авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Получение методом импульсного лазерного напыления и исследование гибридных структур на основе полупроводниковых нанокристаллов и плёнок

На правах рукописи

Кайдашев Владимир Евгеньевич

ПОЛУЧЕНИЕ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО

НАПЫЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ГИБРИДНЫХ

СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

НАНОКРИСТАЛЛОВ И ПЛЁНОК

01.04.03 – радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Ростов-на-Дону

2010 -2

Работа выполнена на кафедре квантовой радиофизики физического факультета Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет», лаборатории «Наноматериалов» НИИ механики и прикладной математики имени И.И.Воровича ЮФУ.

доктор физико-математических наук,

Научный руководитель:

профессор Латуш Евгений Леонидович доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Безуглов Дмитрий Анатольевич кандидат физико-математических наук, Пруцаков Олег Олегович Институт радиотехники и электроники

Ведущая организация:

им. В.А.Котельникова РАН

Защита состоится «17» сентября 2010 г. в 1400 часов, на заседании диссертационного совета Д212.208.10 в Южном федеральном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 5, Южный федеральный университет, физический факультет, ауд. 318.

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке Южного федерального университета по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан «23» июня 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д 212.208. доктор физико-математических наук, профессор Г.Ф. Заргано -3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена исследованию вопросов получения методом импульсного лазерного напыления (ИЛН) нитевидных нанокристаллов, плёнок и гибридных структур на основе ZnO, исследованию свойств и параметров плазмы, главным образом определяющей свойства формирующихся пленок и наноструктур, исследованию оптических и структурных свойств синтезированных объектов как основы для создания новых устройств наноэлектроники и нанофотоники. Исследован переход от фотолюминесценции к сверхлюминесценции при высоких уровнях оптической накачки высокоориентированных массивов ZnO наностержней. Основные результаты этих исследований представлены в публикациях[A1-A18].

Актуальность темы.

В настоящее время значительный интерес представляет разработка методов самоорганизованного роста полупроводниковых нитевидных нанокристаллов и гибридных структур на их основе, а также исследование их оптических, электрических и структурных свойств.

Сочетание высоких оптических, механических и пьезоэлектрических свойств ZnO определяет перспективность данного материала при разработке новых устройств наноэлектроники, нанофотоники и наномеханики. Гибридные структуры на основе высокоориентированных наностержней ZnO и пленок перспективны как базовые элементы УФ ZnO нанолазеров, cветоизлучающих диодов, УФ фотоприемников, нанотранзисторов, эмиттеров электронов, преобразователей солнечной энергии, наносенсоров химических веществ, а также в качестве элементов устройств наномеханики и наноспинтроники.

Перспективным методом получения многослойных пленочных структур и нанокристаллов на основе оксида цинка является метод импульсного лазерного напыления (ИЛН), позволяющий сохранять стехиометрию состава, создавать гетеропереходы и сверхрешетки внутри нанокристаллов в осевом или радиальном направлениях. Основу метода составляет механизм пар-жидкость-кристалл, впервые разработанный в работах [2,3]. Впервые метод ИЛН был использован для роста наностержней на основе оксида цинка в работе [1]. Возможность осуществлять напыление пленок и нанокристаллов как в высоком вакууме, так и при больших давлениях рабочих газов позволяет развивать новые методы синтеза гибридных структур пленка–наностержень. Гибкость метода позволяет использовать его при проведении поисковых исследований по синтезу новых наноматериалов и элементов устройств нанофотоники и наноэлектроники.

Актуальным направлением исследований является изучение взаимосвязи процессов протекающих в плазме при лазерном испарении -4 материалов на основе оксида цинка, процессов самоорганизованного роста нитевидных нанокристаллов при высоком давлении аргона, процессов эпитаксиального роста при низком давлении кислорода, структурных и оптических свойств нитевидных нанокристаллов и пленок, получаемых методом ИЛН. На сегодняшний день в физике лазерной плазмы наиболее полно изучены теоретические [4] и экспериментальные [5] аспекты расширения плазмы металлов и некоторых полупроводников (Si, Ge) в вакуум. В литературе также имеется ряд работ по экспериментальному [6] и теоретическому[7,8] исследованию процессов разлёта металлов и сложных оксидов в газы. Однако данная область до сих пор остаётся малоизученной из-за большого количества факторов, влияющих на процесс расширения плазмы различных веществ в различные газы. В литературе имеется небольшое количество работ по экспериментальному исследованию плазмы ZnO в условиях синтеза плёнок [9]. Следует заметить, что большинство экспериментальных исследований проведено в условиях далёких от технологических условий получения оксидных плёнок, для синтеза которых используется давление кислорода 10-3-10-1 мБар и значение плотности энергии в пятне испарения немного выше порогового 2-5 Дж/см2. Так, к одному из наиболее полных теоретических и экспериментальных исследований динамики Cu в He, Ne и Ar можно отнести работы [6,8]. Однако динамика плазмы в отмеченных работах исследовалась при давлении 1атм. и развитая теоретическая модель построена на основе наблюдений динамики плазмы при данном давлении. Сила ударной волны, а значит и динамика в целом сильно изменяется при уменьшении давления газа до 100 мБар. А при снижении давления газа до 10-2 мБар меняется сам механизм расширения плазмы от ударной волны к почти свободному разлёту. Исследования динамики плазмы ZnO при давлениях роста наностержней (давление аргона 50- мБар) в литературе не отмечены.



Поэтому для разработки новых воспроизводимых методик синтеза базовых элементов нанофотоники, какими являются полупроводниковые наностержни и гибридные структуры пленка-наностержень, необходимо и особенно актуально исследование процессов в лазерном факеле, протекающих при давлениях аргона или кислорода соответствующих оптимальным условиям их синтеза. Использование для исследования плазмы, таких методов как время-разрешённая пространственная спектроскопия позволяет проводить прямое наблюдение пространственного распределения отдельных спектральных компонент плазмы. Сопоставление этих данных с более традиционными зондовыми измерениями позволяет связать процессы динамики плазмы с её энергетическими характеристиками и лучше понять физику протекающих процессов.

-5 Вопрос исследования плазмы при испарении мишеней ZnO, допированных различными примесями практически полностью не изучен в литературе. В то же время для получения необходимых свойств в материалах на основе ZnO необходимо чётко контролировать процесс переноса примеси из мишени в подложку. Для создания новых полупроводниковых светоизлучающих и лазерных структур на основе ZnO актуальными задачами также являются исследование и усовершенствование оптических, электрических и структурных свойств синтезируемых плёнок и наностержней. Актуальной задачей является исследование допирования ZnO Mg, Ga, Er. С ростом содержания Mg (0 0.52) край поглощения пленок Zn1-xMgxO возрастает с 3.37 до 3.8 эВ[10].

Это позволяет использовать гибридные структуры на основе ZnMgO в фотоприемниках УФ диапазона (200-400 нм), в лазерах на основе сверхрешеток ZnO/ZnMgO, для мониторинга солнечной УФ радиации, устройствах записи информации на CD диски, для регистрации ультравысокой температуры. Высокая проводимость пленок ZnO:Ga и прозрачность до 80 % во всем видимом диапазоне длин волн позволяют использовать их как прозрачные электроды в светоизлучающих и фотоприемных устройствах видимого и УФ диапазонов. Допирование наностержней оксида цинка галлием увеличивая их проводимость, повышает электронную эмиссию из наностержней, позволяя получать плотность тока эмиттеров электронов на их основе сравнимую с электронной эмиссией из углеродных нанотрубок. Допирование ZnO эрбием приводит к появлению в спектре люминесценции интенсивных линий в диапазоне длин волн около 1.54 мкм, имеющих минимум потерь в оптических волноводах и делает ZnO:Er перспективным материалом в волоконно-оптических устройствах.

Новым направлением исследований является разработка полностью лазерных методик синтеза наностержней ZnO, покрытых пленками ZnO допированных другими элементами, например Мn,Mg,Ga, c целью создания гетеропереходов в радиальном направлении.

Актуальным направлением исследований является разработка процессов самоорганизованного роста полупроводниковых нанокристаллов с использованием низкотемпературных катализаторов (Ni,NiO,Сu), а также методов роста без использования катализаторов, позволяющих получать наностержни диаметром менее 10 нм. Таким образом, вопросы, связанные с исследованием новых методик лазерного напыления гибридных наноструктур на основе ZnO, исследование процессов в плазме для создания контролируемого синтеза, а также исследование светоизлучающих свойств новых наноструктур составляют одно из направлений развития радиофизики и являются актуальными.

Объектом исследования являются лазерные методы роста наностержней, плёнок и гибридных структур на основе ZnO, изучение их -6 оптических и структурных свойств, а также изучение процессов в лазерной плазме при реальных условиях синтеза плёнок и наностержней.

Предметом исследований являются: пространственная динамика плазмы чистого ZnO и допированного Ga,Mg,Er,Mn в атмосфере аргона при давлениях роста наностержней и атмосфере кислорода при давлении роста плёнок;

эффективность использования различных катализаторов роста нанострержней (Au, NiO, Cu, без катализатора) и влияние на их свойства;

оптические и структурные свойства структур ZnO/ZnMnO вида сердцевина-оболочка;

вопросы сверхлюминисценции в наностержнях при высоких уровнях оптической накачки.

Цель диссертационной работы состояла: в разработке и исследовании новых методик импульсного лазерного напыления наностержней при высоком давлении аргона;

в сравнении эффективности использования различных катализаторов роста и их влияния на оптические и структурные свойства наностержней ZnO;

в исследовании лазерной плазмы чистого ZnO и допированного Ga,Mg,Er,Mn методами время-разрешённой пространственной спектроскопии и зондовой диагностики в атмосфере аргона и кислорода для оптимизации условий роста плёнок и наностержней;

в исследовании оптических и структурных свойств гибридных структур ZnO/ZnMnO вида сердцевина-оболочка для определения возможности их использования в устройствах нанофотоники и наноспинтроники;

в исследовании сверхлюминесценции в высокоориентированных массивах наностержней оксида цинка при высоких уровнях оптической накачки.

Основные задачи состояли в:

изучении процессов протекающих в плазме при лазерном испарении материалов на основе оксида в реальных условиях синтеза наностержней и пленок ZnO допированных Ga,Mg,Er,Mn;

исследовании влияния процессов импульсного лазерного испарения при высоком давлении аргона на самоорганизованный рост высокоориентированных решеток ZnO наностержней с использованием Au, NiO, Cu катализаторов;

разработке методики импульсного лазерного напыления при высоком давлении аргона наностержней ZnO без использования катализатора;

разработке методики лазерного синтеза наностержней ZnO, покрытых пленками ZnMnO, исследовании их оптических и структурных свойств;

исследовании сверхлюминесценции в высокоориентированных массивах ZnO наностержней при высоких уровнях оптической накачки;

Научная новизна диссертационной работы определяется поставленными задачами, разработанными методами их решения и впервые полученными результатами:

-7 - впервые поставлена и решена задача о влиянии параметров плазменного факела ZnO (расстояния остановки факела и его изменении при введении примесей) на оптимальные расстояния мишень-подложка для реальных условий синтеза наностержней методом ИЛН в потоке аргона. Методом время-разрешённой пространственной спектроскопии, а также методом электрического зонда исследована динамика и проведена спектроскопия лазерной плазмы ZnO, ZnO:Ga(0.4%), ZnO:Mg(20%), ZnO:Er(1.75%), при расширении в аргон при давлениях синтеза наностержней;





- впервые на основе анализа электронных зондовых характеристик предложен метод исследования внутренних процессов в ударных волнах при ИЛН в газах. Посредством сравнения пространственных профилей линий излучения плазмы и максимумов электронных зондовых характеристик изучена картина динамики внешней ударной волны в газе и внутренней ударной волны в плазме, возникающих при лазерном испарении вещества в газе;

- впервые на основе зондовой диагностики лазерной плазмы найден диапазон давлений перехода от свободного разлёта к формированию ударной волны в газе;

- разработан и исследован метод импульсного лазерного напыления наностержней ZnO без использования катализатора. Получены высокоориентированные перпендикулярно подложке решетки наностержней оксида цинка, имеющих диаметр менее 10 нм;

Изучены их оптические и структурные свойства.

- впервые проведён анализ связи структурных и оптических свойств наностержней, полученных методом ИЛН при различных температурах роста, выбор которых определяется используемым катализатором;

- разработана методика импульсного лазерного напыления наноструктур типа нитевидный нанокристалл-эпитаксиальная пленка.

ZnO нитевидный нанокристалл и эпитаксиальная пленка парамагнитного полупроводника ZnMnO получены с использованием единой технологии ИЛН нитевидных нанокристаллов при высоком давлении аргона и ИЛН пленок при низком давлении кислорода.

- исследован переход от фотолюминесценции к сверхлюминесценции массивов наностержней оксида цинка при высоких уровнях оптической накачки.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Разработанный метод исследования внутренних процессов в ударных волнах при импульсном лазерном напылении в газах при давлениях синтеза плёнок и наностержней посредством -8 сравнения пространственных профилей линий излучения плазмы и максимумов электронных зондовых характеристик.

2. Установлено, что допирование мишени ZnO более тяжёлыми по сравнению с Zn атомами увеличивает, а более лёгкими – сокращает расстояние полной остановки лазерного факела при давлениях аргона в диапазоне синтеза наностержней.

3. Снижение температуры роста наностержней ZnO на подложках Al2O3(11-20) посредством использования более низкотемпературных по сравнению с Au катализаторов приводит к уменьшению внутренних напряжений в решётке и улучшению оптических свойств. Разработан новый метод низкотемпературного синтеза - импульсное лазерное напыление наностержней ZnO без использования катализатора.

4. Разработанная методика импульсного лазерного напыления гибридных структур ZnO/ZnMnO наностержень-эпитаксиальная пленка. Увеличение структурного беспорядка и дополнительных напряжений решётки при допировании ZnO марганцем приводит к усилению фрёлиховского электрон-фононного взаимодействия и появлению множественных обертонов фонона A1-LO при резонансном возбуждении.

Таким образом, данную диссертационную работу можно квалифицировать как научно-квалификационную работу, в которой содержится решение задачи, имеющей существенное значение в области радиофизики – разработка новых методик получения методом лазерного напыления гибридных наноструктур на основе ZnO, а также разработка новых спектроскопических и зондовых методик контроля их синтеза.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные данные по исследованию процессов, протекающих в лазерной плазме ZnO допированного Ga, Mg, Er, Mn во время роста наностержней и плёнок в атмосфере аргона и кислорода, могут быть использованы для оптимизации условий получения элементов новых устройств наноэлектроники и нанофотоники. Разработанный новый метод анализа внутренних процессов в ударных волнах при ИЛН в газах посредством сравнения пространственных профилей линий излучения плазмы и максимумов электронных зондовых характеристик является мощным средством оптимизации условий роста наностержней и оксидных плёнок. Анализ влияния температуры синтеза и типа катализатора на оптические и структурные свойства наностержней позволил разработать новые методики синтеза наностержней ZnO с высокими структурными и оптическими свойствами. Разработанная методика импульсного лазерного напыления гибридных структур вида наностержень -9 эпитаксиальная пленка на примере ZnO/ZnMnO может быть использована для широкого круга материалов при создании будущих устройств наноэлектроники и нанофотоники. Исследование перехода от фотолюминисценции к сверхлюминисценции массивов наностержней при высоких уровнях оптической накачки позволило наметить пути к созданию нанонолазера на основе наностержней ZnO.

Результаты проведенных исследований были использованы в проектах:

1. Проект № 2.1.1.6758 «Исследование процессов роста и свойств наноструктур на основе оксида цинка» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009– 2010 годы)»

2. Проект РФФИ № 09-02-13530 «Исследование возможности применения массивов углеродных нанотрубок и полупроводниковых наностержней с высокой проводимостью в качестве антенн СВЧ- и миллиметрового диапазона»

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Результаты диссертационной работы соответствуют паспорту специальности ВАК 01.04.03 – «Радиофизика» по пункту 2 – «Изучение линейных и нелинейных процессов излучения, распространения, дифракции, рассеяния, взаимодействия и трансформации волн в естественных и искусственных средах» и пункту 6 – «Разработка физических основ и создание новых волновых технологий модификации и обработки материалов».

Достоверность и обоснованность полученных в диссертации результатов, научных положений и выводов обеспечивается комплексностью исследований, соответствием полученных экспериментальных результатов основным положениям теоретических моделей, изложенных в научной литературе. Согласованностью экспериментальных результатов исследования плазмы полученных с помощью двух различных независимых методик. Использованием комплексной диагностики морфологии поверхности, оптических и структурных свойств методами электронной микроскопии, фотолюминесценции и рамановской спектроскопии.

Апробация диссертационной работы. Результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на: VIII, X, XI, XII Международных конференциях «Order, Disorder and Properties of Oxides»

(Лоо, 2005, 2007, 2008, 2009);

Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения и нанотехнологий» (Ростов-на-Дону, 2006);

Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных «ВНКСФ-12» (Новосибирск, 2006);

Международной конференции «5th bilateral Russian-french workshop on Nanosciences and - 10 Nanotechnologies» (Москва,2008);

Международной конференции «European Materials Research Society Spring Meeting» (Страсбург, 2009);

IX Международной научной конференции «Химия твердого тела:

монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии» (Кисловодск, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе 7 статей в рецензируемых научных журналах из списка ВАК для опубликования основных научных результатов на соискание ученой степени кандидата наук, а также 11 статьей и тезисов докладов в сборниках трудов Всероссийских, Международных научных конференций и симпозиумов.

В диссертации лично автором получены результаты работ [А3];

в публикации [A16] автором разработана методика импульсного лазерного напыления наностержней оксида цинка без катализатора, а также исследованы их оптические и структурные свойства;

в работе [A11] автором установлено влияние температуры синтеза и катализатора на оптические и структурные свойства наностержней ZnO;

в статьях [A12, A15, A17, A18] автором разработана методика импульсного лазерного напыления наноструктур ZnO/ZnMnO вида наностержень-эпитаксиальная пленка, а также проведены исследования оптических и структурных свойств. В остальных совместных работах результаты получены на паритетных началах.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и приложения общим объемом 169 страниц, включая таблиц, 70 рисунков и список цитируемой литературы из наименований, из них 18 – работ автора.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, определены ее цели и задачи, показана научная новизна, практическая значимость полученных в работе результатов, сформулированы основные положения и результаты, выносимые на защиту, представлено краткое содержание работы.

В главе 1 Рассмотрены физические процессы, происходящие при ИЛН полупроводниковых плёнок и нитевидных нанокристаллов и сделан обзор литературы. Обозначены основные стадии процесса синтеза наностержней в потоке аргона и приведено обсуждение основных параметров, влияющих на процесс роста. Рассмотрены основные положения и соотношения теории ударных волн, возникающих в газе и плазме при лазерном испарении вещества в газ. Приведены зависимости скорости звука и плотности аргона и кислорода от температуры при давлениях роста наностержней и плёнок ZnO. Рассмотрены основные математические модели расширения лазерной плазмы в газ. Отмечены - 11 диапазоны давлений газа, для которых произведено сравнение данных моделей с экспериментальными данными и обсуждаются вопросы применимости различных моделей к лазерной плазме в условиях роста наностержней и плёнок ZnO. Приведены основные положения модели Арнольда[7], наиболее правильно качественно описывающей динамику лазерной плазмы в изучаемых условиях. Проведены количественные оценки на предмет соответствия данной модели с полученными нами экспериментальными данными при высоком давлении аргона.

Глава 2 посвящена экспериментальному исследованию динамики, энергетики и спектроскопии лазерной плазмы при ИЛН наностержней и плёнок ZnO при давлениях синтеза. Приведены результаты исследования методом время-разрешённой пространственной спектроскопии и методом зондовой диагностики динамики лазерной плазмы в аргоне при испарении мишеней ZnO, ZnO:Mg(20%), ZnO:Ga(0.4%), ZnO:Er(1.75%). Приведены результаты исследований методом зондовой диагностики испарения всех перечисленных мишеней, а также мишени ZnO:Mn(10%), в кислороде при давлениях роста плёнок. Помимо того, что такие допирования представляют реальный интерес для практических применений и концентрации максимально приближены к широко применяемым на практике, данные допанты представляют отдельный интерес для ZnO, так как являются модельными для изучения процессов лазерной плазмы ZnO. Соотношение атомных масс данных примесей по сравнению с массой атома позволило модельно рассматривать различные варианты допирований (относительно лёгкими и тяжёлыми элементами) и изучить общие тенденции изменения плазмы ZnO.

Электронная температура и плотность плазмы для случая свободного разлёта в вакуум рассчитывалась в ряде работ (например [11]) для единственного пика электронной и ионной характеристик. Однако такой подход не применялся ранее для случая разлёта плазмы в газы, так как до конца было неясно, с какими процессами связаны пики, наблюдаемые в случае плазмы в газах. В данной главе проведено сравнение данных, полученных из различных методик измерений (время-разрешённой пространственной спектроскопии и зондовой диагностики). Комплексное рассмотрение одних и тех же явлений с помощью двух независимых методик и сопоставление результатов с существующими теоретическими моделями [7, 8] позволило построить действительную физическую картину расширения плазмы в газ для данного диапазона давлений.

- 12 Рис.1 Электронные зондовые характеристики (а), пространственные профили излучения (ZnI 481,0нм) (b) плазмы ZnO в аргоне, динамика максимумов пространственного распределения линии ZnI (481,0нм) в случае различных мишеней (с) и переход от свободного разлёта к ударной волне в кислороде (d).

Cопоставление пространственных профилей спектральных компонент плазмы (Рис.1b) в моменты времени наблюдения пиков электрических характеристик (Рис.1а), полученных из зондовых измерений, позволило связать пространственную динамику плазмы с её энергетикой (электронной температурой) и состоянием (электронной плотностью).

Установлено, что динамика ударных волн хорошо согласуется с электронными зондовыми характеристиками и имеет довольно слабую корреляцию с ионными.

Таблица 1 Электронные температуры и концентрации плазмы ZnO, ZnO:Mg(20%), ZnO:Ga(0.4%), ZnO:Er(1.75%) при давлении аргона мБар.

II пик III пик - Te, эВ Ne,см- Te, эВ Ne,см 1.8 3.45109 2.63 1. ZnO - 13 0. ZnO:Mg(20%) 2.8109 0. ZnO:Ga(0.4%) 3.02 4. 2.46109 0. ZnO:Er(1.75%) 2.97 3. Введение в мишень ZnO более лёгких или более тяжёлых допирующих атомов приводит к общему разогреву лазерной плазмы (Таблица 1). Особенно сильный разогрев наблюдается для лёгких примесей (Mg), подчёркивая факт более интенсивного преобразования кинетической энергии частиц плазмы в тепловую энергию движения электронов.

Введение в мишень ZnO атомов с развитой системой энергетических уровней, лежащих ниже энергии уровня ZnI (3S1 4s5s), приводит к уменьшению электронной концентрации плазмы за счёт заселения уровней введённого допирующего элемента. Наиболее сильный эффект наблюдается в случае допирования Mg.

Допирование мишени ZnO даже незначительным количеством (Ga(0.4%), Er(1.75%)) более тяжёлых чем Zn атомов увеличивает размер плазменного факела на (5-10)%. Допирование мишени более лёгкими по сравнению с Zn атомами (Mg(20%)) сокращает расстояние полной остановки плазменного факела на (10-15)% (Рис.1с). Данные поправки существенны при поиске оптимального расстояния мишень-подложка при напылении наностержней с рассмотренными допированиями в геометрии, когда подложка располагается перпендикулярно потоку аргона. Из экспериментально установленного соответствия пространственного распределения нейтральных компонент допирующих атомов и нейтрального Zn следует соблюдение стехиометрии при переносе примесей из мишени в подложку, что является одним из основных требований при изготовлении гибридных структур с контролируемыми параметрами.

Полученные зависимости скоростей разлёта от времени позволили вычислить зависимость числа Маха для ударной волны в газе от времени.

Из числа Маха и термодинамических величин газа (температуры, давления, плотности) вычислены значения термодинамических величин во фронте ударной волны.

Впервые на основе зондовой диагностики плазмы найден диапазон давлений перехода от свободного разлёта к формированию ударной волны в газе (Рис.1d). Для плазмы ZnO c различными примесями в атмосфере кислорода давление перехода от свободного разлёта к формированию ударной волны в газе лежит в диапазоне 0.04-0.06 мБар и слабо зависит от атомного веса допирующих атомов. Давление перехода лежит в диапазоне, широко используемом для роста плёнок.

Методом зондовой диагностики исследована динамика и энергетика ударных волн в плазме ZnO, ZnO:Mg(20%), ZnO:Mn(10%), ZnO:Er(1.75%) - 14 при давлении килорода 0,1 мБар, используемого для роста плёнок. Как и в случае расширения плазмы в аргон при давлении 50 мБар при расширении плазмы в кислород при давлении 0.1 мБар электронная температура в момент наблюдения 3 пика выше температуры для 2. Это подчёркивает тот факт, что после остановки кинетическая энергия нейтралов и ионов переходит в энергию теплового движения электронов.

Все вычисленные из электронных характеристик значения электронной плотности гораздо ниже плотностей электронов в плазме в состоянии локального термодинамического равновесия при данных температурах[12]. Так как электронная температура в рассмотренных состояниях плазмы имеет порядок нескольких эВ, а электронная плотность порядка 1010-1011см-3, то рассматриваемая плазма находится в состоянии захватно-излучательного каскада (capture-radiative-cascade (CRC)) [12].

Произведён расчёт скорости переноса испарённого вещества в экспериментальных условиях синтеза наностержней на основе уравнения Навье-Стокса для радиального распределения скоростей потока газа через трубу круглого сечения. Расчёт вязкости аргона произведён на основе теории разработанной в работе [13]. Для условий проводимого синтеза (потока газа через трубу Q=50 sccm=0.8(3) м3/c, радиуса трубы R=1.5 10- м, и рассчитанной вязкости аргона =59.4510-6 Пас при давлении Р= мБар и температуре T=830°C) рассчитана скорость газа на оси трубы, которая составила 0.235 см/с. Таким образом, гидродинамический разлёт плазмы в газ (происходящий примерно за 10 мкс до полной остановки) и перенос вещества потоком аргона можно считать независимыми сверхбыстрым и медленным процессами соответственно. Хорошим приближением можно считать почти мгновенное расширение плазмы в газ (не учитывая поток вообще) и дальнейший перенос вещества остановившейся плазмы потоком аргона со скоростью его течения по трубе.

На оси трубы газ проходит расстояние 2 см к области подложки за время около 8.5с. Количество вещества при данном потоке регулируется частотой следования лазерных импульсов. Связь проведённых расчётов с кинетикой химических реакций позволит моделировать процесс ИЛН наностержней.

Глава 3 посвящена исследованию режимов синтеза наностержней с использованием различных катализаторов роста (Au,NiO,без катализатора) на подложках а-Al2O3 (11-20) и GaN/Si(111). Представлен сравнительный анализ оптических и структурных свойств наностержней, полученных с использованием различных катализаторов роста, с температурами роста, близкими к оптимальным для каждого типа катализатора. Изображения во вторичных электронах наностержней, - 15 полученных c использованием различных катализаторов роста, представлены на Рис.2.

Рис.2 Изображения во вторичных электронах ZnO наностержней ZnO/Au(1нм)/GaN/Si(111) (a), ZnO/NiO(4нм)/GaN/Si(111) (b), ZnO/Au colloid 10nm/Al2O3 (11-20) (c), ZnO/Al2O3(0001) без катализатора.

Проведено сравнение фотолюминесцентных и структурных свойств наностержней, полученных с использованием следующих катализаторов роста: сверхтонкой плёнки золота (толщиной 1-3 нм) на подложках GaN/Si(111), золотого коллоида (с диаметром наночастиц 10 нм) на полдожках а-сапфира Al2O3 (11-20), сверхтонкой плёнки NiO (толщиной 1-2 нм) на подложках GaN/Si(111).

Исследование фотолюминесценции образцов ZnO/Au(1нм)/GaN/Si(111), ZnO/NiO(4нм) /GaN/Si(111) и ZnO/Au colloid 10 nm/Al2O3 (11-20) показало, что снижение температуры синтеза уменьшает дефектность наностержней ZnO и позволяет улучшить их оптические свойства для УФ приложений.

- 16 Исследования комбинационного рассеяния при возбуждении Ar+ лазером (514 нм) показали, что образце, полученном без катализатора, при 550°С на подложке Al2O3(11-20), неполярный продольный фонон A1(LO) наблюдался при 576 см-1, что соответствует ненапряжённому состоянию для объёмного монокристалла ZnO. В образце ZnO/Au(colloid)/Al2O3 (11-20), полученном при 830°С, фонон A1(LO) смещён на 6 см-1 в область больших волновых чисел, что говорит об увеличении напряжений в решётке при повышении температуры роста.

Таким образом, при снижении температуры роста при использовании подложек Al2O3 (11-20) уменьшаются внутренние напряжения в наностержнях, что приводит к улучшению структуры и оптических свойств [A10, A11, A16]. При использовании подложек GaN/Si, такой эффект не наблюдается из-за сильных напряжений, вносимых разностью параметров решёток. Резонансное рамановское рассеяние наностержней (возбуждение HeCd лазером) также показало, что повышение температуры синтеза приводит к увеличению напряжений решётки. Это видно из наблюдаемой релаксации правил отбора и появления обертонов фонона A1(LO). Усиление многофононного рассеяния также свидетельствует об увеличении фрёлиховского электрон-фононного взаимодействия в ZnO.

Аналогичный эффект многофононного рассеяния наблюдался нами для резонансного рамановского рассеяния в ZnO, допированного переходными металлами [A15,A17].

Проведен тщательный анализ низкотемпературных фотолюминесцентных свойств наностержней ZnO, полученных c использованием разработанной методики роста без катализатора.

В методике роста наностержней ZnO без катализатора, атомы Zn, осаждаясь на подложку, нагретую выше температуры плавления Zn (429С), предположительно образовывали жидкую фазу в виде нанокапель и сами служили центрами зародышеобразования по механизму ПЖК[A16].

Данная схема имеет ряд преимуществ перед схемами каталитического типа. Отсутствие катализатора (обычно Au или Ni), а также низкие температуры роста позволяют получать наностержни ZnO малого диаметра, очень высокого структурного качества и улучшить их эмиссионные оптические свойства. Рост наностержней без использования специальных катализаторов происходит при давлении аргона 100 мм рт.

ст. только на расстояниях, не превышающих 2 см от поверхности мишени.

По-видимому, это совпадает с расстоянием разлета нанокластеров и субоксидов цинка при лазерном испарении ZnO в атмосфере аргона.

Именно нанокластеры и субоксиды цинка, имея низкие температуры плавления (около 419°С), являются центрами трехмерного зарождения ZnO нанокристаллов по механизму Странского-Крастанова. При температуре роста 550°С получены вертикальные наностержни диаметром 8-15 нм и длиной 250-300 нм.

- 17 Исследования низкотемпературной фотолюминесции наностержней ZnO (без катализатора) показали, что наиболее интенсивный пик 3.370 эВ (Г6) в спектре ФЛ при температуре 10 К относится к вращательному уровню нейтрального донора и А-экситона (3.359 эВ). В спектре также наблюдались линия свободного экситона FXAn=1 (Г6) 3.375 эВ и линия 3.385 эВ, близкая к FXBn=1. Широкая линия 3.323 эВ близка к линии двухэлектронного комплекса. Линия вблизи 3.342 эВ также определена нами как двухэлектронный комплекс. Подробно изучена температурная зависимость положения наблюдаемых экситонных пиков в диапазоне 10 280K. При комнатной температуре интенсивность люминесценции наностержней ZnO в экситонной области превышала зелёную люминесценцию в 7.8 раза [A16].

В главе 4 рассматривается импульсное лазерное напыление плёнок ZnO:Mn, а также создание структур вида сердцевина-оболочка ZnO/ZnMnO на подложках a-Al2O3 и GaN/Si(111). Исследованы их низкотемпературные оптические и структурные свойства. Две мишени с содержанием Mn 10% были синтезированы смешиванием и прессованием соответствующих количеств порошков ZnO и MnO2 и дальнейшим спеканием в течении 12 часов на воздухе при температуре 1150 C и C соответственно. Две различные температуры синтеза были выбраны для изготовления мишеней с преимущественным содержанием фазы парамагнитного MnO2 (1150C) и ферромагнитного Mn2O3 (550C).

Рассматривалась возможность кластерного испарения мишени и дальнейшего встраивания вторичных фаз из мишени в оболочку наностержней аналогично теории развитой в работе[14].

Установлено, что допирование ZnO атомами Mn приводит к увеличению структурного беспорядка, который проявляется в появлении связанного с Mn плеча вблизи фонона A1-LO в спектре КР, а также сдвиге этого фонона в область меньших волновых чисел. Беспорядок структуры ZnO, вызванный Mn смягчает правила отбора. В результате активируются фононы вне центра зоны Бриллюэна, приводя к многофононному рассеянию при резонансном возбуждении [A15, A17] (Рис.3a).

- 18 Рис.3 Спектр резонансного рамановского рассеяния плёнки Zn0.93Mn0.07O/Al2O3 (а), cпектры фотолюминесценции массива наностержней вида сердцевина-оболочка Zn0.9Mn0.1O/ZnO/Al2O3 (b) Исследования фотолюминесценции структур ZnO/Zn0.9Mn0.1O сердцевина-оболочка показали наиболее интенсивную рекомбинацию на 3.369эВ(Г6) и 3.366эВ(Г6). Данные линии обычно относят к вращательным уровням A-экситонов (3.359эВ и 3.356эВ) связанных с нейтральным донором соответственно. Также наблюдались линии свободных экситонов FXAn=1(Г5,Г6) 3.377эВ и 3.375эВ и слабая широкая линия около 3.323эВ близкая к двухэлектронному комплексу. Кроме УФ люминесценции, в спектре ФЛ при 5.8К наблюдалась рекомбинация с глубоких уровней запрещённой зоны, причём широкая зелёная полоса эмиссии имела ярко выраженную внутреннюю вибронную структурой связанную с фононом A1-LO (~71 meV) (Рис.3b). В отдельных спектрах также наблюдались эквидистантных набора пиков, сдвинутых относительно друг друга на ~ meV, также приведённых в работе Shi et al. [16]. Dingle [15] ранее связвал эту эмиссию с присутствием Cu2+ в образцах. Сруктуры сердцевина оболочка с гладкой оболочкой демонстрировали высокое соотношение экситонной/зелёной фотолюминесценции даже при комнатной температуре [A15].

В 5 главе исследована люминесценция полученных наностержней (ZnO/Au/a-Al2O3 методом ИЛН и ZnO/Cu/a-Al2O3 карботермическим - 19 методом) при оптической накачке третьей гармоникой YAG:Nd+3 лазера (355 нм). Все образцы демонстрировали полное отсутствие зелёной полосы люминесценции, что свидетельствует об их высоком оптическом качестве. При повышении мощности накачки до 250-280 кВт/см интенсивность люминесценции начинала экспоненциально расти, из чего можно сделать вывод о начале сверхлюминесценции наностержней.

Экситонный пик не имел внутренней узких линий (продольных мод Фабри-Перо) при повышении уровня накачки, однако с началом экспоненциального роста интенсивности полуширина также резко уменьшалась. Мы связываем отсутствие отдельных линий мод Фабри Перо с большим межмодовым расстоянием для данных длин резонаторов (оцененное межмодовое расстояние мод Фабри-Перо для данных наностержней имело одинаковый порядок с шириной экситона, который в данном случае выступал в роли кривой усиления резонатора) Люминесценция на отдельных модах массива резонаторов с различной длиной может сливаться в единый непрерывный контур. Положение экситонного пика при увеличении плотности мощности накачки в диапазоне 30-500кВт/см2 смещалось на ~ 30 A в длинноволновую область.

В приложении 1 приведены особенности обсуждаемых в работе атомных переходов ZnI, ZnII, MgI, MgII,GaI.

В заключении приведены основные результаты и выводы по всей диссертации.

Основные выводы диссертационной работы:

1. Разработанный метод исследования внутренних процессов в ударных волнах при импульсном лазерном напылении в газах при давлениях синтеза плёнок и наностержней посредством сравнения пространственных профилей линий излучения плазмы и максимумов электронных зондовых характеристик позволяет анализировать динамику и энергетику лазерной плазмы в газах при разработке новых методик напыления гибридных наноструктур.

2. Изученное влияние допирования мишени ZnO более тяжёлыми или лёгкими по сравнению с Zn атомами на расстояние полной остановки лазерного факела при давлениях аргона в диапазоне синтеза наностержней позволяет оптимизировать расстояние мишень-подложка при синтезе наностержней на основе ZnO.

3. Для плазмы ZnO c различными примесями в атмосфере кислорода в диапазоне давлений широко используемом для роста плёнок давление перехода от свободного разлёта к формированию ударной волны в газе лежит в диапазоне 0.04-0.06 мБар и слабо зависит от атомного веса допирующих атомов.

4. Исследования структурных и фотолюминесцентных свойств наностержней ZnO подложках Al2O3(11-20), полученных при различных - 20 температурах роста показали, что снижение температуры роста посредством использования более низкотемпературных по сравнению с Au катализаторов приводит к уменьшению внутренних напряжений в решётке и улучшению оптических свойств. Разработанный метод низкотемпературного синтеза, импульсное лазерное напыление наностержней ZnO без использования катализатора, позволяет получать наностержни диаметром менее менее 10нм с высокими оптическими и структурными свойствами.

5. Разработана методика импульсного лазерного напыления гибридных структур ZnO/ZnMnO наностержень-эпитаксиальная пленка.

Установлено, что допировании ZnO марганцем приводит к увеличению структурного беспорядка и дополнительных напряжений решётки. Это ведёт к релаксации правил отбора, усилению фрёлиховского электрон фононного взаимодействия и появлению множественных обертонов фонона A1-LO при резонансном возбуждении.

6. При повышении плотности мощности оптической накачки высокоориентированных массивов наностержней до 250-280 кВт/см интенсивность люминесценции растёт, а полуширина экситонного пика уменьшается по экспоненциальному закону. Это свидетельствует о начале сверхлюминесценции в наностержнях.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ A1. Кайдашев Е.М., Lorenz M., Lenzer J., Ramm A., Nobis T., Grundmann M., Казаков А.Т., Шевцова С.И., Абдулвахидов К.Г., Кайдашев В.Е.

Лазерное напыление ZnO нанокристаллов на a-сапфире при низких температурах // Order, Disorder and Properties of Oxides. Proceeding of the 8-th International meeting. Loo. Russia. 2005. p.158- A2. Кайдашев В.Е., Кайдашев Е.М. Получение нанокристаллов ZnO методом импульсного лазерного напыления //Материалы всероссийской научной конференции «ВНКСФ-12». Новосибирск.

Россия. 2006. с.216- A3. Кайдашев В.Е. Исследование процессов зарождения и формирования нанокристаллов ZnO из эрозионной лазерной плазмы // Сборник трудов РГУ. 2006. с.66- A4. Кайдашев Е.М., Lorenz M., Lenzner J., Ramm A., Nobis T., Grundmann M., Казаков А.Т., Шевцова С.И., Абдулвахидов К.Г., Кайдашев В.Е.

Структура и оптические свойства ZnO нанокристаллов,полученных методом импульсного лазерного напыления,на пленках GaN/Si(111) // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения и нанотехнологий». Ростов-на-Дону. Изд-во ООО «ЦВВР». 2006. c.

190- - 21 A5. Kайдашев E.M.,Lorenz M., Lenzner J., Ramm A., Nobis T., Grundmann M., Zakharov N., А.Т.Козаков, Шевцова С.И., Абдулвахидов К.Г., Кайдашев В.Е. Структура и оптические свойства ZnO нанокристаллов,полученных методом импульсного лазерного напыления на плёнках GaN/Si(111) с использованием Au и NiO катализаторов // Order, Disorder and Properties of Oxides. Proceeding of the 10-th International meeting. Loo. Russia. 2007. V.2. p.7- A6. Кайдашев E.M., Lorenz M., Lenzner J., Ramm A., Nobis T., Grundmann M., Zakharov N., Козаков А.Т.‚ Шевцова С.И., Абдулвахидов К.Г., Кайдашев В.Е. Структура и оптические свойства ZnO нанокристаллов, полученных методом импульсного лазерного напыления на пленках GaN/Si(111) с использованием Au и NiO катализаторов // Известия РАН. Серия физическая. 2008. Т.72, №.8.

с.1212- A7. Кайдашев Е.М., Кайдашев В.Е., Мисочко О.В., Максимук М.Ю., Фурсова Т.Н., Баженов А.В. Ориентированные наностержни ZnO и их ИК спектры отражения // Order, Disorder and Properties of Oxides.

Proceeding of the 11-th International meeting. Loo. Russia. 2008. V.1.

p.52- A8. Kaidashev E.M., Lorenz M., Grundmann M., Zakharov N.D., Sobolev N.A., Kaidashev V.E. Pulsed laser deposition of ZnO based nanostructures // 5th bilateral Russian-french workshop on Nanosciences and Nanotechnologies. Moscow. GPI RAS. December 1-2. 2008.

Abstract

Booklet, p. A9. Баженов А.В., Фурсова Т.Н., Максимук М.Ю., Кайдашев Е.М., Кайдашев В.Е., Мисочко О.В. Выращивание нанокристаллов ZnO импульсным лазерным напылением на сапфире и кремнии и их инфракрасные спектры // Физика и техника полупроводников. 2009.

Т. 43, № 11. c. 1576- A10.Кайдашев В.Е., Кайдашев Е.М., Лянгузов Н.В., Левшов Д.И., Юзюк Ю.И., Мисочко О.В. Получение наностержней ZnO методом импульсного лазерного напыления с использованием различных катализаторов роста и их свойства// IX МНК «Химия твердого тела:

монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии». Россия.

Кисловодск. 2009. с.154- A11.Захарченко И.Н., Бунина О.А., Куприна Л.А., Кайдашев В.Е., Лянгузов Н.В1, Кайдашев Е.М. Рентгенографическое исследование нанокристаллов ZnO //IX МНК «Химия твердого тела:

монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии». Кисловодск. 2009.

с.149- A12.Кайдашев В.Е., Кайдашев Е.М., Peres M., Monteiro T., Correia M.R., Martins J.S., Sobolev N.A., Мисочко O.B. Структурные и оптические свойства наностержней Zn0,9Mn0,1O/ ZnO сердцевина-оболочка и - 22 наностержней Zn0,9Mn0,1O, полученных методом импульсного лазерного напыления // Order, Disorder and Properties of Oxides.

Proceeding of the 12-th International meeting. Loo. Russia. 2009.с.233 A13.Kaydashev V.E., Kaidashev E.M., Peres M., Monteiro T., Correia M.R., Martins J.S., Sobolev N. Structural and optical properties of Zn0,9Mn0,1O/ZnO core-shell nanowires and Zn0,9Mn0,1O nanorods designed by pulsed laser deposition // European Materials Research Society, 2009 Spring Meeting, Strasbourg, France June 8, poster P1- A14.Кайдашев В.Е., Кайдашев Е.М., Мисочко О.В., Максимук М.Ю., Фурсова Т.Н., Баженов А.В. Ориентированные наностержни ZnO и их ИК спектры отражения// Известия РАН. Серия физическая. 2009.

Т.73, №11.с.1628-1632.

A15.Kaydashev V.E., Kaidashev E.M., Peres M., Monteiro T., Correia M.R., Sobolev N.A., Alves L.C., Franco N., Alves E. Structural and optical properties of Zn0,9Mn0,1O/ZnO core-shell nanowires and Zn0,9Mn0,1O nanorods designed by pulsed laser deposition// J.Appl. Phys. 2009. V. p. 093501-1-093501- A16.Кайдашев В.Е., Кайдашев Е.М., Peres M., Monteiro T., Correia M.R., Sobolev N.A. Оптические и структурные свойства наностержней ZnO, полученных методом импульсного лазерного напыления без катализатора // Журнал Технической Физики. 2009.Т.79,№ 11. c.45 A17.Кайдашев В.Е., Мисочко О.В., Correia M.R., Peres M., Monteiro T., Sobolev N.A., Кайдашев Е.М. Исследование рамановского рассеяния на обертонах полносимметричного LO фонона в нанокристаллах Zn0,9Mn0,1O при резонансном возбуждении // Письма в Журнал Технической Физики. 2009. Т. 35, № 23. c.32- A18.Polozhentsev O.E., Mazalova V.L., Kaidashev V.E., Kaidashev E.M., Zubavichus Ya., Soldatov A.V. ZnO:Mn nanorods and ZnO/ZnO:Mn core/shell structures: Synthesis and local atomic structure//Journal of Physics: Conference Series. 2009.V.190. p.012138- СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ [1] Lorenz M., Kaidashev E. M., Rahm A., Nobis Th., Lenzner J., Wagner G., Spemann D., Hochmuth H., and Grundmann M. MgxZn1-xO ( x0.2) nanowire arrays on sapphire grown by high-pressure pulsed-laser deposition // Appl.Phys.Lett. 2005. V. 86. p143113- [2] Гиваргизов Е.И. Рост нитевидных и пластинчатых кристаллов из пара.

М.: Наука. 1977. 304 с.

[3] Wagner R. S., Ellis W. C. Vapor-liquid-solid mechanism of single crstal growth // Appl. Phys.Lett. 1964. V. 4. p. - 23 [4] Анисимов С.И., Лукьянчук Б.С. Избранные задачи теории лазерной абляции// УФН. 2002. Т. 172, № 3. c. [5] Toftmann B., Schou J., Lunney J.G. Dynamics of the plume produced by nanosecond ultraviolet laser ablation of metals // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. p.

104101-1-104101- [6] Wen S.B., Mao X., Greif R., and Russo R.E. Laser ablation induced vapor plume expansion into a background gas. II. Experimental analysis// J. Appl.

Phys. 2007. V. 101. p. 023115-1-023115- [7] Arnold N., Gruber J., Heitz J. Spherical expansion of the vapor plume into ambient gas:an analytical model// Appl. Phys. A. 1999. V. 69. p. 87– [8] Wen S.B., Mao X., Greif R., and Russo R.E. Expansion of the laser ablation vapor plume into a background gas.I. Analysis// J. Appl. Phys. 2007. V. 101, N.

5. p. 023114-1-023114- [9] Saji K.J., Joshy N.V., and Jayaraj M.K. Optical emission spectroscopic studies on laser ablated zinc oxide plasma// J. Appl. Phys. 2006. V. 100. p.

043302-1-043302- [10] Lorenz M., Kaidashev E., Wenckstern H., Riede V., Bundesmann C., Spemann D. Benndorf G., Hochmuth H., Rahm A., Semmelhack H. // Solid State Electronics. 2003. V. 47. p. 2205-2208.

[11] Toftmann B., Schou J., Hansen T. N., Lunney J. G. Evolution of plasma parameters in the expanding laser ablation plume of silver // Appl. Surf. Sci.

2002. V.186. p. 293- [12] Fujimoto T. Kinetics of Ionization-Recombination of a Plume and Population Density of Excited Ions. IV. Recombining Plasma – Low Temperature Case // J.Phys.Soc.J. 1980. V.49, N.4.p.1569- [13] Lemmon E.W. and Jacobsen R.T. Viscosity and Thermal Conductivity Equations for Nitrogen, Oxygen, Argon, and Air //International Journal of Thermophysics. 2004. V.25, N.1. p. 21- [14] Diaconu M., Schmidt H., Hochmuth H., Lorenz M., Benndorf G., Spemann D., Setzer A., Esquinazi P., Poeppl A., Wenckstern H., Nielsen K.W., Gross R., Schmid H., Mader W., Wagner G., Grundmann M. Room temperature ferromagnetic Mn-alloyed ZnO films obtained by pulsed laser deposition //J. Magn. Magn. Mater. 2006. V.307 p.212- [15] Dingle R. Luminescent transitions associated with divalent copper impurities and green emission from semiconducting zinc oxide //Phys. Rev.

Lett. 1969. V.23, N.11. p.579- [16] Shi S.L., Li G.Q., Xu S.J., Zhao Y., Chen G.H. Green Luminescence Band in ZnO: Fine Structures, Electron-Phonon Coupling, and Temperature Effect //J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. p.10475- - 24 Подписано в печать 18.06.2010 г. Формат 60х84/1/16 Усл. печ. л. 1.0.

Тираж 100 экз. Заказ № 1144.

Типография Южного федерального университета 344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 200/1, тел. (863)247-80-51.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.