манделыдтама-Бриллюэна [13].

о.кгз.5

Чаегшт/ем" а)

40 60 Частота/ см"1

6)

Рис.1

Гс

Смотры КРС структур с КТ (а)- ОеЛЗ! и (б)- Гп.О*|.«А5/А1А5, измеренные в диапазоне частот ' :тт в гамтркн рассеяния л(хх}-2. В верхней части рисунка (а) показана рассчитанная 1,А фвяоши в структуре ПоДО (о толщинами слоев СЗе и вц соответственно 1.4 и 36.5 им), игаа ссеяктспуегг значению волнового вектора, используемого в экспериментах по КРС. Пксчганаы» чжгты стрнутх 1Л фонолой а структурах In.Gai.aAs/AIAs показаны на рисунке (б) грсугшмтмга, Немжмлшме толщины слоев Гг^СтаьдАа и А1Ах (в нанометрах), используемые в расчете, лрсдепннвям ш рясунп

В |4.5 гфсдсгшлсиы данные по изучению многослойных периодических структур с КТ 1г.А» и А!Ав методам ИК спектроскопии. В ИК спектрах отражения обнаружены особенности, обусжяленнме вшямгшеЩствием ИК излучения с колебательными модами в КТ АХАв и ГпАв и в матрице. Поимао, что ИК спектры отражения структур с КТ не могут быть описаны в рамках мо*» м*огосж>йшй структуры, свойства слоев которой описываются ДФ объемных материалов 1дА» я А1А1, но «данинно описываются моделью диэлектрической функции в приближении Бругтшаш [14]. При этом слой с КТ рассматривается как эффективная среда с ДФ е', слисржиади сферические кмштсмше точки в матрице другого материала, а ДФ с удовлетворяет соотковиякю

/

+(1-/)-

= 0

где *г и Ч - соответственно, ДФ материала матрицы и КТ, /

эффективном слое.

(3)

объемная доля КТ в

Глав» $ носаящена исследованию методом НК спектроскопии колебательных состояав! ва грмице раздела двух пластин, полученных методом прямого соединения (боадвага). ИК спектры пропускания связанных пластин были изучены в области частот септически фоисшая 8!02 (рис. 10). На основе сравнения экспериментальных и рясечятаатнх ИК спектров пропускания в области частот оптических фононов Ь'Юг опрсдеяеяа тожшгаа оксидного слоя на границе раздела пластин. При увеличении температуры отжига толщина слоя увеличивается от 4.8 до 6.0 нм (рис, 11). Расчет ИК свыгтро» «жшммх пластая выполнялся с использованием Е-Н метода для многослойных структур, ©диешвого » Главе 2. Результаты, полученные с помощью ИК спектроскопии, вадтверждмото давними высокоразрешающей электронной микроскопии (ВРЭМ). Анализ частот оптачссках фоионов в слое показал, что угол связи 81-0-81 в оксидном слое увеличивается е ростом температуры отжига с 137.7° для кремневых пластин после прсбомдяага до 143е для структур, отожженных при 1100°С (рис. 11), что свидетельствует о релажсаця* напряжений в слое.

На осапве аяалжза спектров МНПВО установлен характер химических связей на грааацс раздел кремниевых пластин, полученных методом прямого сращивания в широком дванаюие температур (20+1100°С) при различной химической обработке помрхаостя мяастжи перед бондингом.

Рис, 10. Эшперимввгшыше Рис. 11. Зависимость толщины интерфейсного слоя оксида (стволы) и рассчитанные кремния (ИК данные- квадраты, данные ВРЭМ-(яишк) ИК спектры пропускания треугольники) и угла связи ЭЮ-в! (кружки) от температуры

1000 1100 1200 1300

Чистя! ж

400 800 1200 Температура/ °С

кремниевых связанных пластин. отжига. Угол связи $¡-0-81, соответствующий

ненапряженному БЮ^, показан стрелкой.

3000 3300 3600 Волновое число/ см"1

Гх0.5

~ 2 НЮ ' 2Ш " 2300 Вояновое число/ ем"'

6)

Рис. 12. ИК спектры МНПВО связанных пластин после пребонднига (вункткрямс хинин) и отжига при 400"С (сплошные линии).

Установлено, что в температурном диапазоне ниже 400"С, разложение молекул воды приводит к увеличению толщины скрытого интерфейсного слоя за счет окисления кристаллического кремния. Разложение молекул воды сопровождается в Ж спектрах резким уменьшением поглощения группами О-Н (при 3000* 3600 см'1) и появлением вогой моды при 3685 см*1, связанной с колебаниями группами .ЧЮ-Н в интерфейсном слое 8Ю2 (рис. 12а). Кроме того, молекулы водорода диффундируют в интерфейсный оксидный слой кремния с образованием групп Оз-БМ!, ответсгоенных за поглощение на 2270 см"1 (рис. 126). Узкая полоса поглощения при 2105 см'1 обусловлена локальными колебаниями группы т ступенях или террасах несвязанных областей сращенных пластин (рис. 126). Было показано, что появление этой полосы коррелирует с уменьшением энергии связи кремниевых пласпш. Дальнейшее увеличение температуры отжига вызывает образование силанольных груип, которые, в свою очередь, приводят к увеличению толиЦииы оксидного слоя. Эти выводы находятся в согласии с моделью бондинга, предложенной в [15]. Рост оксида кремния на последнем этапе отжига (800-;-1100°С) определяется диффузией кислорода из объемного кремния в интерфейсную область. Предложены модели процесса низкотемпературного бондинга после различной химической активации поверхности.

В заключении дано обобщение основных научных результатов, полученных при проведении данной работы, и представлены данные о личном вкладе соискателя в выполнении диссертационной работа.

Личный вклад автора является основным и заключается в формулировке проблемы,

постановке задач исследования, выбора методов исследования, проведении экспериментов по комбинационному рассеянию света и ИК спектроскопии, анализе и интерпретации полученных данных, обосновании основных положений диссертации и нового научного направления- спектроскопия колебательных состояний низкоразмерных полупроводниковых систем. На начальном этапе работы в'ней принимал участие Ю.А. Пусеп в качестве руководителя исследований. Автор глубоко признателен А.й. Торопову, С.М. Репинскому, Л.Л. Свешниковой, О.П, Пчелякову, А.И. Никифорову, Д.А. Тэннэ, Т.С. Шамирзаеву, А.К. Гутаковсхому, Д.Р.Т. Цану и другим соавторам публикаций, вошедших в данную работу, за плодотворное творческое сотрудничество, помощь и поддержку, а также A.B. Двуреченскому, A.B. Гайслеру и Л.С. Смирнову за ценные замечания но диссертационной работе.

Основные результаты и выводы работы

Таким образом, понижение размерности полупроводниковых систем приводит к возникновению ряда новых физических эффектов и явлений в сверхрешеттах и квантовых точках, включая эффекты локализации и анизотропии оптических фононов, свертки акустических фононов, формирование спектра интерфейсных фононов, возникновение коллективных колебательных мод внутриподзонных плазмонов и оптических фононов. На основании данных спектроскопии колебательных состояний получены следующие результаты и выводы:

1. Обнаружены эффекты локализации поперечных и продольных оптических фононов в слоях сверхрешеток GaAs/AlAs и GaSh/AlSb с использованием метода ИК спектроскопии. На основании данных, полученных методами спектроскопии колебательных состояний о частотах локализованных оптических фононов, определены дисперсии оптических фононов в GaAs, AlAs, GaSb и AiSb, установлен анизотропный характер спектра оптических фононов в сверхрешетках и квантовых проволоках GaAs/AlAs. Следует отметить, что определение дисперсии поперечных оптических фононов в AlAs на основании данных ИК спектроскопии выполнено впервые, поскольку метод нейтронного рассеяния, традиционно используемый для определения дисперсии фононов, не применим для AlAs из-за нестабильности кристалла при нормальных условиях, а комбинационное рассеяние света в сверхрешетках запрещено на поперечных оптических фононах.

2. Обнаружены связанные колебательные моды внутриподзонных плазмонов и оптических фононов легированных сверхрешеток GaAs/ALAs. Установлено, что частота

внутриподзонных плазмонов определяется заполнением минизон, образованных Г электронными состояниями, а при полном заполнении минизон частота плазмонов стремится к нулю.

3. Сделан вывод о том, что структуры с квантовыми точками Ge/Si и In(Ga)As/Al(Ga)As проявляют колебательные свойства как двумерных, так и нульмерных объектов. Наблюдаемые моды свернутых акустических фононов описываются в рамках модели упругого континуума и характерны для пленарных сверхрешеток, в то время как зависимость частот мод оптических фононов от энергии возбуждения лазера свидетельствует о локализации фотонов в квантовых точках. Экспериментально определены правила отбора для комбинационного рассеяния света на акустических и оптических фононах в структурах с квантовыми точками.

4. Определены величины компонент тензора упругих деформаций и элементный состав в квантовых точках, выращенных в широком Диапазоне температур, на основе анализа частот оптических фононов, локализованных в квантовых точках GeSi/Si. Определены зависимости величины механических упругих деформаций и содержания кремния в квантовых точках многослойных структур GeSi/Si от температуры роста и толщины промежуточных слоев Si. Показана возможность полной релаксации механических деформаций в квантовых точках Ge/Si при окислении поверхности кремния перед эпитаксиальпым ростом слоя Ge.

5. Обнаружены моды локализованных акустических фононов в структурах Oe/Si с единственным слоем квантовых точек с помощью резонансного комбинационного рассеяния света. Определена скорость распространения продольных акустических колебаний в Si, которая согласуется с известными данными по рассеянию Бршшюэна.

6. Сделан вывод о том, что резонансное комбинационное рассеяние света в структурах с квантовыми точками GeSi/Si и In(Ga)As/AJ(Ga)As является селективным по размеру и элементному составу квантовых точек. Показано, что частота оптических фононов, локализованных в квантовых точках, зависит от энергии возбуждения лазера, что объяснено конкурирующим влиянием встроенных механических деформаций в квантовых точках, эффекта локализации оптических фононов и элементного состава. Эффект локализации оптических фононов является доминирующим фактором, определяющим частоты оптических фононов в системе Ge/Si02.

7. Показано, что в структурах с квантовыми точками InAs существует два типа интерфейсных фононов: 1) от пленарной гетерограницы (смачивающий слой / матрица) и 2) от корругированной гетерограницы (квантовая точка/матрица). Установлено, что спектр

■ятерфейсши фоионов в многослойных структурах с квантовыми точками на основе 1гН.Оа)А»/А1(Оа}А|! хорошо описывается диэлектрической моделью оптических колебаний. 8. В ИК спектре отражения обнаружены моды оптических фононов, локализованных в кважтшых точках 1пАз и А1А.? структур 1пАз/А1А5. Проведен сравнительный анализ существующих моделей. Показано, что ИК спектры хорошо описываются в приближении Вруттемата.

Изученные в работе явления хотя и присущи рассмотренным низкоразмерным пая^роводаиковым структурам на основе материалов с алмазоподобной кристаллической структуре*, но могут быть свойственны и низкоразмерным системам с более сложной «ерметжюичесшой структурой.

Обобщая полученные результаты, можно сформулировать круг наблюдаемых явлений и мкшомервостев, свойственных лишь системам с квантовыми точками:

• Процесс резонансного комбинационного рассеяния света в массивах квантовых точек явяяетея сеиегшвным по размеру квантовых точек.

• Сяектр интерфейсных фононов в многослойных структурах с квантовыми точками »честнее» отличается от спектра сверхрешеток: частота интерфейсных фононов в КТ и в сверхрешегках находятся в разных частотных интервалах; существует зависимость частот интерфейсных фононов квантовых точек от преимущественной формы КТ.

Основные результаты диссертация опубликованы в слертпщм работах:

1. Ю.А, Пусеп, АГ. Милехин, М.П. Синюков, К. Плуг, А.И. Торопо». Лоилиэймннне фонолы в спектрах отражения сверхрешеток GaAs/AlGaAs, Письма в ЖЭТФ, т.52, в.9, J 068-1072 (1990).

2. Yu. Pusep, A. Milekhin, IR spectra of confined optical phonois in GaAs/AlAs superf»tti«st, SPIE I'roc., v. 1575, 576-577 (1991).

3. Ю.А. Пусеп, А.Г. Милехин, H.T.Мошегов, В.В.Тихомиров, А И Торопо». Исследование проникновения оптических колебаний, локализованных в слоях периодических структур GaAs/AlAs, по спектрам отражения, Письма в ЖЭТФ, т.54, в. 1,44-47 (1991).

4. Yu. Pusep, A. Milekhin, A. Toropov, FTIR spectroscopy of GaAs optical vibrations in GaAs/AlAs superiattices, Superiattices and Microstructnra, v. 13, n.l, 115-123 (1993).

5. Yu. Pusep, A. Milekhin, A. Toropov, FTJR-spectroscopy of longitudinal confined pfenon and plasmon- phonon vibrational modes in (GaAs) /(AIAs) superiattices, Solid State Electronics, v.37, nos.4-6,613-616 (1994).

6. Yu. Pusep, A. Milekhin, N.T. Moshegov, A. Toropov, A study of vertical transport of electrons in (GaAs) /(AIAs) superiattices by Fourier transform infrared spectroscopy, Journal of Physics: Condensed Matter, v.6, 93-100 (1994).

7. А.Г. Милехин, Ю.А. Ilycen, B.B. Преображенский, Б.Р. Сешган, Д,И, Лубышев, Исследование эффекта локализации поперечных оптических фоноиов в GaAs в периодических структурах GftAs/AlxGaiocAs со спаренными квантовыми ямами, Письма в ЖЭТФ, т.59, в.7,471-474 (1994).

8. Yu. Pusep, A, Milekhin, A. Toropov, Anisotropy of zone-centre optical phonooi in (GaA»)n/(AIAs)m superiattices, Journal of Physics: Condensed Matter, v.7,1493-1498 (1995).

9. Yu. Pusep, S.W.da Silva, J.C, Galzerani, D. Lubyshev, P. Basmaji, A. Milekhin, V.V. Preobrazhenskii, H.R. Semyagin, I.I. Marahovka, Spectroscopy of optical vibrational modes in GaAi/AlGaAs heterostructures with monolayer-wide AlGaAs barriers, Phys. Rev В 52,2610-2618 (1995).

10. А.Г.Милехин, Ю.А.Пусеп, Ю.А.Яновский, В.В.Преображенский, Б.Р.Семяпга, Д.И. Лубышев, Локализованные оптические колебательные моды в сверхрететках GaSb/AlSb, Письма в ЖЭТФ, т.64, в.5,361-364 (1996).

11. Yu.A. Pusep, М.Т.О. Silva, J.C. Galzerani, A.G. Milekhin, N.T. Moshegov, A.I. Toropov, Fouriertransform infrared and Raman spectroscopy of plasmon anisotropy in heavily doped GaAs/AlAs superiattices, J. Appl. Phys., v.79, 8024 (1996).

12. S.W.da. Silva, Yu.A. Pusep, J.C. Galzerani, D.I. Lubyshev, A.G. Milekhin, V.V. Preobrazhenskii, Ivi.A. Putiato, B.R. Semjagin, Optical phonon spectra of GaSb/AlSb superiattices: Influence of strain and interface roughnesses, J. AppL Phys. 80,597 (1996).

13. А.Г. Мипехин, Ю.А.Пусеп, Ю.А. Яновский, И.И. Мараховка, ИК Фурье-спекроскопия гетероструктур GaAs/AlAs с двойными ¿вантовыми ямами, Физика Твердого тела, т.38, п.5, 1605-1609 (1996).

14. A. Milekhin, Yu. Yanovskii, V. Preobrazhenskii, В. Semyagin, Yu. Pusep, Optical properties of the (311) oriented GaAs/AlAs superlattices and quantum wire-like structures, Physica E, 2, 368-371

(1998).

15. А.Г.Милехин, Ю.А.Пусеп, Ю.А.Яновский, B.B.Преображенский, Б.Р.Семягин, Локализованные оптические фонолы в • сверзфешетках GaAs/AlAs, выращенных на поверхностях (311)А и (311)В, Физика твердого теля, т.40, 550-552 (1998).

16. A. Milekhin, Т. Weminghaus, D.R.T. Zahn, Yu. Yanovskii, V. Preobrazhenskii, В. Semyagin,

A. Gutakovskii, Raman and Infrared spectroscopical investigation of the optical vibrational modes In GaSb/AlSb superlattices, The European Physical Journal B6,295-299 (1998).

17. А.Г.Милехин, Ю.А.Пусеп, Ю.А.Яновский, В.В.Преображенский, Б.Р. Семягин, Оптические фоиопы в структурах с квантовыми точками, Письма в ЖЭТФ, т.67, в.2,107-110 (1998).

18. A. Milekhin, М. Friedrich, К. Hiller, М. Wiemer, Т. Gessner, D.R.T. Zahn, Infrared study of the Si surfaces and bonded Si wafers, Semiconductor Science and Technology, v. 14,70-73 (1999).

19. A. Milekhin, M. Friedrich, К. Hiller, M. Wiemer, Т. Gessner, D.R.T. Zahn, Infrared study of the Si surfaces and buried interfaces, The Journal of Vacuum Science and Technology В 17(4), 1733-1737

(1999).

20. A. Milekhin, M. Roesh, E.Batke, D.R.T.Zahn, K.Köhler, P.Ganser, V.V. Preobrazhenskii,

B.R. Semyagin, IR and Raman study of confined and interface phonons in short-period GaAs/AlAs superlattices with grating coupler, The Journal of Vacuum Science and Technology В 17(4), 17381741 (1999).

21. A. Milekhin, M. Roesh, E. Batke, K. Köhler, P. Ganser, Grating-coupler excited interface phonons in GaAs/AlAs superlattices, Solid State Commnn. 112 (7), 387-390 (1999).

22. A. Milekhin, M. Friedrich, D.R.T. Zahn, L. Sveshnikova, S. Repinsky, Optical investigation of CdS quantum dots in Langmuir-Blodgett films, AppL Phys. A 69,97-100 (1999).

23. A. Milekhin, M. Friedrich, К. Hiller, M. Wiemer, Т. Gessner, DJR..T. Zahn, Characterisation of low temperature wafer bonding by infrared spectroscopy, Journal of Vacuum Science and Technology В 18,1392(2000).

24. A. Milekhin, N. Stepina, A. Yakimov, A. Nikiforov, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Raman scattering of Ge dot superlattices, European Physical Journal B16,355 (2000).

25. JUL Свешникова, C.M. Репинский, A.K. Гутаковский А.Г. Милёхин, Л.Д. Покровский,

Полупроводниковые нанокластеры в матрице Лэншюр-Влоджетт, Химия устойчивого развития, 8,73-77 (2000).

26. A. Milekhin, S. Schulze, D.R.T. Zahn, N. Stepina, A. Yakimov, A. Nikiforov, Raman scattering study of Ge dot superlattices, Appl. Surf. ScL 175-176,629-635 (2001).

27. C. Himcinschi, A. Milekhin, M. Friedrich, К. Hiller, M. Wiemer, Т. Gessner, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Strain relaxation of silicon oxide in Si-Si wafer bonds, AppL Surf. Sei. 175-176,715-720 (2001).

28. С. Himcinschi, A. Milekhin, M. Friedrich, К. Hiller, M. Wiemer, T. Gessner, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Growth of buried and surface silicon oxides in Si-Si wafer bonds upon annealing,.J. Appl. Fliys 89, 1992 (2001).

29. А.Г. Милехян, АЛ. Никифоров, О.П. Пчеляков, С.Шульце, Д.Р.Т.Цап, Фоиоюы в сверхрешетках Ge/Si с квантовыми точками Ge, Письма в ЖЭТФ 73,521-525 (2001).

30. A.Milekhin, A.I.Nikiforov, Oi».Pchelyakov, S.Schulze, D.R.T.Zahn, Size-selective Raman scattering in self-assembled Ge/Si quantum dot superlattices, Nanotechnology 13,55-58 (2002).

31. A. Milekhin, A.I. Nikiforov, O.P. Pchelyakov, S. Schulze, D,R.T.Zahn, Phonons in self-assembled Ge/Si structures, Fhysica E, 13/2-4,982-985 (2002).

32. А.Г. Милвхия, JIJI. Свелпшкова, СМ. Репинский, A.K. Гутаковский, M. Фридрих, Д.Р.Т. Цаи, Оптические колебательные моды в квантовых точках (Cd, Pb, Zh)S в матрице Лэигмюр-Блоджетт, Фнзяка твердого тела, 10,1884-1887 (2002).

33. A.G. Milekhin, L.L. Sveshnikova, S.M. Repinuky, А.К. Gutakovsky, M. Friedrich, D.R.T. Zahn, Optica] Vibrational Modes in (Cd, Pb, Zn)S Quantum Dots Embedded in Langmuir-Blodgett Matrices, Thin Solid Films 422/1-2,200-204 (2002).

34. A. Milekhin, D. Tenne, D.R.T. Zahn, Quantum Dot Structures: Raman and Infrared Spectroscopy, in Quantum Dots and Nanowires, ed, by S. Bandyopadhyay and H.S. Nalwa, American Scientific Publishers, 375-419 2003, ISBN:l-58883-013-6.

35. А.Г.Милехип, А.И. Никифоров, М.Ю. Ладанов, О.П. Пчеляков, Ш. Шульце, Д.Р.Т. Цан, Резонансное комбинационное рассеяние света напряженными и срелаксированными Ge квантовыми точками, Физика Твердого Тела 46,94-97 (2004).

36. A.G. Milekhin, A.I. Toropov, АХ Bakarov, M.Yu. Ladanov, G. Zanelatto, J.C. Galzerani, S. Schulze, D.R-T. Zahn, Optical Phonons in InAs and AlAs Quantum Dot Structures, Applied Surface Science, 234,45-49(2004).

37. A.G. Milekhin, A.I. Toropov, A.K. Bakarov, M.Yu. Ladanov, G. Zanelatto, J.C. Galzerani, S. Schulze, and D.R.T. Zahn, Vibrational spectroscopy of InAs and AlAs Quantum Dot Structures, Fhysica E, 21/2-4 241-246(2004).

38. А.О. Milekhin, A.I, Nüoforov, M.Yu. Ladanov, O.P. Pchelyakov, D.N. Lobanov, A.V. Novikov, Z.F. Krasii'nik, S. Schulze, and D.R.T. Zahn, Phonons in Ge/Si Quantum Dot Stiuctures: influence of growth temperature, Pbysica E, 21/2-4,464-468 (2СЮ4).

39. A. Milekhin, A. Toropov, A. Bakarov, D. Tenne, G. Zanelalto, J. Gaizerani, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Interface phorions in InAs and AI As quantum dot struetures, Phys. Rev. В 70, 085313-1-5 (2004).

40. A. Milekhin, D. Tenne, A. Toropov, A. Bakarov, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Raman study of interface phonoas in InAs quantum dot stiuctures, Physica Status Solid! (с) 1,2629-2733 (2004).

41. M. Валах, Р. Голкней, В.Джаган, 3,Ф. Красильник, О.С. Литвин, ДН. Лобанов, А.Милехин, А. Никифоров, А. Новиков, OJL Пчеляков, В. Юхимчук, Спектроскопия комбинационного рассеяния света н электроограженне самоорганизованных SiGe-наноостровков, (формированных при различных температурах, Физика Твердого Тела, 47,54 (2005).

42. А.Г. Милехин, А.И, Никифоров, О.П. Пчеляков, А.Р. Родригес, Ж.К. Гальзерани, Д.Р.'Г. Цяд, Резонансное комбинационное рассеяние света в сверхрешетках GeSi/Si с квантовыми точками GeSi, Письма в ЖЭТФ, т. 81, в 1,33-36(2005).

43. М.Ю. Лададав, А.Г. Милехян, А.И. Торопов, А.К. Бекаров, А.К. Гутаковский, Д.А. Тэннэ, III, Шульце, Д.Р.Т. Цан, Интерфейсные фононы в полупроводниковых наноструктурах с квантовыми точками, ЖЭТФ, 101,254 (2005).

44. А .Г. Милехин, А.И. Торопов, А.К. Бакаров, III. Шульце, Д.Р.Т. Цан, Резонансное комбинационное рассеяние света в наноструктурах с квантовыми точками InGaAs/AlAs, Письма в ЖЭТФ, 83(11), 596-599 (2006).

45. AI". Милехин, С. Himcinschi, М. Friedrich, К. Hiller, М. Wiera er, S. Schulze, Т. Gessner, D.R.T. Zahn, Инфракрасная спектроскопия кремниевых сращенных пластин, Физика а Техника Полупроводников 40(11) 1338-1348 (2006).

Список цитированной литературы:

[1 ] Light Scattering in Solids V, edited by M. Cardona, G. Gflntherodt (Springer, Berlin, 1989).

[2] С.М.РЫТОВ, Акустические свойства мелкослоистой среды, Акустический журнал, 2(1), 72 (1956).

[3] М. Строншо, М. Дугга, Фонокы в наноструктурах, Фнзматлит, М., 2006.

[4] P.A. Knipp, T.L.Reinecke, Classical interface modes of quantum dots, Phys. Rev. В 46,10310 (1992).

[5] M. Cardona, Folded, confined, interface, surface and slab vibrational modes in semiconductor superiattices, Superlatt. Microstr. 5,27 (1989).

[6] S. Baroni, P. Giannozzi, E. Moiinari, Phonon spectra of ultra-thin GaAs/AlAs superiattices: an ab initio calculation, Phys. Rev. В 41,3870 (1990).

[7} B.A.Гайслер, А.О.Говоров, T.B. Курочкина, Н.Т.Мошегов, С.И.Стенин, А.И.Торопов, А.П. Шебанин, Фононный спектр сверхрешеток GaAs/InAs, ЖЭТФ, 98(3), 1081 (1990).

[8] В.А. Гайслер, Спектроскопия комбинационного рассеяния света слоистых полупроводниковых структур, докторская диссертация, Новосибирск, 1996.

[9] P. Molinas-Mata, A.J. Shields, М. Cardona, Phonons and internal stresses in IV-IV and UI-V semiconductors: The planar bond-charge model, Phys. Rev. В 47, 1866 (1993).

[10]M.K. Farr, J.G. Traylor and S.K. Sinha, Lattice dynamics of GaSb, Phys. Rev. В 11,1587 (1975).

[11] Y.S. Raptis, E. Anastassakis, G. Kaneliis, Second-order Raman scattering in AlSb, Phys. Rev. В 46, 15801(1992).

[12] G. Schwartz, G. Gualtieri, W. Sunder, L. Fanow, Light scattering from quantum confined and interface Optical vibrational modes in strained-layer GaSb/AlSb superiattices, Phys. Rev. В 36,4868 (1987).

[13]M.H.Kuok, S.C.Ng, Z.L.Rang and D.J.Lockwood, Acoustic phonon dispersion at hypersonic frequencies in Si and Ge,*Phys. Rev. В 62,12902 (2000).

[14ID.A.G. Bruggeman, Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen. I. Dielektrizilaeatskonstanten und Leitfaehigkeiten der Mischkoerper aus isotropen Substanzen, Ann. Phys.24,636 (1935).

[15] Q.Y. Tong and U. Gösele, Semiconductor Wafer Bonding: Science and Technology (The Electrochemical Society, New York, 1999).

МИЛЕХИН Александр Германович

СПЕКТРОСКОПИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ НИЗКОРАЗМЕРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СИСТЕМ

Авто реф. дисс. на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Подписано в печать 17.07.2007. Заказ № 70. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Типография Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН

IM 63 0 7

2007522629

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Фононы в слоистых полупроводниковых структурах: комбинационное рассеяние света и инфракрасная спектроскопия

1.1. Фононы в полупроводниковых сверхрешетках

1.1.1. Модель линейной цепочки атомов

1.1.2. Влияние переходного слоя на гетерограницах

1.1.3. Влияние механических напряжений

1.1.4. Модель упругого континуума: свертка акустических фононов

1.2. Макроскопическая модель диэлектрического континуума

1.2.1. Сверхрешетки

1.2.2. Квантовые проволоки

1.2.3. Квантовые точки

1.3. Комбинационное рассеяние света на фононах в полупроводниковых структурах

1.3.1. Основные принципы комбинационного рассеяния света в кристаллах

1.3.2. Правила отбора для КРС

1.4. Инфракрасная спектроскопия слоистых полупроводниковых структур

1.4.1. Модель высокотемпературного бондинга

1.4.2. Свойства поверхностного оксида кремния 84 Выводы к Главе

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Принцип работы Фурье-спектрометра Вгикег №8-113У

2.2. Экспериментальное оборудование для изучения комбинационного рассеяния света

2.3. Описание исследуемых образцов

2.4. Методика проведения анализа экспериментальных ИК спектров отражения слоистых структур

2.5. ИК спектроскопия слоев нанометровой толщины

Выводы к Главе

Глава 3. Фононы и плазмон-фононные моды в двумерных многослойных периодических структурах

3.1. Диэлектрическая функция и спектр оптических фононов сверхрешеток GaAs/AlAs

3.2. Исследование колебательного спектра сверхрешеток GaAs/AlAs

3.2.1. Длиннопериодные сверхрешетки

3.2.2. Короткопериодные сверхрешетки

3.2.3. Анизотропия оптических фононов планарных сверхрешеток GaAs/AlAs

3.2.3.1. Анизотропия поперечных оптических фононов планарных сверхрешеток GaAs/AlAs: случай наклонного падения света

3.2.3.2. Анизотропия поперечных оптических фононов планарных сверхрешеток GaAs/AlAs: применение дифракционной решетки

3.3. Локализация оптических фононов в сверхрешетках GaSb/AlSb

3.4. Локализованные оптические фононы в сверхрешетках GaAs/AlAs, выращенных на поверхностях (311)Аи(113)Б

3.5. Плазмон-фононные моды в сверхрешетках 161 3.5.1. Макроскопическая модель диэлектрической функции: плазмон-фононные моды

3.5.2. Взаимодействие LO фононов с межподзонными плазмонами в сверхрешетка GaAs/AlGaAs. Экспериментальные результаты 170 3.5.3. Взаимодействие продольных оптических фононов с внутриподзонными плазмонами в сверхрешетках

GaAs/AlAs. Экспериментальные результаты

Выводы к Главе

Глава 4. Фононный спектр структур с самоорганизованными квантовыми точками

4.1. Оптические фононы

4.1.1. Квантовые точки Ge/Si

4.1.2. Квантовые точки, сформированные по технологии Лэнгмюра-Блоджетт

4.1.3. Влияние напряжений

4.1.3.1. Квантовые точки GeSi/Si.

4.1.3.2. Квантовые точки А3В5.

4.2. Интерфейсные фононы

4.2.1. Интерфейсные фононы в структурах с квантовыми точками А3В

4.2.2. Интерфейсные фононы в структурах с КТ InGaAs/AlAs с асимметричными барьерами

4.3. Резонансное КРС

4.3.1. Квантовые точки Ge/Si

4.3.2. Квантовые точки Ge/Si

4.3.3. Квантовые точки InAs/AlAs

4.4. Акустические фононы в структурах с квантовыми точками 244 4.4.1. Свертка акустических фононов в структурах с квантовыми точками Ge/Si

4.4.2. Локализованные акустические фононы

4.4.3. Свертка акустических фононов в структурах с квантовыми точками InGaAs/AlAs

4.5. ИК спектроскопия структур с квантовыми точками

Выводы к Главе

Глава 5. Колебательные состояния в кремниевых сращенных пластинах

5.1. Подготовка поверхности

5.2. Определение свойств интерфейсного оксидного слоя

5.3. Химические состояния на границе раздела: высокотемпературный бондинг

5.4. Модель низкотемпературного бондинга

Выводы к Главе

Спектроскопия колебательных состояний традиционно изучает колебательный спектр кристаллов двумя основными методами: с помощью комбинационного рассеяния света (КРС) и инфракрасной (ИК) спектроскопии.

Создание мощных источников монохроматического излучения (лазеров), высокочувствительных матричных фотоприемных устройств и компьютерной техники определило переход спектроскопии КРС и ИК спектроскопии на качественно новый уровень и дало мощный импульс разработке ряда новых разновидностей методов спектроскопии колебательных состояний.

Было установлено, что процессы КР и ИК поглощения несут в себе ценную, взаимодополняющую информацию о структуре кристалла, его фононном спектре, механизмах электрон-фононного и фонон-фононного взаимодействия. Исключительно важным с точки зрения практических применений является возможность определения таких параметров, как концентрация и тип примесей, дефектов, свободных носителей, величина встроенных механических напряжений и др. Получение таких данных относится к числу важнейших задач физики твердого тела, и проведение подобных измерений в настоящее время стало фактически обязательным при исследовании новых полупроводниковых материалов и структур.

Совершенствование методов интерпретации колебательного спектра кристаллов и тонких пленок и феноменологических подходов к описанию процессов комбинационного рассеяния, поглощения и отражения на колебаниях кристаллической решетки существенно увеличило информативность методов спектроскопии колебательных состояний, что позволило установить взаимосвязь между оптическими, электронными, колебательными свойствами кристаллов и характеристиками кристаллической структуры. Были разработаны методы расчета колебательного спектра из первых принципов для кристаллов с различной симметрией и кристаллических слоистых полупроводниковых систем.

Развитие эпитаксиальных методов формирования монокристаллических пленок нанометрового размера, таких как молекулярно-лучевая эпитаксия, газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений и др., привело к созданию целого ряда новых объектов исследования физики твердого тела, систем пониженной размерности: квантовых ям, сверхрешеток, квантовых проволок, колец, точек и позволило разработать методы целенаправленного формирования параметров энергетических зон и энергетических уровней полупроводниковых наносистем.

Теоретические исследования показали, что пространственное ограничение на движение носителей заряда и кристаллической решетки при понижении размерности в таких системах кардинально меняет их электронный и фононный спектр. Возникает целый ряд новых, квантоворазмерных эффектов, включая квантование электронного спектра, локализацию оптических и акустических фононов, свертку акустических фононов. Требуют детального изучения обнаруженные в этих системах связанные колебания оптических фононов и межподзонных и внутриподзонных плазмонов (плазмон-фононные колебания) и возникающие на границе раздела материалов интерфейсные фононы.

К моменту начала данной работы основные усилия теоретиков и экспериментаторов были направлены на изучение электронного спектра низкоразмерных систем, а систематические данные по изучению фононного спектра, в особенности для структур с квантовыми точками, фактически отсутствовали. Поэтому использование методов спектроскопии колебательных состояний в сочетании с современными методами интерпретации результатов представляется здесь весьма актуальным, поскольку это позволяет получить значительный объем информации не только о квантовании решеточных колебаний, но и о природе их взаимодействия с электронными возбуждениями.

Получение информации о фононом спектре является исключительно важным и актуальным и с точки зрения практических применений низкоразмерных структур в микро- и оптоэлектронных устройствах, поскольку фононы влияют на скорость релаксации возбужденных электронов и на подвижность носителей заряда.

Необходимость разработки новой элементной базы для микромеханики, опто-, нано- и микроэлектроники обеспечило развитие технологии формирования многослойных структур на основе прямого соединения (бондинга, от англ. «wafer bonding») монокристаллических материалов, таких как Si, Ge, материалы группы АЗВ5. Качество границы раздела сращенных структур является важным фактором, определяющим характеристики изготавливаемых на их основе устройств. Поэтому контроль состояния скрытых границ раздела, толщины и свойств переходного слоя нанометровых размеров на границе раздела сращенных структур неразрушающим бесконтактным методом исключительно важен с точки зрения как создания модели процесса бондинга, так и совершенствования технологии. Здесь ИК спектроскопия является одним из основных неразрушающих методов исследования переходного слоя и колебательных состояний на границе раздела двух пластин.

Таким образом, недостаточность теоретической изученности фононного спектра низкоразмерных структур, необходимость экспериментального подтверждения уже существующих моделей и гипотез, а также исключительная практическая важность низкоразмерных систем определяют несомненную актуальность проводимых исследований.

Развитие методов спектроскопии колебательных состояний для изучения фононного и электронного спектра низкоразмерных полупроводниковых систем и получение на их основе наиболее точных данных о кристаллической структуре, характере химических связей на границе раздела слоев, оптических, колебательных и электронных свойствах является необходимой частью исследований по созданию и изучению новых материалов и структур. Такие исследования проводятся в данной диссертационной работе.

Цель работы заключалась в установлении основных закономерностей образования и природы фононных мод, связанных электрон-фононных возбуждений и колебательных состояний в низкоразмерных полупроводниковых системах: слоев нанометровой толщины, сверхрешеток и квантовых точек, методами спектроскопии колебательных состояний.

Для достижения поставленной цели в настоящей работе решались следующие основные задачи, сгруппированные по блокам:

1. Сверхрешетки.

Исследование особенностей процессов комбинационного рассеяния света и ИК поглощения в различных поляризационных геометриях и выявление эффектов размерного квантования и анизотропии фононного спектра полупроводниковых сверхрешеток и структур с квантовыми проволоками, определение дисперсионных зависимостей оптических фононов в ОаАБ, А1А8, ОаБЬ и АШЬ, выяснения природы электрон-фононного взаимодействия в сверхрешетках.

2. Квантовые точки.

Исследование процессов ИК отражения и комбинационного рассеяния света в квантовых точках в различных геометриях рассеяния и условиях возбуждения, формирование системы классификации фононного спектра в полупроводниковых системах с квантовыми точками, изучение влияния размеров квантовых точек на резонансное комбинационное рассеяния света в массивах квантовых точек.

3. Слои нанометровой толщины.

Применение РЖ спектроскопии для идентификации колебательных состояний и определения структурных и оптических параметров оксидного слоя на скрытой границе раздела сращенных кремниевых пластин, построение модели низкотемпературного бондинга.

Научная новизна работы.

Все результаты, сформулированные как научные положения, получены впервые, начиная от постановки задачи исследования до численных расчетов, сравнения с экспериментом и интерпретации полученных данных. Научная новизна работы состоит в следующем:

Сверхрешетки

1. В ИК спектрах отражения полупроводниковых короткопериодных сверхрешеток GaAs/AlAs и GaSb/AlSb обнаружены и идентифицированы моды оптических фононов, локализованных в слоях сверхрешеток, определены условия локализации фононов. Определена дисперсия оптических фононов в GaAs, AlAs, GaSb и AISb, изучена анизотропия оптических фононов в сверхрешетках GaAs/AlAs и структурах с квантовыми проволоками.

2. В легированных сверхрешетках GaAs/AlAs обнаружены связанные плазмон-фононные моды, обусловленные взаимодействием межподзонных плазмонов и LO фононов, локализованных в слоях сверхрешеток. Установлено, что частота плазменных колебаний определяется заполнением минизон, образованных Г электронными состояниями.

Квантовые точки.

3. Независимо определены величины компонент тензора упругих деформаций и элементного состава в напряженных квантовых точках GeSi, выращенных в широком диапазоне температур. Показано, что при росте КТ Ge/Si окисление поверхности кремния перед эпитаксией слоя Ge приводит к полной релаксации механических напряжений в КТ.

4. Установлено, что резонансное комбинационное рассеяние света в структурах веБ^ с напряженными и релаксированными квантовыми точками Ое81 является селективным по размеру и составу квантовых точек. Проанализировано влияние встроенных механических напряжений, эффекта локализации оптических фононов и элементного состава в структурах ОеВи^ на частоты оптических фононов, локализованных в квантовых точках.

5. Определены правила отбора для комбинационного рассеяния света на акустических и оптических фононах. Показано, что структуры обладают колебательными свойствами как двумерных, так и нульмерных объектов. Свернутые акустические фононы, наблюдаемые в спектрах КРС в низкочастотной области, характерны для планарных сверхрешеток, в то время, как низкочастотный сдвиг мод оптических фононов при увеличении энергии возбуждения лазера свидетельствует о локализации оптических фононов в квантовых точках малого размера, доминирующих в процессе рассеяния при резонансных условиях.

6. Обнаружены эффекты локализации оптических и свертки акустических фононов в многослойных системах 1п(Оа)А8/А1(Оа)Аз с квантовыми точками, идентифицированы моды интерфейсных фононов на основе экспериментального изучения процессов комбинационного рассеяния света этих систем в различных поляризационных геометриях и условиях возбуждения и расчета частот фононов.

7. В ИК спектрах отражения многослойных систем ГпАз/АЛАб с квантовыми точками 1пАз и А1Аэ обнаружены моды оптических фононов, локализованных в квантовых точках, которые хорошо описываются в рамках модели эффективной диэлектрической функции в приближении Бруггемана.

Слои манометровой толщины.

8. На основе изучения эволюции химических поверхностных связей на границе раздела кремниевых пластин, сращенных при низкой температуре (20ч-400°С) предложены модели процесса низкотемпературного бондинга после различной химической активации поверхности. Показано, что с ростом температуры бондинга (200ч-1100°С) увеличение толщины слоя окисла кремния, скрытого на границе раздела кремниевых пластин сопровождается релаксацией механические напряжений в слое.

В результате выполнения работы сформулировано и обосновано новое научное направление - спектроскопия колебательных состояний низкоразмерных полупроводниковых систем.

Практическая значимость

1. Методы спектроскопии колебательных состояний являются неразрушающими и бесконтактными в определении структурных параметров низкоразмерных полупроводниковым систем: периода и механических напряжений в сверхрешетках GaSb/AlSb, преимущественной формы квантовых точек, их размера, состава и механических деформаций.

2. Самостоятельную практическую ценность имеет определение частот оптических, акустических и интерфейсных фононов в системах с квантовыми точками, перспективных с точки зрения создания на их основе устройств оптоэлектроники. Эта информация важна для понимания электрон-фононного рассеяния в КТ, которое определяет процессы релаксации заряда.

3. Предложен и разработан метод экспрессного контроля состояния скрытых границ раздела кремниевых сращенных пластин, используемых для создания устройств микромеханики. Метод основан на использовании явления многократного нарушенного полного внутреннего отражения и может быть легко адаптирован для других структур, прозрачных в ИК диапазоне. Построена модель низкотемпературного бондинга.

На защиту выносятся следующие основные положения.

1. Понижение размерности полупроводниковых систем обуславливает возникновение мод оптических фононов, локализованных в слоях сверхрешеткок GaAs/AlAs и GaSb/AlSb, наблюдаемых методами спектроскопии колебательных состояний. Это позволяет изучить анизотропию оптических фононов в сверхрешетках и определить дисперсии оптических фононов объемных материалов, составляющих сверхрешетки.

2. В легированных сверхрешетках GaAs/AlAs существуют моды внутриподзонных плазмон-фононных возбуждений, частоты которых определяются энергетической структурой и заполнением минизон, образованных Г электронными состояниями.

3. Конкурирующее влияние трех факторов: эффекта локализации оптических фононов, внутренних механических напряжений и элементного состава в квантовых точках определяет частоты оптических фононов, локализованных в массивах квантовых точек Ое81/81, Ое/8Ю2 и ЬЮаАв/АЮаАз.

4. Асимметрия гетерограниц в структурах с квантовыми точками 1пАз приводит к существованию двух типов интерфейсных фононов: 1) от планарной гетерограницы смачивающий слой / матрица и 2) от корругированной гетерограницы квантовая точка / матрица.

5. Периодичность многослойных структур Ое/81 и 1пОаАз/А1Аз с квантовыми точками приводит к эффекту свертки акустических фононов, частоты которых не зависят от внутренней структуры слоев. Резонансный характер комбинационного рассеяния света в структурах Ое/81 с единственным слоем квантовых точек обуславливает наблюдение локализованных акустических фононов в слоях кремния.

Научная обоснованность и достоверность полученных экспериментальных результатов, представленных в диссертационной работе, определяется использованием современной экспериментальной техники и воспроизведением обнаруженных эффектов в ряде зарубежных научных коллективов, о чем свидетельствуют ссылки в статьях, обзорах и монографиях на опубликованные автором работы по теме данной диссертации. В частности

1. Результаты анализа спектров КРС и ИК спектров отражения сверхрешеток и структур с КТ по изучению квантования их фононного спектра подтверждаются более поздними данными других авторов, выполнивших эксперименты в дополнение к описанным в диссертации и исследовавших подобные структуры в близких условиях.

2. Результаты исследований плазмон-фононного взаимодействия в сверхрешетках подтверждаются результатами, полученными другими исследовательскими группами в экспериментах по изучению сверхрешеток и дельта-легированных структур.

3. Результаты расчетов спектров ИК отражения многослойных структур с высокой точностью совпадают с экспериментальными данными (с точностью, превосходящей данные других авторов, использовавших альтернативные методы), а их интерпретация соответствуют выводам других авторов, исследовавших подобные структуры.

4. Данные по изучению структурных свойств многослойных структур методами спектроскопии колебательных состояний подтверждаются прямыми экспериментами (включая данные по электронной микроскопии, полученные как в рамках диссертационного исследования, так и другими авторами) и согласуются с существующими теоретическими представлениями.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях:

• 21, 23, 25-7-28 Международные конференции по физике полупроводников, Пекин, Китай, 1992; Берлин, Германия, 1996; Осака, Япония, 2000; Эдинбург, Шотландия, 2002; Аризона, США, 2004; Вена, Австрия, 2006.

• 6, 8, 10, 11 Международные конференции по модулированным полупроводниковым структурам, Гармиш-Партенкирхен, Германия, 1993; Санта-Барбара, США, 1997; Линц, Австрия, 2001; Нара, Япония, 2003.

• 8, 10 Международные конференции по Фурье спектроскопии, Любек, Германия, 1991; Будапешт, Венгрия, 1995.

• 6 Международная конференция по сверхрешеткам, микроструктурам и микроприборам, Сиань, Китай, 1992.

• Российская конференция по микроэлектронике, Звенигород, 1994.

188 Симпозиум Электрохимического общества, Чикаго, США, 1995. Заседания американского исследовательского общества по материаловедению (MRS), Бостон, 1995; 2002.

7,8 Бразильские семинары по физике полупроводников, Рио де-Жанейро, 1995; Aguas de Lindoia, 1997.

15 Международная конференция отделения конденсированного состояния, Бавена-Стреза, Италия, 1996.

22 Международный симпозиум по полупроводниковым соединениям, Чеджу, Корея, 1995.

26 Международная конференция по физике и химии поверхности полупроводников, Сан-Диего, США, 1999.

Весенние конференции Немецкого физического общества, 1998, 1999, 2000. 10 Международная конференция по твердотельным сенсорам и актюаторам, Трансдюсер-99, Сендай, Япония, 1999.

4 Коллоквиум по микромеханике и микроэлектронике, Кемниц, Германия, 1999.

Коллоквиум «Адсорбция наночастицами: возможности и перспективы методов спектроскопии», Юлих, Германия, 1999.

10 Международная конференция по твердотельным пленкам и поверхностям, Принстон, США, 2000.

9, 11, 12 Международные симпозиумы «Наноструктуры: физика и технология», Санкт-Петербург, 2001; 2003; 2004.

6 Международная конференция по материаловедению и свойствам материалов для инфракрасной оптоэлектроники, Киев, Украина, 2002. Совещание по росту кристаллов, пленок и дефектам структуры кремния, Новосибирск, 2002.

Всероссийская конференция «Нанофотоника», Нижний Новгород, 2003. 9 Международная конференция по формированию поверхности полупроводников, Мадрид, Испания, 2003.

• 10 Азиатско-тихоакеанский семинар по материаловедению, Новосибирск, 2003.

• 6 Российская конференция по физике полупроводников, 2003.

• 3 Российская конференция "Кремний 2003", Москва, 2003.

• Международная конференция «Фононы -2004», Санкт-Петербург, 2004.

• 12 Международная конференция по узкозонным полупроводникам, Тулуза, Франция, 2005, приглашенный доклад.

• 4 Международная конференция по квантовым точкам, Шамони, Франция, 2006.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 60 статей и глава в книге, а также публикации в трудах отечественных и международных конференций.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения с выводами и содержит 329 страниц текста, включая 79 иллюстраций, 5 таблиц и список цитируемой литературы из 331 наименований.

Выводы к Главе 5

1. Предложен и разработан метод экспрессного контроля состояния скрытых границ раздела кремниевых сращенных пластин, используемых для создания устройств микромеханики. Метод основан на использовании явления многократного нарушенного полного внутреннего отражения и может быть легко адаптирован для других структур, прозрачных в ИК диапазоне.

2. На основе изучения эволюции химических поверхностных связей на границе раздела кремниевых пластин, сращенных при низкой температуре (20+400°С) предложены модели процесса низкотемпературного бондинга после различной химической активации поверхности. Установлены оптимальные режимы химической активации поверхности для получения максимальной энергии связи.

3. На основе анализа частот и интенсивности мод оптических фононов в слое окисла кремния, скрытого на границе раздела кремниевых пластин, показано, что с ростом температуры бондинга (200+1100°С) происходит увеличение толщины слоя окисла кремния, а механические напряжений в слое релаксируют.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, понижение размерности полупроводниковых систем приводит к возникновению ряда новых физических эффектов и явлений в сверхрешетках и квантовых точках, включая эффекты локализации и анизотропии оптических фононов, свертки акустических фононов, формирование спектра интерфейсных фононов, возникновение коллективных колебательных мод внутриподзонных плазмонов и оптических фононов. На основании данных спектроскопии колебательных состояний получены следующие результаты и выводы:

1. Обнаружены эффекты локализации поперечных и продольных оптических фононов в слоях сверхрешеток GaAs/AlAs и GaSb/AlSb с использованием метода ИК спектроскопии. На основании данных, полученных методами спектроскопии колебательных состояний о частотах локализованных оптических фононов, определены дисперсии оптических фононов в GaAs, AlAs, GaSb и AISb, установлен анизотропный характер спектра оптических фононов в сверхрешетках и квантовых проволоках GaAs/AlAs. Следует отметить, что определение дисперсии поперечных оптических фононов в AlAs на основании данных ИК спектроскопии выполнено впервые, поскольку метод нейтронного рассеяния, традиционно используемый для определения дисперсии фононов, не применим для AlAs из-за нестабильности кристалла при нормальных условиях, а комбинационное рассеяние света в сверхрешетках запрещено на поперечных оптических фононах.

2. Обнаружены связанные колебательные моды внутриподзонных плазмонов и оптических фононов легированных сверхрешеток GaAs/AlAs. Установлено, что частота внутриподзонных плазмонов определяется заполнением минизон, образованных Г электронными состояниями, а при полном заполнении минизон частота плазмонов стремится к нулю.

3. Сделан вывод о том, что структуры с квантовыми точками Ge/Si и In(Ga)As/Al(Ga)As проявляют колебательные свойства как двумерных, так и нульмерных объектов. Наблюдаемые моды свернутых акустических фононов описываются в рамках модели упругого континуума и характерны для планарных сверхрешеток, в то время как зависимость частот мод оптических фононов от энергии возбуждения лазера свидетельствует о локализации фононов в квантовых точках. Экспериментально определены правила отбора для комбинационного рассеяния света на акустических и оптических фононах в структурах с квантовыми точками.

4. Определены величины компонент тензора упругих деформаций и элементный состав в квантовых точках, выращенных в широком диапазоне температур, на основе анализа частот оптических фононов, локализованных в квантовых точках GeSi/Si. Определены зависимости величины механических упругих деформаций и содержания кремния в квантовых точках многослойных структур GeSi/Si от температуры роста и толщины промежуточных слоев Si. Показана возможность полной релаксации механических деформаций в квантовых точках Ge/Si при окислении поверхности кремния перед эпитаксиальным ростом слоя Ge.

5. Обнаружены моды локализованных акустических фононов в структурах Ge/Si с единственным слоем квантовых точек с помощью резонансного комбинационного рассеяния света. Определена скорость распространения продольных акустических колебаний в Si, которая согласуется с известными данными по рассеянию Бриллюэна.

6. Сделан вывод о том, что резонансное комбинационное рассеяние света в структурах с квантовыми точками GeSi/Si и In(Ga)As/Al(Ga)As является селективным по размеру и элементному составу квантовых точек. Показано, что частота оптических фононов, локализованных в квантовых точках, зависит от энергии возбуждения лазера, что объяснено конкурирующим влиянием встроенных механических деформаций в квантовых точках, эффекта локализации оптических фононов и элементного состава. Эффект локализации оптических фононов является доминирующим фактором, определяющим частоты оптических фононов в системе Ge/Si02.

7. Показано, что в структурах с квантовыми точками InAs существует два типа интерфейсных фононов: 1) от планарной гетерограницы смачивающий слой / матрица) и 2) от корругированной гетерограницы (квантовая точка / матрица). Установлено, что спектр интерфейсных фононов в многослойных структурах с квантовыми точками на основе In(Ga)As/Al(Ga)As хорошо описывается диэлектрической моделью оптических колебаний. 8. В ИК спектрах отражения обнаружены моды оптических фононов, локализованных в квантовых точках InAs и AlAs структур InAs/AlAs. Проведен сравнительный анализ существующих моделей. Показано, что ИК спектры хорошо описываются в приближении Бруггемана.

Изученные в работе явления хотя и присущи рассмотренным низкоразмерным полупроводниковым структурам на основе материалов с алмазоподобной кристаллической структурой, но могут быть свойственны и низкоразмерным системам с более сложной кристаллической структурой.

Обобщая полученные результаты, можно сформулировать круг наблюдаемых явлений и закономерностей, свойственных лишь системам с квантовыми точками:

• Процесс резонансного комбинационного рассеяния света в массивах квантовых точек является селективным по размеру квантовых точек.

• Спектр интерфейсных фононов в многослойных структурах с квантовыми точками качественно отличается от спектра сверхрешеток: частоты интерфейсных фононов в КТ и в сверхрешетках находятся в разных частотных интервалах; существует зависимость частот интерфейсных фононов квантовых точек от преимущественной формы КТ.

Отметим наиболее важные перспективные задачи, оставшиеся за рамками диссертационной работы, и возможные пути их решения:

• Получение массивов квантовых проволок и точек высокой плотности, однородных по размеру и форме. Решение этой проблемы позволило бы наблюдать старшие моды локализованных и интерфейсных фононов и позволило бы определить границы применимости существующих моделей описания фононного спектра низкоразмерных структур. Одним из возможных путей достижения высокой однородности КТ по размеру (10%) является эпитаксия на ступенях поверхностей, отклоненных от ориентации (001), ограничивающих размер КТ.

• Определение спектра электронных возбуждений в массивах легированных квантовых точек: межподзонных возбуждений зарядовой и спиновой плотности, одночастичных возбуждений, а также связанных электрон-фононных мод. Задача управляемого легирования КТ должна быть решена для каждой гетеросистемы. Идентификация указанных возбуждений может быть выполнена на основе изучения процессов резонансного комбинационного рассеяния света в этих системах в различных поляризационных геометриях и условиях возбуждения в сочетании с анализом ИК спектров поглощения.

• Определение колебательного спектра единственной квантовой точки с помощью комбинационного рассеяния света является сложной нерешенной экспериментальной задачей и требует как использования фотоприемников с предельно высокой обнаружительной способностью, так и применения специальных подходов и методик. Такими могут являться: формирование массивов КТ низкой плотности (1 мкм ) и создание с помощью фотолитографии мезаструктур с единственной КТ; формирование квантовых точек в микрорезонаторах; применение резонансного комбинационного рассеяния света с использованием нанозонда, фокусирующего падающий и собирающего рассеянный свет; использование поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния света.

• Разработка точных методов расчета электронного и колебательного спектра массивов квантовых точек различного размера и формы с учетом дальнодействующего кулоновского взаимодействия между КТ, а также распределения упругих механических деформаций и элементного состава в квантовой точке. Это даст возможность целенаправленного формирования КТ с требуемыми электронными и оптическими свойствами.

Диссертционная работа выполнена в Институте физики полупроводников Сибирского отделения РАН и в Техническом Университете г. Кемниц, Германия. Личный вклад автора является основным и заключается в формулировке проблемы, постановке задач исследования, выбора методов исследования, проведении экспериментов по комбинационному рассеянию света и ИК спектроскопии, анализе и интерпретации полученных данных, обосновании основных положений диссертации и нового научного направления - спектроскопия колебательных состояний низкоразмерных полупроводниковых систем.

Автор выражает глубокую признательность проф. Ю.А.Пусепу за активное участие при обсуждении и интерпретации результатов по ИК спектроскопии сверхрешеток ОаАз/АЬАв, принимавшему участие в данной работе на начальном ее этапе в качестве руководителя исследований, д-ру Д.А.Тэннэ за помощь при проведении совместных экспериментов, обсуждении и интерпретации полученных результатов по комбинационному рассеянию света в квантовых точках 1пАз/А1Аз, проф. А.В. Двуреченскому, оказавшему неоценимую помощь и поддержку в качестве научного консультанта.

Особую благодарность автор выражает к.ф.-м.н. А.И.Торопову за многолетнее творческое сотрудничество, проф. О.П. Пчелякову, проф. З.Ф. Красильнику, к.ф-.м.н. А.К. Бакарову, А.К. Калагину, к.ф-.м.н.

В.В.Преображенскому, к.ф-.м.н. Б.Р.Семягину, к.ф-.м.н. А.И.Никифорову, к.ф-.м.н. А.В.Новикову, к.ф-.м.н. Т.С. Шамирзаеву и другим соавторам публикаций, вошедших в данную работу, без помощи которых в предоставлении структур и обсуждении результатов настоящая работа вряд ли могла состояться.

Автор искренне признателен проф.Л.С. Смирнову и проф.В.А. Гайслеру за ценные замечания по диссертационной работе.

Данные исследований наноструктур, полученные методом электронной микроскопии высокого разрешения, любезно предоставлены сотрудниками ИФП СО РАН к.ф.-м.н. А.К.Гутаковским и Технического университета г.Кемниц д-ром Ш.Шульце.

Автор глубоко признателен проф. С.М. Репинскому, к.х.н. Л.Л. Свешниковой и сотрудникам лабораторий 5 и 26 за многолетнюю помощь и поддержку, также всем сотрудникам Института физики полупроводников, проявивших интерес к работе, за обсуждение ее на семинарах, плодотворные дискуссии, искреннюю помощь и поддержку.

Автор благодарен зарубежным коллегам проф. Д.Р.Т.Цану, проф. Т. Гесснеру, проф. Э.Батке и проф. Ж.К.Гальзерани за возможность проведения части экспериментов в лабораториях университетов г.Кемниц, Вюрцбург и Сан-Карлос и за обсуждение полученных результатов, сотрудникам этих лабораторий д-ру М. Фридрих, д-ру К. Химчински, А. Фехнеру, д-ру Д. Зеналатто и д-ру М. Решу за помощь в проведении экспериментов, обработке и обсуждении результатов.

Работа была выполнена при частичной финансовой поддержке президентской стипендии для выдающихся молодых ученых (1993-1996гг.), фондов РФФИ (гранты 01-03-32796, 02-02-17746, 06-02-90870), ИНТАС (010444, 2001/2-12) и Фольксваген (1/76837), за которую автор искренне благодарен.

295

1. C.M. Рытов, Акустические свойства мелкослоистой среды, Акустический журнал, 2(1), 72-83 (1956).

2. М. Строшио, М. Дутта, Фононы в наноструктурах, Физматлит, М., 2006.

3. P.A. Knipp and T.L. Reinecke, Classical interface modes in quantum dots, Phys. Rev. В 46, 10 310 (1992).

4. B.А. Гайслер, A.O. Говоров, T.B. Курочкина, Н.Т. Мошегов,

5. C.И. Стенин, А.И. Торопов, А.П. Шебанин, Фононный спектр сверхрешеток GaAs/InAs, ЖЭТФ, 98(3), 1081-1092 (1990).

6. В.А. Гайслер, Спектроскопия комбинационного рассеяния света слоистых полупроводниковых структур, докторская диссертация, Новосибирск 1996.

7. М.Н. Kuok, S.C. Ng, Z.L. Rang and D.J. Lockwood, Acoustic phonon dispersion at hypersonic frequencies in Si and Ge, Phys. Rev. В 62, 1290212908 (2000).

8. D.A.G. Bruggeman, Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen. I. Dielektrizitaeatskonstan-ten und Leitfaehigkeiten der Mischkoerper aus isotropen Substanzen, Ann. Phys.24, 636-679 (1935).

9. Q.Y. Tong and U. Gosele, Semiconductor Wafer Bonding: Science and Technology (The Electrochemical Society, New York, 1999).

10. S.-K. Yip and Y.-C. Chang, Theory of phonon dispersion relations in semiconductor superlattices, Phys. Rev. В 30, 7037-7059 (1984).

11. H. Chu, S.-F. Ren, Y.C. Chang, Long-wavelength optical phonons in polar superlattices, Phys. Rev. В 37, 10746-10755 (1988).

12. S.-F. Ren, H. Chu, Y.Y. Chang, Anisotropy of optical and interface modes in GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. Lett, 59, 1841-1844 (1987).

13. S.-F. Ren, H. Chu, Y.Y. Chang, Anisotropy of optical phonons and interface modes in GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev., В 37, 8899-8911 (1988).

14. В.П. Драгунов, И.Г.Неизвестный, В.А.Гридчин, Основы наноэлектроники, 331с., Новосибирск, 2000.

15. С. Colvard, Т.А. Gant, M.V.Klein, R. Merlin, R.Fisher, H. Morcoc, A.C. Gossard, Folded acoustic and quantized optic phonons in (GaAl)As superlattices, Phys. Rev. B31, 2080-2091 (1985).

16. B.A. Гайслер, Д.А. Тэннэ, H.T. Мошегов, А.И. Торопов, А.П. Шебанин, Н.В. Номероцкий, Контроль периода и резкости гетерограниц полупроводниковых сверхрешеток методом комбинационного рассеяния света, Письма в ЖТФ, 17(15), 84-88 (1991).

17. AJ. Shields, М. Cardona, and К. Eberl, Resonant Raman line shape of optical phonons in GaAs-AlAs multiple quantum wells, Phys. Rev. Lett 72, 412-415 (1994).

18. Z.P. Wang, D.S. Jiang and K. Ploog, Raman scattering of (GaAs)n(AlAs)n superlattices, Sol. St. Comm.,65, 661 (1988).

19. Z.P. Wang, H.X. Han, G.H. Li, and D.S. Jiang Raman scattering from TO phonons in (GaAs)n/(AlAs)n superlattices, Phys. Rev. В 38, 8483-8485 (1988).

20. A. K. Sood, J. Menendez, M. Cardona, K. Ploog Resonance Raman scattering by confined LO and TO phonons in GaAs-AlAs Superlattices, Phys. Rev. Lett., 54, 2111-2118 (1985).

21. G. Fasol, M. Tanaka, H. Sakaki, Y. Horikoshi, Interface roughness and the dispersion of confined LO phonons in GaAs/AlAs quantum wells, Phys.Rev. B 38, 6056-6055 (1988).

22. R. Schorer, G. Abstreiter, S. de Gironcoli, E. Molinari, H. Kibbel, H. Presting, In-plane Raman scattering of (001)Si/Ge superlattices: Theory and experiment, Phys. Rev. B 49, 5406-5414 (1994).

23. J. Zi, K. Zhang, X. Xie, Vibrational properties of Si/Ge superlattices, Progress in Surface science, 54, 69 (1997).

24. G.P. Schwartz, GJ. Gualtieri, W.A. Sunder, and L.A. Farrow, Light scattering from quantum confined and interface optical vibrational modes in strained-layer GaSb/AlSb superlattices, Phys. Rev. B 36, 4868-4877 (1987).

25. P.V. Santos, A.K. Sood, M. Cardona, K. Ploog, Y. Ohmori and H. Okamoto, Raman scattering from GaSb/AlSb superlattices: acoustic, optical and interface vibrational modes, Phys. Rev. B 37, 6381 (1988).

26. G. Scamarcio, M.Haines, G.Abstreiter, E. Molinari, S. Baroni, A. Fisher, K. Ploog, Micro-Raman scattering in ultrathin-layer superlattices: Evidence of zone-center anisotropy of optical phonons, Phys. Rev. B 47, 1483-1488 (1993).

27. Z.P. Wang, H.X. Han, G.H. Li Raman scattering of LO phonons in GaAs/AlGaAs superlattices, Phys. Rev. B 42, 9693-9696 (1990).

28. S. Perkowitz, Infrared and millimeter waves (Academic Press, New York), v.8 (1983).

29. S. Perkowitz, Optical characterization of semiconductors: Infrared, Raman and photoluminescence spectroscopy (Academic Press, New York) 1993.

30. B. Lou, R. Sudharsanan, S. Perkowitz, Anisotropy and infrard response of the GaAs-AlAs superlattices, Phys. Rev. B 38, 2212-2212 (1988).

31. R. Sudharsanan, S. Perkowitz, B. Lou, T.J. Drummond, B.L.Doyle, Superlatt. Microstuct. 4 657 (1988)

32. J.-M. Mercy, Y.-H. Chang, A.A. Reeder, G. Brozak, B.D. McComb, Far-infrared studies of doped AlGaAs/GaAs multiple-quantum-well structures, Superlatt. Microstr. 4, 213-220 (1988).

33. R. Dingle, A.C. Gossard, W. Wiegmann, Direct observation of superlattice formation in a semiconductor heterostructure, Phys. Rev. Lett. 34 1327-1330 (1975).

34. L.C. West, S.J. Eglash, First observation of an extremely large-dipole infrared transition within the conduction band of a GaAs quantum well, Appl. Phys. 46, 1156-1158 (1985).

35. B.F. Levine, R.J. Malik, K.K.Choi, C.G. Bethea, D.A. Kleinman, J.M. Vandenberg, Strong 8.2 |im infrared intersubband absorption in doped GaAs/AlAs quantum well waveguides, Appl. Phys.Lett. 50, 273-275 (1987).

36. R.H. Miles, D.H. Chow, J.N. Schulman and T.C. McGill, Infrared optical characterization of InAs/Gal-xInxSb superlattices, Appl. Phys. Lett. 57, 801-803 (1990).

37. B.Samson, T. Dumelow, A.A.Hamilton, T.J.Parker, S.R.P. Smith, D.R. Tilley, C.T. Foxon, D. Hilton, K.J. Moore, Effects of interface broadening on far-infrared and Raman spectra of GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. B 46, 2375 (1992).

38. F. Cerdeira, C.J. Buchenauer, F.H. Pollak, and M. Cardona, Stress-induced shifts of first-order Raman frequencies of diamond- and zinc-blende type semiconductors, Phys. Rev. B 5, 580 (1972).

39. F. Cerdeira, A. Pinczuk, J.C. Bean, B. Batlogg, B.A.Wilson, Raman scattering from GexSil-x/Si strained-layer superlattices, Appl. Phys. Lett, 45, 1138-1140(1984).

40. G.Abstreiter, H. Brugger, T.Wolf, H.Jorke, H.J.Herzog, Strain-Induced Two-Dimensional Electron Gas in Selectively Doped Si/SixGel-x Superlattices, Phys. Rev. Lett. 54, 2441-2444 (1985).

41. B. Jusserand, P. Voisin, M. Voos, L.L. Chang, E.E. Mendez, L. Esaki, Raman scattering in GaSb/AlSb strained layer superlattices, Appl. Phys. Lett. 46, 678 (1985).

42. M. Nakayama, K. Kubota, H. Kato, N. Sano, Raman scattering from GaAs-InxGal-xAs strained-layer superllatices, Solid State Comm., 51,343-345 (1984).

43. J. Groenen, G. Landa, R. Carles, P.S. Pizani, M. Gendry, Tensile and compressive strain relief in InxGal-xAs epilayers grown on InP probed by Raman scattering, J. Appl. Phys. 82 (2), 803-809 (1997).

44. C. Colvard, R. Merlin, M.V. Klein, A.C. Gossard, Observation of folded acoustic phonons in a semiconductor superlattices, Phys. Rev. Lett. 298-301 (1980).

45. T. Ruf, V.I. Belitsky, J. Spitzer, V.F. Sapega, M. Cardona, K. Ploog, Raman scattering from folded phonon dispersion gaps, Phys. Rev. Lett. 71, 3035-3038(1993)

46. T. Ruf, Phonon Raman Scattering in Semiconductors, Quantum Wells and Superlattices, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1998.

47. D.J. Lockwood, R.L.S. Devine, A. Rodriguez, J. Mendialdua, M.W.C. Dharma-wardana, L. Dobrzynski, Raman scattering from folded acoustic phonons and photoluminescence in multilayer GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. B 48, 13553 (1993).

48. D.J. Lockwood, M.W.C. Dharma-wardana, J.-M. Baribeau, and D.C. Houghton, Folded acoustic phonons in S/GeSi strained layer superlattices, Phys. Rev. В 35, 2243 (1987).

49. JI.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, в серии Теоретическая физика, т.8, Москва, Физматлит, 2003.

50. А.К. Arora, А.К. Ramdas, M.R. Melloch, N. Otsuka, Interface vibrational Raman lines in GaAs-AlAs superlattices, Phys. Rev. B, 36, 1021 (1987).

51. R.E. Camley, D.L. Mills, Collective excitations of semi-infinite superlattice structures: Surface plasmons, bulk plasmons, and the electron-energy-loss spectrum, Phys. Rev. В 29, 1695-1706 (1984).

52. A. K. Sood, J. Menendez, M. Cardona, and K. Ploog, Interface vibrational modes in GaAs-AlAs superlattices, Phys. Rev. Lett., 54, 2115 (1985).

53. P.Y. Yu, M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors, Springer, Berlin, 1999. перевод И.И.Решиной: П. Ю, М. Кардона, Основы физики полупроводников, под ред. Б.П. Захарчени, М., Физматлит, 2002.

54. Т. Dulelow, T.J. Smith, D.R. Tilley, Far-infrared spectroscopy and plasmons in semiconductor superlattices, Surface Science Reports, 17, 151-212 (1993).

55. S.G. Lipson, H. Lipson, Optical Physics, Cambridge University Press, Cambridge, 1981.

56. T. Dulelow, S.R.P. Smith, Interface and confined optical modes for superlattices in the long-wavelength limit, J. Phys: Condens. Matter, 5, 29192926 (1993).

57. M.P. Chamberlain, M. Cardona, В.К Ridley, Optical modes in GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. В 48, 14356-14364 (1993).

58. R. Hessmer, A. Huber, T. Egeler, M. Haines, G. Trankle, G. Weimann, G. Abstreiter, Interface-phonon dispersion and confined optical mode selection rules of GaAs/AlAs superlattices studied by micro-Raman spectroscopy, Phys. Rev. В 46, 4071-4076 (1992).

59. Т. Dumelow, S.R.P. Smith, Dielectric susceptibility model for optical phonons in superlattices, Phys. Rev. В 57, 3978-3988 (1998).

60. R. Ruppin, R. Englman, Optical phonons of small crystals, Rep. Prog. Phys. 33, 149-196(1970).

61. A.B. Кузнецов, Методы математической физики, Ярослав. Гос. университет, 2003.

62. М. Watt, С.М. Sotomayor Torres, H.E.G. Arnot, S.P. Beaumont, Surface phonons in GaAs cylinders, Semiconductor science and Technology, 5, 285290 (1990).

63. R. Enderlein, Optical phonon modes of circular quantum wires, Phys.Rev. В47,2162-2175 (1993).

64. P.A. Knipp and T.L. Reinecke, Interface phonons in quantum wires, Phys. Rev. В 45, 9091-9102(1992).

65. S.-F. Ren, Y. C.Chang, Optical phonons in GaAs/AlAs quantum wires, Phys. Rev., В 43, 11857-11863 (1991).

66. F. Rossi, L. Rota, C. Bungaro, P. Lugli, E. Molinari, Phonons in thin GaAs quantum wires, Phys.Rev.B 47, 1695-1698 (1993).

67. E. Roca, C. Trallero-Giner, and M. Cardona, Polar optical vibrational modes in quantum dots, Phys. Rev. В 49, 13704-13711 (1994).

68. S. Hayashi, H. Kanamori, Raman scattering from the surface phonon mode in GaP microcrystals, Phys. Rev. В 26, 7079-7082 (1982).

69. S. Hayashi, Optical Study of electromagnetic surface modes in microcrystals, Jap. Journ. Appl. Phys. 23, 665-676 (1984).

70. J. Xu, H. Mao, Y. Sun, and Y. Du, Surface vibrational mode of ZnS nanoparticles Vac. Sci. Tecnol. В15, 1465-1467 (1997).

71. M.C. Klein, F. Hache, D. Ricard, C. Flytzanis, Size dependence of electron-phonon coupling in semiconductor nanospheres: The case of CdSe, Phys. Rev. B, 42, 11123-11132(1990).

72. J.L. Liu, J. Wan, Z.M. Jiang, A. Khitun, K.L. Wang and D.P. Yu, Optical phonons in self-assembled Ge quantum dot superlattices: Strain relaxation effects, J. Appl. Phys. 92, 6804 (2002).

73. A.I. Yakimov, A.V. Dvurechenskii, A.I. Nikiforov, V.V. Ulyanov, A.G. Milekhin, S. Schulze and D.R.T. Zahn, Stark effect in type-II Ge/Si quantum dots, Phys. Rev. В 67, 125318 (2003).

74. М.Ю. Ладанов, А.Г. Милехин, А.И. Торопов, A.K. Бакаров, A.K. Гутаковский, Д.А. Тэннэ, Ш. Шульце, Д.Р.Т. Цан, Интерфейсные фононы в полупроводниковых наноструктурах с квантовыми точками, ЖЭТФ, 128, 645-654 (2005).

75. A. Milekhin, D. Tenne, D.R.T. Zahn, in Quantum Dots and Nanowires, ed. S. Bandyopadhyay and H.S. Nalwa, American Scientific Publishers, 2003, p.375-419

76. D.A. Tenne, V.A. Haisler, A.I. Toropov, A.K. Bakarov, A.K. Gutakovsky, D.R.T. Zahn, and A. P. Shebanin, Raman study of self-assembled GaAs and AlAs islands embedded in InAs, Phys. Rev. B 61, 13 785 (2000).

77. G. Scamarcio, M. Lugara, D. Manno. Size-dependent lattice contraction in CdSl-xSex nanocrystals embedded in glass observed by Raman scattering, Phys. Rev. B 45, 13792-13795 (1992).

78. P.V. Kamat, D. Meisel, Semiconductors Nanoclusters, v. 103., Elsevier, N.Y. (1996).

79. M.A. Reed, R.T. Bate, K. Bradshaw, W.M. Duncan, W.R. Frensley, J.W. Lee, and H.D. Shih, Spatial quantization in GaAs-AlGaAs multiple quantum dots, J. Vac. Sei. Technol. B 4, 358-360 (1986).

80. P.M. Petroff, S.P. DenBaars, MBE and MOCVD growth and properties of self-assembling quantum dot arrays in III-V semiconductor structures, Superlatt. andMicrostr. 15, 15-22 (1994).

81. D. Bimberg, M. Grundmann, and N.N. Ledentsov, Quantum Dot Heterostructures (Wiley, New York, 1999).

82. J. Groenen, R. Carles, S. Christiansen, M. Albrecht, W. Dorsch, H.P. Strunk, H. Wawra, and G. Wagner, Phonons as probes in self-organized SiGe islands, Appl. Phys. Lett. 71, 3856 (1997).

83. Yu.A. Pusep, G. Zanelatto, S.W. da Silva, J.C. Galzerani, P.P. Gonzalez-Borrero, A.I. Toropov, and P. Basmaji, Raman study of interface modessubjected to strain in InAs/GaAs self-assembled quantum dots, Phys. Rev. В 58, R1770 (1998).

84. G. Armelles, T. Utzmeier, P.A. Postigo, F. Briones, J.C. Ferrer, P. Peiro, and A. Cornet, Raman scattering of InSb quantum dots grown on InP substrates, J. Appl.Phys. 81,6339(1997).

85. J. Groenen, A. Mlayah, R. Carles, A. Ponchet, A.Le Corre, and S. Salatin, Strain in InAs islands grown on InP(OOl) analyzed by Raman spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 69, 943 (1996).

86. А. Б. Талочкин, В. A. Markov, С. П. Супрун, А. И. Никифоров, Комбинационное рассеяние света на оптических фонолах в Si-Ge-Si-структурах с квантовыми точками, Письма в ЖЭТФ. 64, 203-207 (1996).

87. А.Б. Талочкин, В.А. Markov, А.И. Никифоров, С.А.Тийс, Спектр оптических фонолах квантовых точек германия, Письма в ЖЭТФ. 70, 279-283 (1999).

88. A.G. Milekhin, A.I. Nikiforov, О.Р. Pchelyakov, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Phonons in self-assembled Ge/Si structures, Physica E 13, 982 (2002).

89. A. Milekhin, A. Nikiforov, M. Ladanov, O. Pchelyakov, D. Tenne, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Resonant raman scattering by strained and relaxed Ge quantum dots, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 737, E.l3.7.1 (2003).

90. G. Zanelatto, Yu.A. Pusep, N.T. Moshegov, A.I. Toropov, P. Basmaji, and J.C. Galzerani, J. Raman study of the topology of InAs/GaAs self-assembled quantum dots, Appl. Phys. 86, 4387 (1999).

91. L. Artus, R. Cusco, S.Hernandez, A. Patane, A. Polimeni, M. Henini, and L. Eaves, Quantum-dot phonons in self-assembled InAs/GaAs quantum dots: Dependence on the coverage thickness, Appl. Phys. Lett. 77, 3556 (2000).

92. J. Ibanez, A. Patane, M. Henini, L. Eaves, S. Hernandez, R. Cusco, L. Artus, Yu. Musikhin, and P.N. Brounkov, Strain relaxation in stacked InAs/GaAs quantum dots studied by Raman scattering, Appl. Phys. Lett. 83, 3069 (2003).

93. Light Scattering in Solids II, edited by M. Cardona and G. Guentherodt (Springer, Heidelberg, 1982)

94. R. Loudon, The Raman effect in crystals, Adv. in Phys. 13, 423-482 (1964).

95. H. Poulet and J.P. Mathieu, Vibration spectra and symmetry of crystals (Gordon and Breach, New York, 1976)

96. E.Duval, Far-infrared and Raman vibrational transitions of a solid sphere: Selection rules, Phys. Rev. B 46, 5795-5797 (1992).

97. Q.-Y. Tong, WJ. Kim, T.-H. Lee, and U. Gosele, Low Vacuum Wafer Bonding, Electrochem. Sol. Stat. Lett., 1, 52, (1998).

98. D. Feijoo, Y.J. Chabal, and S.B. Christman, Silicon wafer bonding studied by infrared absorption spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 65, 2548 (1994).

99. R. Stengl, T. Tan, U. Goesele, A Model for the silicon wafer bonding prosess, Jap. J. Appl. Phys., 28, 1735-1741 (1989).

100. M.K. Weldon, Y.J. Chabal, D.R. Hamann, S.B. Christman, E.E. Chaban, and L.C. Feldman, Physics and chemistry of silicon wafer bonding investigated by infrared absorption spectroscopy, J. Vac. Sci. Technol., B 14, 3095, (1996).

101. M.K. Weldon, V.E. Marsico, Y.J. Chabal, D.R. Hamann, S.B. Christman, and E.E. Chaban, Infrared spectroscopy as a probe of fundamental processes in microelectronics: silicon wafer cleaning and bonding, Surf. Sci. 368, 163 (1996).

102. Y.J. Chabal, D. Feijoo, S.B. Christman, C.A.Goodwin, Probing of the interface of bonded silicon wafers with infrared absorption spectroscopy, Electrochem. Society Proceedings, 7, 305-314 (1995)

103. K.-Y. Ahn, R. Stegl, T.Y. Tan, U. Gosele, and P. Smith, Growth, shrinkage and stability of interfacial oxide layers between directly bonded silicon wafers, Appl.Phys. A 50, 85 (1990).

104. L. Ling, F. Shimura, Relationship between interfacial native oxide thickness and bonding temperature in directly bonded silicon wafer pairs, J. Appl. Phys, 71, 1237 (1992).

105. C. Maleville, O. Rayssac, H. Moriceau, L. Baroux, B. Aspar, M. Bruel, Detailed characterization of wafer bonding mechanisms, Electrochem. Society Proceedings, 36,46-55 (1997).

106. Стандарт ФРГ ДИН50438, Определение концентрации примеси в кремнии с помощью ИК поглощения (кислород), 1978.

107. С. Martinet and R.A.B. Devine, Analysis of the vibrational mode spectra of amorphous Si02 films, J. Appl. Phys. 77, 4343 (1995).

108. R.A.B. Devine, Structural nature of the Si/Si02 interface through infrared spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 68, 3108-3110 (1996).

109. P.G. Pai, S.S. Chao, Y. Takagi, and G. Lucovsky, Infrared spectroscopic study of SiOx films produced by plasma enhanced chemical vapor deposition, J. Vac. Sci. Technol. A 4, 689 (1986)

110. G. Lucovsky, M.J. Manitini, J.K. Srivastava, E. A.Irene, Low-temperature growth of silicon dioxide films: A study of chemical bonding by ellipsometry and infrared spectroscopy, J. Vac. Sci. Technol. В 5, 530-537 (1987).

111. K. Hirose, H. Nohira, T. Koike, K. Sakano, and T. Hattori, Structural transition layer at Si02 /Si interfaces, Phys. Rev. В 59, 5617 (1999).

112. F.L. Galeener: Band limits and the vibrational spectra of tetrahedral glasses, Phys. Rev. В 19 4292 (1979).

113. D.W. Berreman, Infrared Absorption at Longitudinal Optic Frequency in Cubic Crystal Films, Phys. Rev. 130, 2193 (1963).

114. C. Martinet, R.A.B. Devine, M. Brunei, Oxidation of crystalline Si in an 02 plasma: Growth kinetics and oxide characterization, J. Appl. Phys.81 6996 (1997).

115. Y. Nakagawa, M. Higashi, H. Ikeda, S. Zaima, Y. Yasuda, Local bonding structures of Si02 films on H-terminated Si(100) surfaces studied by using high-resolution electron energy loss spectroscopy, Applied Surface Science 130-132, 192-196 (1998).

116. J.W. Cooley, J.W. Tukey, An algorithm for calculation of complex Fourier series, Math. Comput. 19, 297 (1965).

117. P. Fellgett, Spectrometre interferentiel multiplex pour mesures infrarouges sur lesetoiles, Le Journal de Physique et Le Radium, 19, 1897 (1958)

118. П. Жакино, Последние достижения интерференционной спектроскопии, УФН, 78, 123 (1962).

119. Нанотехнологии в полупроводниковой электронике, отв. редактор

120. A.Л.Асеев, изд-во СО РАН, 2004, стр 160.

121. С.М. Репинский, Л.Л. Свешникова, Ю.И. Хапов, Исследова-ние кинетики сульфидирования мульти-молекулярных слоев бегегатов, Журнал физической химии, 72, 829 (1998).

122. С.М. Репинский, Л.Л.Свешникова, Ю.И. Хапов, В.Н. Кручинин,

123. B.Г. Половинкин, Исследование кинетики сульфидирования мульти-молекулярных слоев бегегатов свинца, Журнал физической химии 73, 1199(1999).

124. Р. Аззам, Н. Башара, Эллипсометрия и поляризованный свет, Мир, М., (1981).

125. A. Milekhin, М. Friedrich, К. Hiller, М. Wiemer, Т. Gessner, D.R.T. Zahn, Infrared study of the Si surfaces and bonded Si wafers, Semiconductor Science and Technology, 14, 70-73 (1999).

126. A. Milekhin, M. Friedrich, K. Hiller, M. Wiemer, T. Gessner, D.R.T. Zahn, Characterisation of low temperature wafer bonding by infrared spectroscopy, Journal of Vacuum Science and Technology В 18, 1392 (2000).

127. Y.J. Chabal, Surface infrared spectroscopy, Surface Science Reports, 8(5-7), 211 (1988).

128. A. Milekhin, S. Schulze, D.R.T. Zahn, N. Stepina, A. Yakimov, A. Nikiforov, Raman Scattering Study of Ge Dot superlattices, Appl. Surf. Sci. 175-176, 629-635 (2001).

129. А.Г. Милехин, А.И.Никифоров, М.Ю. Ладанов, О.П. Пчеляков, Ш. Шульце, Д.Р.Т. Цаи, Резонансное комбинационное рассеяние света напряженными и релаксированными Ge квантовыми точками, Физика Твердого Тела 46, 94-97 (2004).

130. V.M. Agranovich, V.E. Kravtsov, Notes on crystal optics of superlattices, Solid St. Comm., 55, 85 (1985).

131. Landolt-Bornstein Tables, Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, Springer, Berlin (1987).

132. Ю.А. Пусеп, А.Г. Милехин, М.П. Синюков, К. Плуг, А.И. Торопов, Локализованные фононы в спектрах отражения сверхрешеток GaAs/AlGaAs, Письма в ЖЭТФ, 52, 1068-1072 (1990).

133. Ю. Пусеп, А.Г. Милехин, М.П. Синюков, Оптические колебательные моды в тонких пленках GaAs и InAs, Физика твердого тела, 33(8), 24742477, (1991).

134. Ю. Пусеп, А.Г. Милехин, Н.Т.Мошегов, В.В.Тихомиров, А.И.Торопов, Исследование проникновения оптических колебаний, локализованных в слоях периодических структур GaAs/AlAs в барьер по спектрам отражения, Письма в ЖЭТФ, 54(1), 44-47 (1991).

135. Yu. Pusep, A. Milekhin IR spectra of confined optical phonons in GaAs/AlAs superlattices. SPIE, v.1575, 576-577 (1991).

136. А.Г. Милехин, Ю.А. Пусеп, А.И. Торопов, Ангармонизм оптических колебаний GaAs в сверхрешетках GaAs/AlAs, Письма в ЖЭТФ, 55(10), 564-566 (1992).

137. Yu. Pusep, A. Milekhin, A. Toropov, FTIR spectroscopy of GaAs optical vibrations in GaAs/AlAs superlattices, Superlatt. and Microstr., v. 13, n.l, 115-123 (1993).

138. Yu. Pusep, A. Milekhin, A. Toropov, FTIR-spectroscopy of longitudinal confined phonon and plasmon- phonon vibrational modes in (GaAs) /(AlAs) superlattices. Solid State Electronics, 37(4-6), 613-616 (1994).

139. Yu. Pusep, A. Milekhin, N. T. Moshegov, A. Toropov A study of vertical transport of electrons in (GaAs)/(AlAs) superlattices by Fourier transform infrared spectroscopy, Journal of Physics: Condensed Matter, 6, 93-100 (1994).

140. Yu. Pusep, A. Milekhin, A.Toropov Anisotropy of zone-centre optical phonons in (GaAs)n/(AlAs)m superlattices. Journal of Physics: Condensed Matter, 7, 1493-1498 (1995).

141. К.С. Rustagi, W. Weber, Adiabatic bond charge model for the phonons in A3B5 semiconductors, Solid St. Comm. 18, 673-675 (1983).

142. G. Dolling and J.L.T. Waugh, Lattice Dynamics (Edited by R.F.Wallis), p. 19, Pergamon, London (1965).

143. J.L.T. Waugh and G. Dolling, Crystal Dynamics of Gallium Arsenide, Phys.Rev. 132, 2410(1963).

144. D.A. Tenne, V.A. Haisler, N.T. Moshegov, A.I. Toropov, A.P. Shebanin, D.R.T. Zahn, Forward Raman scattering in GaAs/AlAs superlattices: Study of optical phonon anisotropy, Eur. Phys. J. B 8, 371-376 (1999).

145. A. Milekhin, M. Roesh, E. Batke, K. Kohler, P. Ganser, Grating-coupler excited interface phonons in GaAs/AlAs superlattices, Solid State Commun. 112 (7), 387-390 (1999).

146. E. Batke, D. Heitmann, Rapid-scan Fourier transform spectroscopy of 2-D space charge layers in semiconductors, Infrared Phys. 24, 189-197 (1984).

147. L. Zheng, W.L. Schaich, A.H. MacDonald, Theory of two-dimensional grating couplers, Phys. Rev. B 41, 8493(1990).

148. M. Zunke, R. Schorer, G. Abstreiter, W.Klein, G. Weimann, M.P. Chamberlain, Angular dispersion of confined optical phonons in GaAs/AlAs superlattices studied by micro-Raman spectroscopy, Solid State Commun. 93, 847 (1995).

149. Y. Ohmori, Y. Suzuki, and H. Okamoto, Influence of V]/[III] beam ratio on crystal qualities of GaSb-AlSb superlattice films grown by molecular-beam epitaxy, Jpn. J. Appl. Phys., 64, 6733 (1988).

150. T. Sakamoto, H. Funabashi, K. Ohta, T. Nakagawa, N. J. Kawai, T. Kojima, and Y. Bando, Well defined superlattice structures made by phase-locked epitaxy using RHEED intensity oscillations Superlattices and Microstructures, 1, 347-352 (1985).

151. J.M. Calleja, F. Meseguer, C. Tejedor, E.E. Mendez, C.-A. Chang, L. Esaki, Study of the cancellation of the lattice mismatch in GaSb-AlSb superlattices, Surface Science 168, 558-563 (1986).

152. R. Ferrini, M. Galli, G. Guizzetti, M. Patrini, A. Bossacchi, S. Franchi, R. Magnanini, Phonon response of AlxGal-x Sb/GaSb epitaxial layers by Fourier-transform infrared-reflectance and Raman spectroscopies, Phys.Rev. В 56, 7549 (1997).

153. G. Scamarcio, C. Gadaleta, A. Tagliente, L. Tapfer, K. Ploog, Y. Ohmori and H. Okamoto, Infrared Reflectivity of strained GaSb/AlSb superlattices, Solid State Electron. 37, 625-628 (1994).

154. А.Г. Милехин, Ю.А. Пусеп, Ю.А. Яновский, В.В. Преобра-женский, Б.Р. Семягин, Д.И. Лубышев, Локализованные оптические колебательные моды в сверхрешетках GaSb/AlSb, Письма в ЖЭТФ, 64(5), 361-364 (1996).

155. M.K. Farr, J.G. Traylor and S.K. Sinha, Lattice dynamics of GaSb, Phys.Rev. В 11, 1587(1975).

156. H. Bilz and W. Kress, Phonon Dispersion Relations in Insulators, Springer, Heidelberg, 1979.

157. Y.S. Raptis, E. Anastassakis, and G. Kanellis, Second-order Raman scattering in AlSb, Phys. Rev. В 46, 15801-15811 (1992).

158. R. Notzel, L. Daweritz, K. Ploog. Topography of high- and low-index GaAs surfaces, Phys. Rev. B46, 4736-4743 (1992).

159. R. Notzel, N.N. Ledentsov, L. Daweritz, M. Hohenstein. K. Ploog. Direct synthesis of corrugated superlattices on non-(100)-oriented surfaces, Phys. Rev. Lett. 67, 3812-3815 (1991).

160. R. Notzel, K. Ploog. Direct synthesis of GaAs quantum-wire structures by molecular-beam epitaxy on (311) surfaces, J. Vac. Sci. Technol. A10, 617622 (1992).

161. R. Notzel, N.N. Ledentsov, L. Daweritz, K. Ploog, M. Hohenstein. Semiconductor quantum-wire structures directly grown on high-index surfaces, Phys. Rev. B45, 3507-3515 (1992).

162. M. Wassermeier, J. Sudijono, M.D.Johnson, K.T.Leung, B.G. Orr, L. Daweritz, K. Ploog, Reconstruction of the GaAs (311)A surface, Phys. Rev. B 51, 14721-14724 (1995).

163. V.A. Shchukin, A.I. Borovkov, N.N. Ledentsov, P.S. Kop'ev, Theory of quantum-wire formation on corrugated surfaces, Phys. Rev. B 51, 17767-17779(1995).

164. Z.V. Popovich, E. Richter, J. Spitzer, M. Cardona, A.J. Shield, R. Notzel, K. Ploog, Phys. Rev. B49, Phonon properties of (311) GaAs/AlAs superlattices, 7577-7583 (1994).

165. P. Castrillo, L.Colombo, Lattice dynamics and Raman response of (113) GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. B 49, 10362-10372 (1994).

166. А.Г. Милехин, Ю.А. Пусеп, Ю.А.Яновский, В.В.Преображенский, Б.Р. Семягин, Локализованные оптические фононы в сверхрешетках GaAs/AlAs, выращенных на поверхностях (311)А и (311)В, Физика твердого тела, 40(3), 550-552 (1998).

167. В.Я. Принц, И.А.Панаев, В.В. Преображенскиий, Б.Р. Семягин, Высокотемпературная анизотропия проводимости сверхрешеток GaAs квантовых проволок, выращенных на фасетированных поверхностях 311А, Письма в ЖЭТФ, 60, 209-212 (1994).

168. D. Queck, D. Luerssen, Н. Kalt, Far Infrared spectroscopy of confined LO phonons in 113] GaAs/AlAs superlattices, Phys.Stat.Sol. 207, 299-305 (1998).

169. A. Milekhin, Yu. Yanovskii, V.Preobrazhenskii, B.Semyagin, Yu. Pusep, Optical properties of the (311) oriented GaAs/AlAs superlattices and quantum wire-like structures, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2, 368-371 (1998).

170. А.Г. Милехин, Ю.А. Пусеп, Ю.А.Яновский, В.В.Преображенский, Б.Р. Семягин, Оптические фононы в структурах с квантовыми нитями, Письма в ЖЭТФ, 67(2), 107-110 (1998).

171. B.-F. Zhu, Optical-phonon modes and Fröhlich potential in one-dimensional quantum-well wires, Phys. Rev. B44, 1926-1929 (1991).

172. Ж.И.Алферов, А.Ю. Егоров, А.Е.Жуков, С.В.Иванов, П.С. Копьев, H.H. Леденцов, Б .Я. Мельцер, В.М. Устинов. ФТП 26, 1715 (1992).

173. А. С. Tselis, J. J. Quinn, Theory of collective excitations in semiconductor superlattice structures, Phys. Rev. В 29 3318 (1984).

174. M. E. Kim, A. Das, S. D. Senturia, Electron scattering interaction with coupled plasmon-polar-phonon modes in degenerate semiconductors, Phys. Rev. B 18 6890-6899 (1978)

175. Yu. Pusep, M. T. O. Silva, J. C. Galzerani, A. Milekhin, N. Moshegov, A. I. Toropov, Infrared and Raman spectroscopies of plasmon anisotropy in heavily doped GaAs/AlAs superlattices, Brazilian Journal of Physics, 26(1), 173-176(1996).

176. A. Pinczuk, J.M Worlock, Light scattering by two-dimensional systems in semiconductors, Surface Science, 113, 69-84 (1982).

177. S. J. Allen, Jr, D. C. Tsui, On the absorption of infrared radiation by electrons in semiconductor inversion layers, Solid St. Comm. 20, 435-428 (1976).

178. G. Bastard, Superlattice band structure in the envelope-function approximation, Phys. Rev. B 24, 5693-5697 (1981).

179. D. Mukherji, B. R. Nag, Band structure of semiconductor superlattices, Phys. Rev. B 12, 4338-4345 (1975).

180. H. L. Stormer, A.Pinczuk, A. C. Gossard, W. Wiegman, Influence of an undoped (AlGa)As spacer on mobility enhancement in GaAs-(AlGa)As superlattices, Appl. Phys. Lett. 38, 691-694 (1981).

181. A.Pinczuk, J.M Worlock, H. L. Stormer, R. Dingle, H. L. Wiegman, A. C. Gossard, Intersubband spectroscopy of two dimensional gases: Coulamb interactons, Solid St. Comm 36, 43-46 (1980).

182. A. Sibille, J. F. Palmier, H. Wang, F. Mollot, Observation of Esaki-Tsu negative differential velocity in GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. Lett. 64, 52-55 (1990).

183. B. Deveaud, A. Chomette, F. Clerot, B. Lambert, P. Auvray, M. Gauneau, Direct probing of vertical electron movement in superlattices by sub-picosecond luminescence, Surf. Sci. 267, 558 (1992).

184. О. Маделунг, Физика полупрводниковых соединений элементов III и V групп, М., Мир, 558 (1967).

185. Yu.A.Pusep, М.Т. О. Silva, J. С. Galzerani, A. G. Milekhin, N. Т. Moshegov, A. I. Toropov, Fourier-transform infrared and Raman spectroscopy of plasmon anisotropy in heavily doped GaAs/AlAs superlattices. J. Appl. Phys., 79, 10, 8024-8029 (1996).

186. Yu. A. Pusep, A. J. Chiquito, S. Mergulhao, and J. C. Galzerani, One-dimensional character of miniband transport in doped GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. В 56, 3892-3896 (1997).

187. Yu. A. Pusep, M. Т. O. Silva, N. T. Moshegov, J. C. Galzerani, Effect of dispersion of "vertically" polarized collective plasmon-LO-phonon excitations on Raman scattering of strongly coupled GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. В 61, 4441 (2000).

188. A.I. Nikiforov, V.V. Ulyanov, A.G. Milekhin, O.P. Pchelyakov, S.A. Teys, S. Schulze, D.R.T. Zahn; Formation of Ge Nanoislands on Pure and Oxidized Si Surfaces by MBE, Phys. Stat, sol (с) 1 (2) 360-363 (2004).

189. Y. Wei, R.M. Wallace and A.C. Seabaugh, Controlled growth of Si02 tunnel barrier and crystalline Si quantum wells for Si resonant tunneling diodes, J. Appl. Phys. 81,6415 (1997).

190. A.V. Kolobov, Y. Maeda, K. Tanaka, Raman spectra of Ge nanocrystals embedded into Si02, J. Appl. Phys. 88, 3285 (2000).

191. M. Seon, M.Holtz, T.-R Park, O. Brafman and J.C. Bean, Effect of hydrostatic pressure on the Raman spectrum of GenSim multiple quantum wells with n ^4 and m^7, Phys. Rev. В 58, 4779 (1998).

192. A.V. Kolobov, Raman scattering from Ge nanostructures grown on Si substrates: Power and limitations, J. Appl. Phys. 87, 2926 (2000).

193. A. Milekhin, M. Friedrich, D.R.T. Zahn, L. Sveshnikova, S. Repinsky. Optical investigation of CdS quantum dots in Langmuir-Blodgett films, Appl. Phys. A 69, 97 (1999).

194. А.Г. Милёхин, Л.Л.Свешникова, С.М. Репинский, А.К. Гутаковский, М. Фридрих, Д.Р.Т. Цан, Оптические колебательные моды в квантовых точках (Cd, Pb, Zn)S в матрице Лэнгмюр-Блоджетт, Физика твердого тела, 10 1884-1887(2002).

195. A.G. Milekhin, L.L. Sveshnikova, S.M. Repinsky, А.К. Gutakovsky, M. Friedrich, D.R.T. Zahn, Optical Vibrational Modes in (Cd,Pb,Zn)S Quantum Dots Embedded in Langmuir-Blodgett Matrices, Thin Solid Films 422/1-2, 200-204 (2002).

196. D. Krauss, F.W.Wise, D.B. Tanner. Observation of Coupled Vibrational Modes of a Semiconductor Nanocrystal, Phys. Rev. Lett.76, 1376 (1996).

197. R.A. Soref, Prospects for novel Si-based optoelectronic devices: unipolar and p-i-p-i lasers, Thin Sol. Films 294, 325 (1997).

198. D.J. Paul, Silicon germanium heterostructures in electronics: the present and the future, Thin Sol. Films 321, 172 (1998).

199. K. Kawaguchi, M. Morooka, K. Konishi, S. Koh, and Y. Shiraki, Optical properties of strain-balanced SiGe planar microcavities with Ge dots on Si substrates, Appl. Phys. Lett. 81, 817 (2002).

200. K. Eberl, O.G. Schmidt, R. Duschl, O. Kienzle, E. Ernst and Y. Rau, Self-assembling SiGe and SiGeC nanostructures for light emitters and tunneling diodes Thin Solid Films, 369, 33 (2000).

201. C. Miesner, O. Rothig, K. Brunner, and G. Abstreiter, Intra-valence band photocurrent spectroscopy of self-assembled Ge dots in Si Appl.Phys.Lett.,76, (2000).

202. Y.X. Jie, Y.N. Xiong, A.T.S. Wee, C.H.A. Huan, and W. Ji, Dynamics of optical nonlinearity of Ge nanocrystals in a silica matrix, Appl. Phys. Lett.77, 3926 (2000).

203. Z.F. Krasil'nik, P. Lytvyn, D.N. Lobanov, N. Mestres, A.V. Novikov, J. Pascual, M.Ya. Valakh and V.A. Yukhimchuk, Microscopic and optical investigation of Ge nanoislands on silicon substrates, Nanotechnology 13, 81 (2002).

204. W. Dorsch, H.P. Strunk, H. Wawra, G. Wagner, J. Groenen, R. Carles, Strain-induced island scaling during Sil-xGex heteroepitaxy, Appl. Phys. Lett. 72, 178 (1998).

205. C.J. Huang, D.Z. Li, Z. Yu, B.W. Cheng, J.Z. Yu, and Q.M. Wang, Oblique alignment of columns of self-organized GeSi(OOl) islands in multilayer structure, Appl. Phys. Lett. 77, 391 (2000).

206. B. Voigtlaender, Fundamental processes in Si/Si and Ge/Si epitaxy studied by scanning tunnelling microscopy during growth, Surf. Sci. Rep., 43, 127 (2001).

207. J. Wan, Y.H.Luo, Z.M.Jiang, G.Jin, J.L.Liu, K.L.Wang, X.Z. Liao, Z. Zou, GeSi interdiffusion in the GeSi dots and wetting layers, J. Appl. Phys., 90, 4290 (2001).

208. M. Cazayous, J. Groenen, F. Demangeot, R. Sirvin, M. Caumont, T. Remmele, M. Albrecht, S. Christiansen, M. Becker, H.P. Strunk, and

209. H. Wawra, Strain and composition in self-assembled SiGe islands by Raman spectroscopy, J.Appl.Phys. 91, 6772 (2002).

210. H.K. Shin, D.J. Lockwood, J.-M. Baribeau, Strain in coherent-wave SiGe/Si superlattices, Solid State Communications 114, 505 (2000).

211. S.de Gironcoli, E. Molinari, R. Schorer, G. Abstreiter, Interface modes in Ge/Si superlattices: Theory and experiments, Phys. Rev. В 48, 8959 (1993).

212. А.Г. Милехин, А.И. Никифоров, О.П. Пчеляков, С. Шульце, Д.Р.Т. Цан, Фононы в сверхрешетках Ge/Si с квантовыми точками Ge, Письма в ЖЭТФ 73, 521-525 (2001).

213. A.G. Milekhin, A.I. Nikiforov, О.Р. Pchelyakov, S. Schulze and D.R.T. Zahn, Size-selective Raman scattering in self-assembled Ge/Si quantum dot superlattices, Nanotechnology 13.55 (2002).

214. A.G. Milekhin, A.I. Nikiforov, M.Yu. Ladanov, O.P. Pchelyakov, D.N. Lobanov, A.V. Novikov, Z.F. Krasil'nik, S. Schulze, and D.R.T. Zahn: Phonons in Ge/Si Quantum Dot Structures: influence of growth temperature; Physica E, 21/2-4 p. 464-468 (2004).

215. А. Милехин, А.И. Никифоров, О.П. Пчеляков, А. Родригес, Ж.К. Гальзерани, Д.Р.Т. Цан, Резонансное комбинационное рассеяние света в сверхрешетках GeSi/Si с квантовыми точками GeSi, Письма в ЖЭТФ, 81(1), 33-36(2005).

216. M.Ya. Valakh, V.O. Yukhymchuk, V.M. Dzhagan, O.S. Lytvyn, A.G. Milekhin, A.I. Nikiforov, O.P. Pchelyakov, F. Alsina and J. Pascual,

217. Raman study of self-assembled SiGe nanoislands grown at low temperatures, Nanotechnology, 16, 1464 (2005).

218. P.H. Tan, D. Bougeard, G. Abstreiter, and K. Brunner Raman characterization of strain and composition in small-size self-assembled Si/Ge dots, Phys. Rev. B68, 125302 (2003).

219. A.V. Baranov, A.V. Fedorov, T.S. Perova, R.A.Moore, V. Yam, D. Bouchier, V. Le Thanh, K. Berwick, Analysis of strain and intermixing in single-layer Ge/Si quantum dots using polarized Raman spectroscopy, Phys. Rev. B 73, 075322 (2006).

220. P. Offermans, P.M. Koenraad, J.H. Wolter, K. Pierz, M.Roy and P.A. Maksym, Atomic-scale structure and photoluminescence of InAs quantum dots in GaAs and AlAs, Phys. Rev. B 72, 165332-1-6 (2005).

221. M. Grundmann, O. Stier, and D. Bimberg, InAs/GaAs pyramidal quantum dots: Strain distribution, optical phonons, and electronic structure, Phys.Rev.B 52, 11969 (1995).

222. P. Giannozzi, S. de Gironcoli, P. Pavone, and S. Baroni, Ab initio calculation of phonon dispersions in semiconductors, Phys.Rev.B 43, 7231-7242 (1991).

223. A.D. Andreev, J.R. Downes, D.A. Faux, and E.P. O'Reilly, Strain distributions in quantum dots of arbitrary shape, J. Appl. Phys. 86, 297 (1999).

224. Z.C.Feng, S. Perkowitz, D.K. Kinell, R.L.Whitney, D.N. Talwar, Compositional dependence of optical phonon frequencies in AlxGal-xAs, Phys.Rev. B 47, 13466-13470 (1993).

225. D.A. Tenne, V.A. Haisler, A.K. Bakarov, A.I. Toropov, A.K. Gutakovsky,

226. A.P. Shebanin, and D.R.T. Zahn, Self-Assembled Islands in the (Ga,Al)As/InAs Heteroepitaxial System Studied by Raman Spectroscopy, Phys. Status Solidi В 224, 25 (2001).

227. T.C. Шамирзаев, A.M. Гилинский, A.K. Бакаров, А.И. Торопов, Д.А. Тэннэ, К.С. Журавлев, К. фон Борцисковски, Д-Р-Т. Цан, Миллисекундная кинетика фотолюминесценции в системе прямозонных квантовых точек InAs в матрице AlAs, Письма в ЖЭТФ, 77, 459 (2003).

228. T.S. Shamirzaev, A.M. Gilinsky, A.K. Bakarov, A.I. Toropov, D.A. Tenne, K.S. Zhuravlev, C. von Borczyskowski, D.R.T. Zahn, Millisecond fluorescence in InAs quantum dots embedded in AlAs, Physica E 20, 282 (2004).

229. H.B. Востоков, С.А.Гусев, И.В.Долгов, Ю.Н.Дроздов, З.Ф. Красильник, Д.Н. Лобанов, Л.Д. Молдавская, А.В. Новиков,

230. B.В. Постников, Д.О. Филатов, Упругие напряжения и состав самоорганизующихся наноостровков GeSi на Si (001), Физика и техника полупроводников 34, 8 (2000).

231. Р.Н. Tan, D. Bougeard, G. Abstreiter, and К. Brunner, Raman scattering of folded acoustic phonons in self-assembled Si-Ge dot superlattices, Appl. Phys. Lett.84, 2632 (2004).

232. А.В. Ненашев, А.В. Двуреченский, Пространственное распреде-ление упругих деформаций в структурах Ge/Si с квантовыми точками, ЖЭТФ 118, 570-578 (2000).

233. Е. Friess, К. Eberl, U. Menczigar, G. Abstreiter, Strain and confinement effects on optical phonons in short period (100) Si/Ge superlattices, Solid St. Comm. 73, 203-207 (1990).

234. S.H. Kwok, P.Y. Yu, C.H.Tung, M.F.Li, C.S.Peng and J.M.Zhou, Confinement and electron-phonon interactions of the El exciton in self-organized Ge quantum dots, Phys. Rev. B 59, 4980 (1999).

235. C. Trallero-Giner, A. Debernardi, M. Cardona, E. Menendez-Proupin, and A.I. Ekimov, Optical vibrons in CdSe dots and dispersion relation of the bulk material, Phys. Rev. B 57, 4664 (1998).

236. F. Cerdeira, A. Pinczuk and J.C. Bean, Observation of confined electronic states in GexSil-x/Si strained-layer superlattices Phys. Rev. B 31, 1202 (1985).

237. J. Drucker, Self-assembling Ge(Si)/Si(100) quantum dots, IEEE Journ.of Quantum Electron. 38, 975 (2002).

238. A. Milekhin, N. Stepina, A. Yakimov, A. Nikiforov, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Raman Scattering of Ge Dot superlattices, European Physical Journal B16, 355 (2000).

239. A. Mlayah, R. Grac, G. Armelles, R. Carles, A. Zwick and F. Briones, Observation of Standing Acoustic Waves by Resonant Raman Scattering, Phys. Rev. Lett. 78, 4119-4122 (1997).

240. S. Gehrsitz, H. Sigg, N. Herres, K. Bachem, K. Kohler, F.K. Reinhart, Compositional dependence of the elastic constants and the lattice parameter of AlxGal-xAs, Phys. Rev. B 60, 11601-11610 (1999).

241. G. Scamarcio, L. Tapfer, W. Koenig, A. Fisher, K. Ploog, E. Molinari, S. Baroni, P. Giannozzi, S. de Gironcoli, Infrared reflectivity by transverse-optical phonons in (GaAs)m/(AlAs)n ultra-thin superlattices, Phys. Rev. B 43, 14754-14757 (1991).

242. A.G. Milekhin, A.I. Toropov, A.K. Bakarov, M.Yu. Ladanov, G. Zanelatto, J.C. Galzerani, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Optical Phonons in InAs and AlAs Quantum Dot Structures, Applied Surface Science, 234,45-49 (2004).

243. W. Kern, D.A. Puotinen, Cleaning Solution Based on Hydrogen Peroxide for Use in Silicon Semiconductor Technology, RCA Rev., 31, 187 (1970).

244. C.G. Armistead, A.J. Tyler, F.H. Hambleton, and J.A. Hockey, Surface hydraxylation of silica, J.Phys.Chem. 73, 3947 (1969).

245. T.A. Michlske, B.C. Bunker, Slow facture model based on strained silaxane structure, J. Appl. Phys. 56, 2686 (1984).

246. W.P. Maszara, G. Goetz, A. Gaviglia, and J.B. McKitterick, Bonding of silicon wafers for silicon-on-insulator, J. Appl. Phys. 64, 4943 (1988).

247. C. Himcinschi, A. Milekhin, M. Friedrich, K. Hiller, M. Wiemer, T. Gessner, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Growth of buried and surface silicon oxides in Si-Si wafer bonds upon annealing, J. Appl. Phys 89, 1992 (2001).

248. C. Himcinschi, A. Milekhin, M. Friedrich, K. Hiller, M. Wiemer, T. Gessner, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Silicon oxide in Si-Si bonded wafers, Appl. Surf. Sci. 175-176, 715-720 (2001).

249. P.N. Sen, M.F. Thorpe, Phonons in AX2 glasses: from molecular to bandlike modes, Phys. Rev. B 15 4030 (1977).

250. K. Ishikawa, U. Uchiyama, H. Ogawa, S. Fujimura. Dependence of TO and LO mode frequency of thermally grown silicon dioxide films on annealing temperature, Appl. Surf. Sci., 117/118, 212 (1997).

251. A.B. Gurevich, M.K. Weldon, Y.J. Chabal, R.L. Opila, and J. Sapjeta, Thermal evolution of impurities in wet chemical silicon oxides, Appl. Phys. Lett. 74, 1257 (1999).

252. Handbook of optical constants of Solids, edited by E.D. Palik, Academic Press, New York, (1985).

253. A. von Keudell and J.R. Abelson, Evidence for atomic H insertion into strained Si-Si bonds in the amorphous hydrogenated silicon subsurface from in situ infrared spectroscopy, Appl. Phys. Lett. 71 (26), 3832 (1997).

254. A. Milekhin, M. Friedrich, K. Hiller, M. Wiemer, T. Gessner, and D.R.T. Zahn, Infrared study of Si surfaces and buried interfaces, J. Vac. Sci. Technol. B, 17, 1733,(1999).

255. H. Ogawa, T. Hattori, Detection of Si-H bonds in silicon oxide by x-ray photoelectron spectrum difference, Appl. Phys. Lett. 61, 577 (1992).

256. P. Dumas, Y.J. Chabal, P. Jakob, Morphology of hydrogen-terminated Si(l 11) and Si(100) surfaces upon etching in HF and buffered-HF solutions Surf.Sci. 269/270, 867 (1992).

257. Z.H. Zhou, E.S. Aydil, R.A. Gottscho, Y.J. Chabal, R. Reif, Real-Time, In-Situ monitoring of room temperature silicon surface cleaning using hydrogen and ammonia plasmas, Journal of The Electrochem. Society 140(11), 1316 (1993).

258. Y.J. Chabal, High-resolution infrared spectroscopy of adsorbates on semiconductor surfaces: Hydrogen on Si(100) and Ge(100), Surf. Sci. 168, 594(1986).

259. Y.J. Chabal, G.S. Higashi, S.B. Christman, Hydrogen chemisorption on Si(lll)-(7><7) and -(lxl) surfaces, A comparative infrared study, Phys. Rev. B 28, 4472-4479 (1983).

260. Y.J. Chabal, G.S. Higashi, K. Raghavachary, V.A. Burrows, Infrared spectroscopy of Si(lll) and Si(100) surfaces after HF treatment: Hydrogen termination and surface morphology, J. Vac. Sci. Technol. A 7, 2104-2109 (1989).

261. R.E. Pritchard, M.J. Ashwin, J.H. Tucker, R.C. Newman, E.C. Lightowlers, M.J. Binn, S.A. McQuaid, R. Falster, Interactions of hydrogen molecules with bond-centered interstitial oxygen and another defect center in silicon, Phys.Rev. B 56, 13118(1997).

262. D. Lin-Vien, N.B. Colthup, W.G. Fateley, J.G. Grasselli. The handbook of infrared and Raman characteristic frequencies of organic molecules. Boston: Academic Press, 1991.

263. J.A. Schaefer, D. Frankel, F. Stucki, W. Gopel, G.J. Lapeyre, Chemical shifts of Si-H stretching frequencies at Si(100) surfaces pre-exposed to oxygen in the submonolayer range, Surf. Sci. 139, L209 (1984).

264. T. Gessner, D.R.T. Zahn, and W. Dotzel, Microelectronic-compatible scanner arrays of high frequency, subproject C4 SFB 379 in Annual Report 2000, Center of Microtechnologies Chemnitz.

265. L. Chia, S. Ricketts, Basic Techniques and experiments in infrared and FT-IR spectroscopy (Perkin-Elmer, Norwalk, CT) 1988.

266. C.J. Hirschmugl, Frontiers in infrared spectroscopy at surfaces and interfaces, Surface Science 500, 577-604 (2002).

267. JI. Л. Свешникова, С. M. Репинский, А. К. Гутаковский А. Г. Милёхин, Л. Д. Покровский, Полупроводниковые нанокластеры в в матрице Лэнгмюр-Блоджетт, Химия устойчивого развития, 8, 73-77 (2000).

268. М. Krieger, Н. Sigg, Zone-edge gap in the folded acoustic phonon dispersion of an AlAs-GaAs semiconductor superlattice, in The Physics of Semiconductors, eds.by Lockwood (World Scientific, Singapore 1995) pp.959-962.

269. A. Mlayah, A. Sayari, R. Grac, A. Zwick, R. Carles, M.A. Maaref, and R. Planel, Electronic confinement in a single GaAs quantum well probed by low-frequency resonant Raman scattering, Phys. Rev. В 78, 1486-1490 (1997).

270. M.I. Alonso and K. Winer, Raman spectra of c-Sil-xGex alloys, Phys. Rev. В 39, 10056 (1989).

271. P. Molinas-Mata, A.J. Shields, M. Cardona, Phonons and internal stresses in IV-IV and III-V semiconductors: The planar bond-charge model, Phys.Rev.B 47 1866-1875 (1993).

272. K.T. Queeney, М.К. Weldon, J.P.Chang, Y.J. Chabal, A.B. Gurevich, J. Sapjeta, and R.L. Opila, Infrared spectroscopic analysis of the Si/Si02 interface structure of thermally oxidized silicon, J. Appl. Phys., 87, 13221330 (2000).

273. D.A. Tenne, A.K. Bakarov, A.I. Toropov, and D.R.T. Zahn, Raman study of self -assembled InAs quantum dots embedded in AlAs: infuence of growth temperature, Physica E 13, 199 (2002).

274. H.M. Kagaya, T. Soma, Interatomic force constants and lattice vibrations of A1P, AlAs and AlSb, Solid St. Comm., 48, 785-788 (1983).

275. B.A. Володин, М.Д. Ефремов, В.Я. Принц, В.В. Преображенский, Б.Р. Семягин, Наблюдение локализации LO-фононов в квантовых проволоках GaAs на фасетированной поверхности (311)А, Письма в ЖЭТФ, 63, 942-946 (1996).

276. В.А. Володин, М.Д. Ефремов, В.Я. Принц, В.В. Преображенский, Б.Р. Семягин, А.О. Говоров, Расщепление поперечных оптических фононных мод, локализованных в квантовых проволоках GaAs на фасетированной поверхности (311)А, Письма в ЖЭТФ, 66, 45-48 (1997).

277. А.А. Shklyaev, М. Shibata, and М. Ichikawa, High-density ultrasmall epitaxial Ge islands on Si(lll) surfaces with a Si02 coverage, Phys. Rev. В 62, 1540 (2000).

278. A.G. Milekhin, A.I. Toropov, A.K. Bakarov, D.A. Tenne, G. Zanelatto, J.C. Galzerani, S. Schulze, and D.R.T. Zahn, Interface phonons in InAs and AlAs quantum dot structures, Phys. Rev. В 70, 085313-1-5 (2004).

279. I.H. Campbell, P.M. Fauchet, The effects of microcrystal size and shape on the one phonon Raman spectra of crystalline semiconductors, Solid State Commun., 58, 739-741 (1986).

280. M. Niwano, J. Kageyama, K. Kurita, K. Kinashi, I. Takahashi, N. Miyamoto, Infrared spectroscopy study of initial stages of oxidation of hydrogen-terminated Si surfaces stored in air, J. Appl. Phys. 76(4), 2157 (1994).

281. M.P. Chamberlain, C. Trallero-Giner, and M. Cardona, Theory of one-phonon Raman scattering in semiconductor microcrystallites, Phys. Rev. В 51, 1680-1693 (1995).

282. F. Comas, C. Trallero-Giner, N. Studart, G.E. Marques, Interface optical phonons in spheroidal dots: Raman selection rules, Phys. Rev. В 65, 0733031-3 (2002).

283. А.Г. Милехин, Ю.А. Пусеп, Ю.А. Яновский, И.И. Мараховка, ИК Фурье-спектроскопия гетероструктур GaAs/AlAs с двойными квантовыми ямами, Физика Твердого тела, т.38, 1605-1609 (1996).

284. В. Jusserand, F. Alexandre, J. Dubard, D. Paquet, Raman scattering study of acoustical zone-center in GaAs/AlAs superlattices, Phys. Rev. В 33, 28972899 (1986).

285. J. Menendez, Phonons in GaAs-AlxGal-xAs Superlattices, Journ. of Lumin.44, 285-314(1989)

286. Д.А. Тэннэ, О.П. Баютова, A.K. Бакаров, A.K. Калагин, А.Г. Милехин, А.И. Торопов, Д.Р.Т. Цан, Формирование квантовых точек InAs в матрице оксида алюминия, Письма в ЖТФ, 28, 44-50 (2002).

287. D.A.Tenne, O.R. Bajutova, A.K. Bakarov, A.I. Toropov, A.G. Milekhin, V.A. Haisler, D.R.T. Zahn, Formation of InAs quantum dots in an aluminium oxide matrix, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 5065, 235 (2003).

288. D.A. Tenne, O. R. Bajutova, A. K. Bakarov, A.I Toropov, A. Milekhin, V.A. Haisler, and D.R.T. Zahn, Influence of oxidation conditions on the formation of InAs quantum dots in an aluminum oxide matrix, Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 5227, 282 (2003).

289. T. Sass, V. Zela, A. Gustafsson, I. Pietzonka, W.Seifert, Oxidation and reduction behavior of Ge/Si islands, Appl. Phys. Lett., 81, 3455 (2002).

290. H. Fu, V. Ozolins, A. Zunger, Phonons in GaP quantum dots Phys. Rev. B, 59, 2881 (1999).

291. S.-F. Ren, Z.-Q. Gu, D. Lu, Quantum confinement of phonon modes in GaAs quantum dots, Sol. St. Comm., 113, 273-277 (2000).

292. M.I. Vasilevskiy, Dipolar vibrational modes in spherical semiconductor quantum dots, Phys. Rev. B 66, 195326 (2002).

293. U. Woggon, Optical properties of Semiconductor quantum dots, Springer Tracts in Moderm Physics v.136, Berlin, Heidelberg, 1997.

294. Sadtler Handbook of Infrared spectra, edited by W.W.Simons (Sadtler, Philadelphia, PA) 1978.

295. A.I. Yakimov, A.V. Dvurechenskii, A.I. Nikiforov, V.V. Ulyanov, A.G. Milekhin, S. Schulze and D.R.T. Zahn, Stark Spectroscopy of Ge/Si(001) Self-assembled quantum dots, International Journal of Nanoscience, 2(6), 505-510 (2003).

296. M. Cazayous, J. Groenen, A. Zwick, A. Mlayah, R. Carles, J.L. Bischoff and D. Dentel, Resonant Raman scattering by acoustic phonons in self-assembled quantum-dot multilayers: From a few layers to superlattices, Phys. Rev. B 66, 195320(2002).

297. A. Milekhin, N. Stepina, A. Yakimov, A. Nikiforov, S. Schulze, T. Kampen, D.R.T. Zahn, Raman scattering in Ge quantum dot superlattices, ICPS25,

298. Osaka, Japan, 17-22 September, 2000, (Springer Proceedings in Physics 87) ed N.Miura, T.Ando (Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York) p.879.

299. A.G. Milekhin, D.A. Tenne, A.I. Toropov, A.K. Bakarov, S. Schulze, D.R.T. Zahn, Raman study of interface phonons in InAs quantum dot structures, Physica Status Solidi (c) 1, 2629-2733 (2004).

300. K. Ljungberg, A. Soederbaerg, Y. Baecklund, Spontaneous bonding of hydrophobic silicon surfaces, Appl. Phys. Lett. 62, 1362-1364 (1993).

301. R.K. Iler, The Chemistry of Silica (Wiley, New York), pp.622-729 1979.

302. Y. Kato, T. Ito, A. Hiraki, Initial Oxidation Process of Anodized Porous Silicon with Hydrogen Atoms Chemisorbed on the Inner Surface, Jpn. J. Appl. Phys. 27, L1406 (1988).

303. J. Knobloch and P. Hess, In situ infrared transmission spectroscopy of nucleation and growth of amorphous hydrogenated silicon Appl. Phys. Lett. 69, 4041-4043 (1996).

304. G.H. Lin, J.R.Doyle, M. He, and A. Gallagher, Argon sputtering analysis of the growing surface of hydrogenated amorphous silicon films, J. Appl.Phys. 64, 188(1988).

305. H. Ogawa and T. Hattori, Detection of Si-H bonds in silicon oxide by x-ray photoelectron spectrum difference, Appl. Phys. Lett. 61, 577 (1992).

306. A.J. Shields, M.P. Chamberlain, M. Cardona, and K. Eberl, Raman scattering due to interface optical phonons in GaAs-AlAs multiple quantum wells, Phys. Rev. B 51, 17 728 (1995).

307. E.P. Pokatilov and S.I. Beril, Spacially extended optical interface modes in a two-layer periodic structure, Phys.Stat.Sol.(b), 110, K75-K78 (1982).

308. А.Г. Милехин, B.B. Варавин, А.И.Никифоров, О.П. Пчеляков, Д.Е. Маев, N. Vogel, D.R.T. Zahn, Комбинационное рассеяние света лазерно-модифицированными структурами с квантовыми точками Ge/Si, Физика Твердого Тела, 48(11), 2063-2066 (2006).