Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni
Результаты экспериментов и их обсуждение
Yüklə 11,09 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
- ИССЛЕДОВАНИЯ РИДБЕРГОВСКИХ И АВТОИОНИЗАЦИОННЫХ СОСТОЯНИЙ АТОМА ЕВРОПИЯ
- ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР СОЗДАННЫХ НА ПОВЕРХНОСТИ ПЛЕНОЧНОЙ СИСТЕМЫ Si/Cu
- НОИДЕАЛЛИК КОЭФФИЦИЕНТИНИ ҚУЁШ ЭЛЕМЕНТЛАРИНИНГ ФОТОГАЛЬВАНИК ХАРАКТЕРИСТИКАЛАРИГА ТАЪСИРИ
|
Результаты экспериментов и их обсуждение. На рис. 1, а и б приведены спектры оже- электронов никелевого контакта структуры Ni–GaP, полученных в вторым режиме. В спектре 1, а, полученного без обезгаживание пленок наблюдается интенсивные оже-пики примесных атомов C, O, N, а также малоинтенсивные пики – K, Na, Mn, Ar. На оже-спектрах полученных во втором режиме содержание примесных атомов резко уменьшается. Результаты экспериментов показывают, что поверхность как никелевого контакта, так и полупроводника GaP в основном загрязнена атомами C, O и N, концентрация которых в случае предварительно обезгаженных пленок значительно меньше. Следовательно интенсивности оже-пиков основных элементов а также Ga и P резко возрастают.
Рис. 1. Энергетические спектры Оже-электронов, эмитированных поверхностью никелевого контакта структуры (GaP-Ni) под действием пучка первичных электронов E 0 =3 кэВ, после очистки ионным травлением Ar + . E 0 =6,7 кэВ. Ni Cl
K C Ca O Mn Fe Ni
N Rb
0 200
40 0 60 0 800
Е, eV dN(E)
dE Ga
K C Ca N O Ga Na Ga
P 1000
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 330
Список литературы 1. S. Nilavazhagan, S. Muthukumazan, M. Ashokkumar. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2015. Vol.26. pp. 3989-3996 2. Умирзаков Б.Е., Ниматов С.Ж., Болтаев Х.Х. Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2014. № 9. С. 87 3. Абдувайитов А.А., Болтаев Х.Х. // ЖТФ. 2015. Т. 85. Вып. 4 С. 145–147. 4. Умирзаков Б.Е., Нрмуродов М.Т., Ташмухамедова Д.А., Ташатов А.К. Наноэритаксиальные плёнки и гетероструктуры на основе Si. Ташкент. MERIYUS, 2012. 184 c.
АТОМА ЕВРОПИЯ Н.Б.Эшкобилов, Г.Умарова. СамГУ, физ-фак, кафедра Теоретической физики и квантовой электроники.
Атом европия (Eu) имеет наполовину заполненную f 4 -подоболочку и по физико- химическим свойствам относится к редкоземельным элементам, т.е. лантаноидам. Спектры поглощения паров лантаноидов исследованы отрывочно. Это объясняется многими причинами. Основной из них является очень сложная структура спектров, являющаяся наложением линий, соответствующих переходам валентных 2 6 s -электронов и переходом электронов из f -подоболочки. В спектрах лантаноидов очень интенсивны двухэлектронные переходы. Ещё одна причина недостаточности полных исследований спектров лантоноидов заключается в трудностях с атомизацией, так как для большинства этих элементов необходимо создать специальные кюветы, обеспечивающие достаточное давление паров этих металлов. К этим трудностям следует добавить, что получение значительного количества лантаноидов для съёмок в вакуумных печах, необходимой в спектроскопических исследованиях, представляет сложную техническую проблему. В результате, в спектрах поглощения паров лантаноидов из многих тысяч линий в видимой и ультрафиолетовой областях, классифицирована небольшая часть спектра, т.е. лишь несколько процентов от общего числа зарегистрированных линий. Для атомов празеодима ( Pr ) и гольмия (Ho) классификация спектров отсутствует. Информация об автоионизационных состояниях лантаноидов получена только для иттербия (Yb), европия (Eu) и тулия (Tm). Там наблюдались широкие автоионизационные резонансы. Информация об околопороговых спектрах лантаноидов, в частности, высоковозбужденных ридберговских состояниях вообще отсутствует. В этой работе коротко даётся информация о некоторых ридберговских и автоионизационных состояниях атомов европия (Eu). Основное состояние европия имеет следующую конфигурацию
2 1 0 8 2 0 8 7 6 4 s s s f
Первый ионизационный потенциал равен 45734,904 см -1 Атомы европия возбуждались в автоионизационное состояние с энергией 53275
E см -1 по трехступенчатой схеме, тремя импульсами лазерного излучения, т.е. 520 ,
1 нм ; 266
, 557
2 нм и 701
, 555
3 нм. Средняя мощность излучения лазеров на красителя с накачкой азотным лазером с частотой повторения 10 Гц, составляла на первой ступени W 1 =0,04
Вт; на второй ступни W 2 =0,2 Вт; на третьей ступени W 3 =0,3 Вт. При таких мощностях обеспечено насыщение на первом и втором переходе, но из-за невысокого значения сечения
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 331
перехода в автоионизационное состояние
7 . . 10 5
с а интенсивность излучения третьей ступени было примерно в 100 раз ниже интенсивности насыщения. Полная эффективность детектированных атомов европия составляла 4 10
. Исследование рибдерговских состояний атомов европия проводились по трёхступенчатой схеме. Регистрировано около ~40 дискретных ридберговских состояний, и исследованы зависимости квантовых дефектов от главного квантового числа. Она хорошо совпадает с расчетными данными. Литература: 1. Я.Ф.Ельяшевич Спектры редкоземельных атомов и ионов, Атомиздат, 1984 г. 2. В.С.Лехотов Лазерная фотоионизационная спектроскопия, Наука, 1987 г. 3. Н.Б.Эшкобилов Журнал «Прикладная спектроскопия», 2000 г., т.67, с.549 ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВА НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР СОЗДАННЫХ НА ПОВЕРХНОСТИ ПЛЕНОЧНОЙ СИСТЕМЫ Si/Cu
З.А.Исаханов, И.О. Косимов, А.Э. Нарбаев, Б.Э. Умирзаков Институт ионно-плазменных и лазерных технологий им.У.А. Арифова, Ташкент, Узбекистан E-mail:
za.isakhanov@gmail.com
В последние время наноразмерные пленки и кластерные фазы созданные на поверхности и приповерхностных областях полупроводников и диэлектрических пленок широко исследуется. Это главным образом обусловлено перспективностью этих материалов при разработке новых приборов микро,-опто- и наноэлетроники [1-3]. Для этих целей в последние годы широко используется метод низкоэнергетической ионной имплантации. Однако, до сих пор недостаточно хорошо изучены их основные физические свойства. Поэтому в представленной работе изучены электронная структура, эмиссионные, электрофизические и оптические свойства тонких (d≤30-40 Å) оксидных пленок и силицидов металлов, формированных на поверхности свободной пленки Si/Cu при ионной имплантации в сочетании с отжигом. Исследования проводились с использованием комплекса методов: электронной оже- спектроскопии (ЭОС), фотоэлектронной спектроскопии (ФЭС) и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (СХПЭЭ) растровая электронная микроскопия (РЭМ), и дифракция быстрых электронов (ДБЭ). В основном были использованы пленки Si с толщиной d=400 Å полученные на поверхности свободной пленки Cu(100). Аморфные пленки SiO 2 , с d=20-25 Å созданы имплантацией ионов О 2 + в Si/Cu(100) с энергией Е 0 =1 кэВ при дозах от D=5 10 14 см -2 до D=6 10 16 см -2 с последующим прогревом при температуре Т=700 К. На рисунке 1(а и б) приведены РЭМ-изображения и ДБЭ картины поверхности Si/Cu(100) имплантированных ионами О 2 + с Е=1 кэВ при дозах D=0 и D=6·10 15
см -2 . Видно, что поверхность чистого кремния обладает относительно гладким микрорельефом (рис.1,а) и имеет структуру близкую к поликристаллической (вставка на рис.1,а). После имплантации ионами О 2
, с дозой D=6·10 15
см -2 на поверхности Si появляются отдельные локальные участки (кластеры) с измененной структурой и составом. При этом кластерные фазы занимают одну третью часть всей облученной площади. Несмотря на это, на электронограмме полностью исчезают кольца, характерные для поликристаллов и появляются новые широкие и размытые кольца, характерные для сильно разупорядоченной поверхности (вставка на рис.1, б). По- видимому, возникновение микронапряжений вблизи локализации кластеров приводит и других участков облученной поверхности разупорядочению. Начиная с дозы D≈2·10 16
см -2 наблюдается перекрывание отдельных участков (кластеров) друг с другом. “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 332
Рис.1. Электронно-микроскопическое изображения (а) и картины ДБЭ (вставка на каждом рисунке) поверхности Si(111), легированного ионами О 2 + с Е 0 =1,0 кэВ при дозах D, см -2 : а- 0 (нелегир. Si); б- 6·10 15 . Увеличение дозы ионов О 2 + до D≈8 10 16 см -2 приводит к полному перекрытию кластеров и в приповерхностной области формируется аморфный слой SiO 2 . Последнее подтверждается установлением на электронограмме вместо серии колец одного диффузного кольца - аморфное «гало». В этом направлений работа продолжается. Литература 1. A.L. Stepanov, A.A., Trifonov, Y.N. Osin, V.F. Valeev, V.I. Nuzhdin // Optoelectr. Adv. Mat.- Rapid Comm. (2013) V.7, № 9-10, P. 692-697. 2. D.N. Leong, M.A. Harry, K.J. Reeson, and K.P. Homewood // Appl. Phys. Letters 68 (1996) 1649. 3. Д.М. Мурадкабилов, Д.А. Ташмухамедова, Б.Е. Умирзаков // Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтрон. исследования. 2013. №10.С.58-62. [Muradkabilov D.M., Tashmukhamedova D.A., Umirzakov, B.E. // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. Vol. 7, Issue 5, September 2013, Pages 967-971].
Икрамов Р. Ғ., Ражапов И.Т., Исманова О.Т., Алиназарова М.А., Абдужаббарова М.С.
Гидрогенизацияланган аморф кремний (а-Si:H) асосидаги қуёш элементларининг (ҚЭ) асосий xусусиятлари сифатида: уларни катта юзаларда тайёрлаш мумкинлиги ва бу материалнинг ишчи қатламининг монокристалл яримўтказгичларникига нисбатан оптик ютилиш коэффициенти ва фотосезгирлигининг катта эканлигини кўрсатиш мумкин. Бу хусусиятлар а-Si:H структарасининг тартибсизлиги ва унда водороднинг мавжудлиги билан белгиланади [1, 353 б.]. Бу борада мақсадли илмий тадқиқотларни амалга ошириш, жумладан, гидрогенизацияланган аморф кремний
асосли ҚЭ
ларини фотогальваник характеристикаларини назарий жиҳатдан тадқиқ қилиш яримўтказгичлар физикасининг долзарб муаммоларидан бири ҳисобланади. Адабиётларда ҚЭ ларининг сальт ишлаш кучланиши (U
), қисқа туташув токи зичлиги (j
) ва фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициент (n’) ларининг бир-бирига боғлиқ бўлмаслиги ва шунинг учун уларни бир-бирига боғланишларини алоҳида ўрганиш мумкин эканлиги кўрсатилган [2, 162 б.]. Шунинг учун бу ишда ҚЭ ларининг эффектив ток зичлиги (j
) ва эффектив қувватлар (P
) ни ҳароратга боғланиши учун келтириб чиқарилган янги ифодалар асосида, бу “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 333
параметрларни фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициентига боғланишини назарий тадқиқ қилинди. [3, 148 б.] ишда эса, эффектив кучланиш, эффектив ток зичлиги ва эффектив қувватни температурага боғлиқлигини аниқловчи ва тажрибалардан олинган натижаларни етарлича яхши изоҳлашга имкон берадиган содда кўринишдаги қуйдаги формулалар олинган: сu кт эф qU kT n j j q kT n U 3 0 3 ' ln '
(4) кт cu кт эф j j qU kT n j j 0 3 1 '
(5) си кт си кт кт эф qU kT n j j qU kT n j j q kTj n P 3 0 3 0 3 ' ln ' 1 ' . (6)
Бу ерда n’ 3 – фотогальваник характеристикаларни эффектив қийматлари аниқланадиган нуқтадаги фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициенти. Олдинги ишларимизда ҚЭ ни фотоВАХ ни барча нуқталарида аниқланадиган кучланишни қиймати фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициентига боғлиқ бўлмайди деб хулоса чиқарилган.
нинг эффектив қувват аниқланадиган нуқтасидаги фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициентига боғланиши келтирилган. Бу боғланиш чизиқли бўлиб n 2 ’ ни қиймати 1 дан 4 гача ортиб борганда j эф =(173,8 ─ 146,48) мА оралиқда камайар экан. Ҳисоблашларни T 0 =273 K, T=300 K, j 0 =9 * 10 -9 А, φ 0 =1,12 В, U си = φ 0 /2 В, γ=5 * 10 -4 В/К ва n 1 ’=1,00239 қийматлар учун бажарилди. 2-расмда эса ҚЭ ларининг эффектив қувватини (6) формуладан олинган фотоВАХ нинг эффектив қувват аниқланадиган нуқтасидаги фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициентига боғланиши келтирилган. Бу боғланиш ҳам чизиқли бўлиб ноидеаллик коэффициенти 1 дан 4 гача ортиб борганда ҚЭ ларнинг эффектив қуввати P эф =(76,6 ─ 64,54) мВт оралиқда камайар экан. Ҳисоблашларни T 0 =273 K, T=300 K, j 0 =9 * 10 -9 А, φ 0 =1,12 В, U си = φ 0 /2 В, γ=5 * 10 -4 В/К ва n 1 ’=1,00239 қийматлар учун бажарилди. 1-расм. ҚЭ ларининг эффектив токини фотоВАХ нинг ноидеаллик коэффициентига боғланиши. Ҳисоблашларни T 0 =273 K, T=300 K, j 0 =9 * 10 -9 А, φ 0 =1,12 В, U си = φ 0 /2 В, γ=5 * 10 -4 В/К ва n 1 ’=1,00239 қийматлар учун бажарилди.
2
j эф , мА 1
2 3
4 -170
-160 -150
n’ 2
P эф
1 2
3 4
- 8 - 7 - 6 2-расм. ҚЭ ларининг эффектив қувватини фотоВАХ нинг
ноидеаллик коэффици-ентига боғланиши. Ҳисоблашларни T 0 =273 K, T=300 K, j 0 =9 * 10 -9 А, φ 0 =1,12 В, U си = φ 0 /2 В, γ=5 * 10 -4 В/К “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 334
ҚЭ ларининг эффектив ток зичлиги ва эффектив қувватларни ҳароратга боғланиши учун келтириб чиқарилган янги ифодалар асосида, бу параметрларни фотоВАХ ни ноидеаллик коэффициентига боғланишини назарий тадқиқ қилинди. Фотогальваник характеристикаларни эффектив қийматлари аниқланадиган нуқтадаги фотоВАХ ни ноидеаллик коэффициентига боғланиши чизиқли бўлиши кўрсатилди. Фойдаланилган Адабиётлар 1. Аморфные полупроводники: Пер. с англ./Под ред. М. Бродски. -М.: Мир, 1982.-418 с. 2. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы (теория и эксперимент), М., Энергоатомиздат, 1987, -278 с. 3. Aliev R., Ikramov R.G., Alinazarova M.A., Ismanova O.T. Influence of temperature on photocurrent of amorphous semiconductor-based solar element. Applied Solar Energy, 2009, Vol.45, No.3, pp. 148-150. 4. Алиев Р., Икрамов Р.Г., Исманова О.Т., Алиназарова М.А. Полуэмпирическое уравнение для температурных зависимостей фотоэлектрических параметров a-Si:H солнечных элементов. Гелиотехника, 2011, №1, с. 61-64.
К.Онаркулов ФерГУ профессор, К.Гайназарова ФерГУ преподаватель В работе исследовано распределение химического состава по толщине конденсированных в вакууме тензочувствительных пленок системы Bi-Sb-Te. Известно, что рентгеноспектральный микроанализ заключается в измерении спектра характеристического рентгеновского излучения атомов исследуемого вещества при их возбуждении монохроматическим электронным пучком. Каждый элемент характеризуется вполне определённым набором (спектром) длин волн характеристического излучения. За счет потерь энергии электронов в образце, также возникает тормозное рентгеновское излучение. Оно имеет непрерывное распределение рентгеновских квантов по энергии и зависит от среднего атомного номера исследуемого материала. Интенсивность рентгеноспектральной линии зависит от концентрации данного элемента в образце. Измерение проводилось при постоянном токе электронного зонда и ускоряющем напряжении 30 кВ на сериях L
, излучений висмута, сурьмы и теллура. Интенсивность характеристического излучения каждого химического элемента измерялось в нескольких точках исследуемого образца и эталона в идентичных аппаратурных условиях. В качестве эталонов использовались зеркально гладкие сколы монокристаллов висмута, сурьмы и теллура. В таблицах 1 и 2 приведены известные параметры химических элементов, а также рассчитанные нами коэффициенты по вышеприведенным уравнениям. Для ускоряющего напряжения 30 кВ, величины σ составляют 1820 [1]. Массовые коэффициенты поглощения взяты из работы [2]. Таблица 1. Элемент Z
𝜇 𝑨 А Sb 51
121,8 1,0
43,4 65 ° 5,62·10 -2
1566 2034
Te 52
127,6 1,0
43,6 65 ° 5,66·10
-2
1566 2006 Bi 83
209 1,0
52,9 65 ° 3,64·10
-2
1594 1707
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 335
Таблица 2. Массовые коэффициенты поглощения на длинах волн излучений Sb, Bi, Te
𝜇 𝑺𝒃 𝑺𝒃 =413
𝜇 𝑻𝒆 𝑻𝒆 =392 𝜇 𝑩𝒊 𝑩𝒊 =113,4
𝜇 𝑺𝒃 𝑻𝒆 =440 𝜇 𝑻𝒆 𝑺𝒃 =368
𝜇 𝑩𝒊 𝑺𝒃 =121 𝜇 𝑺𝒃 𝑩𝒊 =1417
𝜇 𝑻𝒆 𝑩𝒊 =1523 𝜇 𝑩𝒊 𝑻𝒆 =127,3
В таблице 3 приведены результаты измерений соотношения интенсивностей характеристического излучения К
А (Вi) и расчеты атомных концентраций для нескольких образцов. Данные рентгеноспектрального анализа образцов. Таблица 3.
Источ-
ник
Т п =50°С
Т п =90°С
Т п =150°С
1 2 3 1 2 3 1 2 2 I 3 K A (Sb) 0,303
0,118 0,198
0,537 0,150
0,231 0,490
0,120 0,462 0,499
0,551 K A (Te) 0,614
0,837 0,758
0,326 0,912
0,702 0,306
0,815 0,359 0,318
0,300 K A (Bi) 0,154
0,025 0,024
0,167 0,049
0,026 0,189
0,020 0,166 0,179
0,189 n(Sb) 30,9% 12,7% 20,8% 565,6% 14,4% 25,4% 54,8% 13,3% 51,1% 54,9% 58,6% n(Te) 59,8% 85,6% 77,5% 32,9% 82,7% 72,8% 32,9% 85,3% 38,1% 33,5% 29,6% n(Bi) 9,3%
1,7% 1,6%
10,5% 2,9%
1,8% 12,4% 1,4% 10,8% 11,6% 11,8% 1-измерения со стороны границы раздела пленка-подложка; 2 и 2 I
3-измерения на поверхности пленки. Первый столбец соответствует соединению, используемому в качестве источника для испарения. Остальные столбцы соответствуют пленкам, сконденсированным при различных температурах подложки T n =50, 90 и 150°С. Данные столбцов, обозначенных цифрой I, получены при измерении химического состава пленок со стороны границы раздела пленка-подложка. Столбцы, обозначенные цифрой 2, полученные при измерении состава со стороны поверхности пленки, после удаления половины ее толщины, т.е.~2,5 мкм. В 3-ем столбце приведены результаты измерения состава на поверхности пленок. В предпоследнем столбце, обозначенном цифрой 2, состав измерялся на глубине около 1 мкм от поверхности пленки, полученной при Т
= 150°С Из последних трех строк таблицы 3 видно, что локальный химический состав пленок системы
исходного соединения при испарении: ВiTe, SbТe, Те 2 и Sb различием в давлениях паров этих молекул. Измерения показывают, что состав источника соответствует (В
.
Характерной особенностью всех пленок является обогащение их теллуром вблизи подложки, а в приповерхностном слое - сурьмой. Причем, вблизи подложки химический состав всех пленок приблизительно одинаковый и не зависит от Т п [3] . Отличительной особенностью пленок, полученных при Т п ~ 150°С по сравнению с Т п =50 и 90°С, является обеднение теллуром на меньшем расстоянии от подложки. Таким образом, диссоциация при испарении исходного соединения ((В 0,25 Sb 0,75 )Te 2 приводит к значительному изменению химического состава пленки по толщине. Литература 1. Белк Дж. Количественный рентгеноспектральный анализ сложных систем. /Физические основы рентгеноспектрального анализа. Персанг.–М. Наука.1973. С. 248-259. 2. Heinrich K.F.I. x-ray absorption uncertainty. The Electron Microprobe. Washington D.C., October 1966, John Willy and Sons. -1966. –№
4.
3. Онаркулов К.Э., Юлдашев А.А., Азимов Т., Йўлдошқори Ш. Висмут-сурма теллурид юпқа пардаларнинг электрофизик хоссаларига технологик жараённинг таъсири. //ФарДУ илмий хабарлар. 2017. №2. С.32. “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 336
Yüklə 11,09 Mb. Dostları ilə paylaş:
|