close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Профилирование состава гетеронаноструктур методами Z-контраста и рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Малехонова Наталья Викторовна
Профилирование состава гетеронаноструктур методами
Z-контраста и рентгеновской энергодисперсионной
спектроскопии
Специальность 01.04.07 – Физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
кандидата физико-математических наук
Нижний Новгород – 2016 г.
Работа выполнена на кафедре физики полупроводников и оптоэлектроники Физического
факультета федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего
образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет
им. Н.И. Лобачевского»
Научный руководитель:
Павлов Дмитрий Алексеевич,
доктор физико-математических наук, профессор,
заведующий кафедрой физики полупроводников
и оптоэлектроники ФГАОУ ВО «Национальный
исследовательский
Нижегородский
государственный
университет
им.
Н.И.
Лобачевского».
Официальные оппоненты:
Середин Павел Владимирович,
доктор физико-математических наук, доцент
кафедры физики твердого тела и наноструктур
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный
университет».
Каверин Борис Сергеевич,
кандидат физико-математических наук, ведущий
научный
сотрудник
ФГБУН
«Институт
металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева
Российской академии наук».
Ведущая организация:
АО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха».
Защита состоится «21» декабря 2016 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д212.166.01
в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского по адресу: 603950, г.
Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 3, Конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Нижегородского
государственного университета им. Н.И. Лобачевского и на сайте https://diss.unn.ru/654.
Автореферат разослан «
» __________________ 2016 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д212.166.01,
кандидат физико-математических наук
Марычев Михаил Олегович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Для изучения и оценки качества современных квантоворазмерных
гетеронаноструктур чрезвычайно востребованы методы измерения их элементного состава,
обладающие одновременно высоким пространственным разрешением и высоким разрешением по
концентрации химических элементов. Существующие аналитические методы позволяют с
точностью до долей атомного процента определять состав структуры, однако их пространственное
разрешение не достигает точности, востребованной на практике. Следовательно, применение
таких методик ограниченно в случаях, когда необходимо реализовать профилирование
элементного состава гетеронаноструктур с субнанометровой точностью.
В настоящей работе продемонстрировано, что во многих случаях достаточно корректно и
эффективно можно разрешить эту проблему путём комплексного применения двух методов
аналитической просвечивающей электронной микроскопии – рентгеновской энергодисперсионной
спектроскопии
(ЭДС)
и
сканирующей
просвечивающей
электронной
микроскопии
в
темнопольном режиме (СПЭМ_DF-dark field – темное поле).
Метод ЭДС позволяет определить концентрацию элементов с точностью до долей атомного
процента. При этом его пространственного разрешения не достаточно для разделения близко
расположенных нанометровых включений. Также энергодисперсионный анализ не позволяет
оценить шероховатость гетеропереходов, информация о которых имеет решающее значение в ряде
прикладных задач.
СПЭМ_DF позволяет получать изображения, интенсивность контраста на которых связана
прямым
соотношением
с
рассеивающей
способностью
атомов,
входящих
в
состав
гетеронаноструктуры и их концентрацией под пучком электронов. Такой контраст называется Zконтрастом. Применив метод профилирования Z-контраста на СПЭМ снимках, возможно с
высоким пространственным разрешением качественно определить распределение примесей в
исследуемых объектах. Недостатком такого подхода является отсутствие привязки контраста на
снимках, полученных в сканирующем режиме просвечивающей электронной микроскопии, к
количественным значениям концентрации элементов, приводящих к его возникновению. Исходя
из того, что рассеяние электронов определяется характеристичным для каждого типа атомов
фактором рассеяния, оказывается возможным произвести калибровку профиля Z-контраста по
данным независимых количественных методов определения элементного состава. И такая
калибровка была реализована в рамках настоящей работы, а в качестве средства измерения для
калибровки нами был использован энергодисперсионный рентгеновский электроннозондовый
анализ. В результате нам удалось объединить в рамках одной серии измерений сильные стороны
каждого из двух описанных выше методов. Стало возможным строить профили элементного
состава
с
пространственным
разрешением
сканирующей
-1-
просвечивающей
электронной
микроскопии
и
точностью
элементного
анализа
энергодисперсионной
рентгеновской
спектроскопии.
Открывшиеся, таким образом, возможности для количественного измерения элементного
состава с высоким пространственным разрешением нами были реализованы на ряде
гетероэпитаксиальных структур. Профили распределения индия в сверхрешетках InGaAs/GaAs
были экспериментально подтверждены теоретическими моделями процессов их эпитаксиального
роста. Некоторые результаты были проверены путем сопоставления с данными измерений
оптоэлектронных свойств исследуемых структур.
Кроме того, разработанная в рамках настоящей работы методика была применена для
поиска и изучения токопроводящих филаментов в мемристорных структурах, созданных на основе
стабилизированного иттрием диоксида циркония.
Цель
работы:
разработать
метод
профилирования
элементного
состава
полупроводниковых гетеронаноструктур на основе совокупности методов Z-контраста и
энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Для достижения этой цели поставлены
следующие задачи:
1. разработать методику построение профилей Z-контраста по снимкам, полученным методом
сканирующей просвечивающей электронной микроскопии;
2. реализовать калибровку профилей интенсивности Z-контраста по данным об элементном
составе, полученным методом рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии;
3. определить пространственное разрешение метода профилирования элементного состава по
Z-контрасту для микроскопа JEM-2100F (JEOL);
4. апробировать метод на различных полупроводниковых гетеронаноструктурах типа А3В5;
5. применить метод Z-контраста для поиска токопроводящих филаментов в мемристорных
структурах на основе диоксида циркония, подвергнутых электроформовке.
Научная новизна работы.
1. Предложена оригинальная методика обработки снимков гетеронаноструктур, полученных в
режиме сканирующей просвечивающей электронной микроскопии, с использованием
математического аппарата и программного обеспечения, применяемых в сканирующей
зондовой микроскопии.
2. Установлено соответствие между результатами моделирования роста квантоворазмерных
гетероструктур методом Монте-Карло и экспериментальными данными профилирования Zконтраста. Продемонстрирована возможность применения этих методов для решения
широкого круга задач по проектированию сверхрешёток на основе полупроводников A3B5.
-2-
3. Экспериментально показано, что метод профилирования Z-контраста не позволяет
разделять в многокомпонентных твёрдых растворах химические элементы, находящиеся
близко друг к другу в рамках одного периода таблицы Менделеева.
4. Продемонстрирована возможность совместного применения метода профилирования
элементного состава по Z-контрасту и метода профилирования упругих деформаций по
фазовому контрасту для получения исчерпывающей информации о распределении
напряжений в многокомпонентных твёрдых растворах на основании полупроводников
A3B5.
5. Установлено, что метод Z-контраста в сочетании с ЭДС анализом позволяет выявить
токопроводящие филаменты в мемристорных структурах на основе ZrO2 (12 мол.% Y2O3),
подвергшихся электроформовке.
Методология, теоретическая и практическая значимость работы.
Продемонстрирована
возможность
повышения
пространственного
разрешения
профилирования элементного состава гетеронаноструктур за счёт комплексного применения
методов рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии и Z-контраста.
Определено пространственное разрешение метода профилирования элементного состава по
Z-контрасту для просвечивающего электронного микроскопа JEM-2100F (JEOL). Оно составило
3Å.
Продемонстрирована возможность выявления методом профилирования Z-контраста
ультратонких слоёв изовалентных примесей в полупроводниковых гетеронаноструктурах на
примере трёхкомпонентного твёрдого раствора GaAsP.
Экспериментально подтвержден механизм переключения логических состояний в
мемристорах через формирование локальных токопроводящих областей (филаментов) под
действием электроформовки.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Методика построения усреднённых профилей Z-контраста с последующей её
калибровкой на основе данных рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии
позволяет осуществлять высокоточный анализ пространственного распределения
состава в гетеронаноструктурах с латеральным разрешением до 3 Å и с разрешением
по концентрации до 1 атомного процента.
2. Измеряемые
по
такой
методике
концентрационные
профили
многослойных
квантоворазмерных гетеронаноструктур на основе полупроводников A3B5 позволяют
оценивать степень сегрегации и диффузии примесей, рассчитывать глубину и форму
-3-
квантовых ям, положение энергетических уровней, ширину минизон, матричные
элементы межзонных переходов и предсказывать их оптоэлектронные свойства.
3. Метод Z-контраста позволяет осуществить локализацию и определить геометрию
токопроводящих филаментов в мемристорных гетеронаноструктурах на основе
диоксида
циркония,
подвергнутых
электроформовке,
а
рентгеновский
энергодисперсионный анализ даёт информацию об их элементном составе. В
результате была экспериментально подтверждена гипотеза о перераспределении
кислорода в области филаментов, возникающих в стабилизированных иттрием
нанослоях ZrO2 (12 мол.% Y2O3).
Достоверность результатов экспериментальной части работы была обеспечена благодаря
применению в рамках исследования совокупности независимых методов высокоразрешающей
просвечивающей
повторяемости
электронной
результатов.
микроскопии
с
Экспериментальная
последующей
часть
оценкой
исследования
статистической
была
подтверждена
теоретическими моделями, и согласуется с результатами, опубликованными в более ранних
работах.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на XXIV Российской конференции
по
электронной
микроскопии
"РКЭМ-2012"
(2012
г.
Россия,
г.
Черноголовка),
XVI
международном симпозиуме "Нанофизика и наноэлектроника" (2012 г. Россия, г. Н. Новгород),
XVIII Российской конференции по электронной микроскопии "РКЭМ-2013" (2013 г. Россия, г.
Черноголовка), XVII международном симпозиуме "Нанофизика и наноэлектроника" (2014 г.
Россия, г. Н. Новгород), XXV Российской конференции по электронной микроскопии "РКЭМ2014" (2014 г. Россия, г. Черноголовка).
Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 20 научных и учебнометодических работ, включая 1 учебно-методическое пособие, 8 статей в ведущих научных
изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 11 публикаций в сборниках трудов и тезисах докладов
российских и международных научных конференций.
Личный
вклад
автора.
Автор
работы
самостоятельно
определяла
направление
исследований и лично проводила обработку данных высокоразрешающей просвечивающей
электронной микроскопии, полученных на объектах, изготовленных в НИФТИ ННГУ им.
Н.И.Лобачевского. Ею самостоятельно разработан метод обработки снимков сканирующей
просвечивающей электронной микроскопии с применением математического аппарата и
-4-
программного
обеспечения,
применяемых
в
сканирующей
зондовой
микроскопии.
Все
представленные в диссертационном исследовании объекты были подготовлены для изучения на
просвечивающем электронном микроскопе автором настоящей работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и
заключения. Общий объём диссертации составляет 118 страниц, включая 60 рисунков. Список
цитируемой литературы включает 66 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель и
поставлены задачи работы, показана новизна и практическая значимость, сформулированы
основные положения, выносимые на защиту, а также приведены сведения об апробации работы и
публикациях автора по теме диссертации.
В первой главе диссертации произведён обзор фундаментальных основ измерения
элементного состава гетеронаноструктур с применением энергодисперсионной рентгеновской
спектроскопии,
ее
возможностей
и
ограничения
в
применимости
к
исследованию
квантоворазмерных гетероструктур. Описан принцип формирования Z-контраста на снимках,
полученных в темнопольном режиме сканирующей просвечивающей электронной микроскопии
[1]. Сделан обзор актуальных работ, посвящённых соответствующей тематике.
Здесь же рассмотрены основополагающие принципы теории рассеяния электронов на
атомах вещества, отличающихся межу собой атомным номером (Z). На рисунке 1 построена
угловая зависимость квадрата атомного фактора рассеяния электронов f2(s), где |s|=4πsinθ/λ (Ǻ-1),
для девяти основных элементов (Al, Si, P, Ga, Ge, As, In, Sn, Sb), наиболее широко используемых в
современной
полупроводниковой
электронике
при
создании
квантоворазмерных
гетеронаноструктур. Речь идёт о многослойных эпитаксиальных структурах на основе твердых
растворов замещения SiGe и GaAs с изовалентным замещением атомов Ga (на Al или In) и атомов
As (на P или Sb). Значения факторов атомного рассеяния взяты из таблиц, приведённых в
приложении книги Б.К. Вайнштейна [2]. Анализируя различия зависимостей f2(s) для этих девяти
элементов, можно разбить их условно на три подгруппы: (Al, Si, P), (Ga, Ge, As) и (In, Sn, Sb). При
этом, в пределах каждой подгруппы факторы атомного рассеяния практически совпадают, а вот
между этими подгруппами проявляется существенное различие. На рисунке 1 наглядно
продемонстрировано, что рассеивающая способность атомов заметно отличается в случае, если
они находятся в разных периодах таблицы Менделеева. На снимках СПЭМ в режиме темного поля
это должно отразится на интенсивности контраста (I~ f2(s)) [3].
-5-
Если в качестве основы полупроводниковой структуры рассматривать Ge или GaAs (у этих
двух материалов практически совпадают периоды решетки, концентрация атомов и их Zконтраст), то в области изовалентного замещения более легкими элементами, такими как Al, Si
или P, в зависимости от их концентрации контраст будет заметно темнее, а при замещении на
более тяжелые атомы In, Sn или Sb будет наблюдаться значительное просветление. При этом
изменение контраста будет пропорционально концентрации замещающей примеси.
Рисунок 1 – Зависимости f2(s) для атомов основных элементов, используемых в
современных полупроводниковых технологиях.
Во второй главе приведено описание установок и методов, использованных в работе,
описана оригинальная методика профилирования Z-контраста и калибровка профилей по данным
ЭДС анализа (рис. 2) Обработка СПЭМ снимков и профилирование интенсивности контраста
осуществляется
с
применением
двух
специализированных
программных
продуктов:
DigitalMicrograph, разработанного фирмой Gatan и предназначенного для обработки ПЭМснимков, и Gwyddion [4], либо SPMLab [5], разработанных для анализа топологических
изображений, получаемых методом сканирующей зондовой микроскопии.
-6-
Концентрация Al, ат. %
40
30
20
10
0
0
5
10
15
20
25
30
35
X, нм
Рисунок 2 – СПЭМ_DF – снимок сверхрешетки AlGaAs/GaAs с профилем
распределения Al, построенным по Z-контрасту и масштабированным по данным ЭДС.
Также, в данной главе была проведена оценка качества профилей, построенных по Zконтрасту, и профилей поточечного электроннозондового ЭДС анализа. На рисунке 3
продемонстрирована разница усредненного ЭДС спектра и профиля Z-контраста, как по ширине,
так и по форме.
50
Концентрация
% ат.%
Al, atomic Al,
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
X, nm
8
9
10
11
12
X, нм
Рисунок 3 – Профили распределения Al в одном периоде сверхрешетки
AlGaAs/GaAs, построенный по Z-контрасту и полученный путем усреднения трех
спектров ЭДС анализа.
-7-
Пространственное разрешение ЭДС анализа зависит от диаметра электронного зонда, а
также вероятен дрейф образца в результате разогрева при длительном воздействии электронов на
одну точку для накопления достаточного рентгеновского сигнала. Все это приводит к искажению
реального профиля распределения изовалентной примеси, полученного методом рентгеновской
энергодисперсионной спектроскопии без оценки распределения интенсивности контраста на
СПЭМ_DF снимках.
В третьей главе описывается ряд исследований гетеронаноструктур комплексом методов
Z-контраста и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии. Объектами исследования
выступили сверхрешетки с квантовыми барьерами GaAs/AlGaAs, сверхрешетки InGaAs/GaAs с
туннельно-связанными квантовыми ямами, гетероструктуры содержащие одиночные квантовые
ямы GaAsSb/GaAs, двухслойные квантовые ямы GaAsSb/InGaAs и структуры In(Ga)As/GaAs с
квантовыми точками.
Исследование сверхрешетки с квантовыми барьерами AlGaAs/GaAs, с толщинами 4 и 3
монослоя, позволило по Z-контрасту выявить разницу в толщинах барьеров в 1 монослой, что
примерно составляет 3 Å. Данный результат характеризует пространственное разрешение метода
Z-контраста при профилировании гетеронаноструктур – оно достигает 3 Å для микроскопа JEM2100F [A1, A16].
В сверхрешетке AlGaAs/GaAs выявленные колебания расстояний между квантовыми
барьерами до 4,6 нм подтвердили гипотезу об уширении спектра фотолюминесценции на
3,5±0,5 мэВ в результате нарушения периодичности сверхрешетки.
При исследовании сверхрешеток с туннельно-связанными квантовыми ямами InGaAs/GaAs,
со сложным периодом, профили распределения индия, построенные по Z-контрасту и
калиброванные по данным ЭДС, были сопоставлены с профилем, полученным путем
математического моделирования роста данной гетероэпитаксиальной структуры методом МонтеКарло с учетом сегрегации состава (рис.4) [6].
-8-
-1
-2
-3
Концетрация In, ат.%
30
25
20
15
10
5
0
0
20
40
X, нм
60
Рисунок 4 – Профили состава In в многобарьерной структуре: 1. Прямоугольный
профиль, заданный в процессе роста; 2. Полученный по данным СПЭМ и ЭДС
анализа; 3. Полученный моделированием с учетом сегрегации.
Показано, что профили исследуемого образца, полученные по Z- контрасту качественно и
количественно согласуются с результатами моделирования. Данный факт позволил подтвердить
предположение о заметном искажении реального распределения индия от исходно заданного в
процессе роста. Кроме того, реальный профиль состава квантовых ям был использован для расчета
зонной
диаграммы
гетероструктуры,
вычисления
квантовых
энергетических
состояний,
огибающих волновых функций. Данные расчеты позволили определить значения вероятности
основных межзонных оптических переходов и сравнить их с экспериментальными данными,
полученными методами фотолюминесценции и фотопроводимости выращенных структур. Таким
образом, с помощью тщательного и всестороннего анализа продемонстрирована достоверность
результатов
измерений
элементного
состава
и
профилей
его
распределения
в
гетеронаноструктурах при помощи комплекса методов Z-контраста и ЭДС анализа [A3, A10].
Соответствие результатов моделирования эпитаксиального роста методом Монте-Карло, с
учетом сегрегации индия, с измерениями элементного состава комбинированным методом Zконтраста и ЭДС-анализа подтверждается и для сверхрешеток InGaAs/GaAs с двойными
туннельно-связанными квантовыми ямами [A2, A17].
В результате исследования одиночной квантовой ямы GaAsSb можно заключить, что
распределение сурьмы носит неоднородный (асимметричный) характер, что является следствием
сегрегации
в
процессе
роста
и
диффузионного
-9-
перераспределения.
При
создании
близкорасположенных квантовых ям со слоями InGaAs и GaAsSb происходит образование
четырёхкомпонентного твёрдого раствора InGaAsSb, что приводит к уменьшению энергии
излучения двухслойной квантовой ямы [A4, A14]. В чистом виде метод профилирования Zконтраста не позволяет разделять различные химические элементы близкие по атомному номеру в
подобных многокомпонентных твёрдых растворах. Таким образом, следует констатировать, что
настоящий метод ограничен в своей применимости без его согласования с энергодисперсионным
анализом.
В структурах In(Ga)As/GaAs с квантовыми точками, в процессе роста которых перед
осаждением индия производилось формирование захороненного дельта-слоя состава GaAsxP1-x,
методом Z-контраста удалось точно определить место локализации фосфора и построить его
профиль. Что в дальнейшем позволило определить влияние слоя GaAsP на распределение упругих
деформаций в исследуемой структуре [A5, A13].
Четвертая глава посвящена исследованию комбинированным методом Z-контраста и ЭДС
состава мемристорных наноструктур «металл-оксид-металл» на основе диоксида циркония,
стабилизированного иттрием – ZrO2(Y). Тонкопленочные структуры вида Au/ZrO2(Y)/TiN/Ti были
получены методом магнетронного распыления и демонстрируют эффект многократного
резистивного переключения (мемристивный эффект) после приложения к верхнему электроду
отрицательного смещения – электроформовки [А8]. Электроформовка приводит к миграции ионов
кислорода и / или кислородных вакансий и формированию локальных токопроводящих областей –
филаментов, последующие разрыв и восстановление которых обеспечивают изменение
сопротивления структуры при переключении. В данной работе области формирования филаментов
были впервые выявлены благодаря проявлению более светлого контраста (рис. 5а), вызванного
перераспределением состава исходного оксидного материала под воздействием электроформовки.
Расположение
области
контраста
соответствует
расположению
кристаллита
(зерна)
в
поликристаллической пленке ZrO2(Y). На ЭДС-профиле, построенном через область кристаллита в
структуре после электроформовки (рис. 5б), видны всплески концентрации циркония и
соответствующие провалы на профиле кислорода, которые коррелируют с расположением границ
зерна и не проявляются для аналогичной структуры, не подвергавшейся электроформовке (рис. 5в
и 5г).
- 10 -
а
в
б
г
Рисунок 5 – а) СПЭМ_DF-снимок мемристорной структуры после формовки с
ярко выраженным Z-контрастом, связанным с образованием токопроводящей
области в его структуре, б) ЭДС-профиль элементного состава в центральной
области плёнки ZrO2(Y), подвергавшейся формовке, в) СПЭМ_DF-снимок
мемристорной структуры до формовки, г) ЭДС-профиль элементного состава в
центральной области плёнки ZrO2(Y), не подвергавшейся формовке.
Исходя из физической природы Z-контраста, можно сделать предположение о том, что
светлый контраст на тёмнопольном изображении (рис.6) в данном случае возникает вследствие
образования при электроформовке токопроводящей области на основе металлического циркония,
отличающейся большей плотностью по сравнению со стабилизированным диоксидом циркония и
более высоким атомным фактором рассеяния (рис.7).
- 11 -
Рисунок 6 – DF СПЭМ-снимок пленки ZrO2: светлый контраст в пленке ZrO2
характеризует область с повышенной концентрацией циркония.
Z-контраст, %
40
30
20
Концентрация Zr и O, ат.%
10
0
55
O
50
45
40
35
30
25
Zr
0
10
20
30
40
50
X, нм
Рисунок 7 – Сопоставление профиля Z-контраста, построенного поперек
токопроводящей области, и результатов измерений атомной концентрации Zr и O,
полученных методом ЭДС-анализа.
На основании приведённых выше данных можно сделать вывод о том, что после
проведения электроформовки в мемристорных структурах на основе стабилизированного иттрием
диоксида циркония возникают области с локально увеличенной концентрацией циркония,
отличающиеся по сравнению с матрицей диоксида повышенной плотностью материала.
- 12 -
Предположительно эти области являются токопроводящими и обеспечивают эффект резистивного
переключения, который используется при создании элементов энергонезависимой памяти нового
поколения.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
1. Комплексное применение методов Z-контраста и ЭДС анализа позволяет получить
достоверную
информацию
о
распределении
изовалентной
примеси
в
гетеронаноструктурах.
2. Метод построения профиля элементного состава гетеронаноструктуры путем
масштабирования профиля распределения интенсивности Z-контраста на СПЭМ
снимках, полученных в темнопольном режиме на просвечивающем электронном
микроскопе JEM-2100F (JEOL), дает пространственное разрешение до 3Å.
3. Установлено
сверхрешеток
соответствие
InGaAs/GaAs
комбинированным
методом
результатов
с
профилирования
элементного
состава
туннельно-связанными
квантовыми
ямами
Z-контраста
и
ЭДС-анализа
с
результатами
моделирования роста данной гетероэпитаксиальной структуры методом Монте-Карло
с учетом сегрегации состава.
4. В чистом виде метод профилирования Z-контраста не позволяет разделять различные
химические элементы близкие по атомному номеру в многокомпонентных твёрдых
растворах.
5. Метод Z-контраста в сочетании с ЭДС-анализом при исследовании мемристорных
структур, подвергнутых электроформовке, позволяет выявить токопроводящие
филаменты, оценить их геометрию и изменение состава.
- 13 -
Список цитируемой литературы
1. Williams, D.B. Transmission Electron Microscopy / D.B. Williams, C.B. Carter. – Boston,
MA: Springer US, 2009. – 760 p. – ISBN: 978-0-387-76500-6.
2. Вайнштейн, Б.К. Структурная электронография / Б.К. Вайнштейн. – М.:
Издательство Академии наук СССР, 1956. – 342 c.
3. Pennycook, S.J. Z-contrast stem for materials science / S.J. Pennycook // Ultramicroscopy.
– North-Holland, 1989. – Vol. 30, N 1. – P. 58–69. – DOI: 10.1016/0304-3991(89)901733.
4. Руководство пользователя Gwyddion / P. Klapetek, D. Neˇ, C. Anderson, C. Anderson. –
2016. – 184 p.
5. Круглов, А. Обработка, численная характеризация сзм изображений и представление
результатов эксперимента /На основе программного пакета SPMLab/ / А. Круглов. –
Н.Новгород, 2010. – 21 p.
6. Khazanova, S. V Modelling of the composition segregation effect during epitaxial growth
of InGaAs quantum well heterostructures / S. V Khazanova, M.I. Vasilevskiy // Semicond.
Sci. Technol. – IOP Publishing, 2010. – Vol. 25, N 8. – P. 85008.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
А1. Структурные, оптические и токовые исследования сверхрешеток со сложной элементарной
ячейкой на основе AlGaAs / Ю.Ю. Романова, Е.П. Додин, Ю.Н. Ноздрин, А.А. Бирюков, Н.В.
Байдусь, Д.А. Павлов, Н.В. Малехонова // Физика и техника полупроводников. – 2015. – P.
122–127.
А2. Влияние технологических параметров роста на характеристики двойных туннельносвязанных ям InGaAs / GaAs / С.В. Хазанова, В.Е. Дегтярев, Н.В. Малехонова, Д.А. Павлов,
Н.В. Байдусь // Физика и техника полупроводников. – 2015. – C. 58–62.
А3. Туннельно-связанные квантовые ямы InGaAs / GaAs: структура, состав и энергетический
спектр / С.В. Хазанова, Н.В. Байдусь, Б.Н. Звонков, Д.А. Павлов, Н.В. Малехонова // Физика
и техника полупроводников. – 2012. – P. 1510–1514.
А4. Влияние температурной обработки на излучательные свойства гетероструктур с квантоворазмерным слоем GaAsSb / Н.В. Дикарева, О.В. Вихрова, Б.Н. Звонков, Н.В. Малехонова,
С.М. Некоркин // Физика и техника полупроводников. – 2015. – Т. 49, № 1. – C. 11–14.
А5. Исследование деформационных полей, возникающих при изовалентном легировании GaAs
фосфором и индием / Д.А. Павлов, Н.В. Байдусь, А.И. Бобров, О.В. Вихрова, Е.И. Волкова,
Б.Н. Звонков, Н.В. Малехонова, Д. Сорокин // Физика и техника полупроводников. – 2015. –
C. 3–5.
- 14 -
А6. Investigation of deformations and strain fields in silicon matrix structures embedded with vertically
stacked Ge(Si) self-assembled islands / D.A. Pavlov, A.I. Bobrov, A. V Novikov, D.S. Sorokin,
N. V Malekhonova, A. V Pirogov, D.E. Nikolitchev, A. V Boryakov // Appl. Phys. Lett. – 2014. –
Vol. 105, N 16. – P. 161910.
А7. Bipolar resistive switching and charge transport in silicon oxide memristor / A.N. Mikhaylov, A.I.
Belov, D. V. Guseinov, D.S. Korolev, I.N. Antonov, D. V. Efimovykh, S. V. Tikhov, A.P.
Kasatkin, O.N. Gorshkov, D.I. Tetelbaum, A.I. Bobrov, N. V. Malekhonova, D.A. Pavlov, E.G.
Gryaznov, A.P. Yatmanov // Mater. Sci. Eng. B. – Elsevier Ltd, 2015. – Vol. 194. – P. 48–54.
А8. Resistive switching in the Au/Zr/ZrO 2 -Y 2 O3/TiN/Ti memristive devices deposited by magnetron
sputtering / O.N. Gorshkov, A.N. Mikhaylov, A.P. Kasatkin, S. V Tikhov, D.O. Filatov, D.A.
Pavlov, A.I. Belov, M.N. Koryazhkina, A.I. Bobrov, N. V Malekhonova, E.G. Gryaznov, I.N.
Antonov, M.E. Shenina // J. Phys. Conf. Ser. – 2016. – Vol. 741. – P. 12174.
А9. Павлов Д.А., Малехонова Н.В., Бобров А.И., Байдусь Н.В., Смотрин Д.С. Исследование
поперечного среза периодических структур GaAs/InGaAs методом высокоразрешающей
просвечивающей электронной микроскопии. // XXIV Российская конференция по
электронной микроскопии РКЭМ-2012: Тез. докл.- Черноголовка, Россия, 29 мая – 1 июня
2012 г.- с. 48.
А10. С.В. Хазанова, Н.В. Байдусь, Б.Н.Звонков, Д.А. Павлов, Н.В. Малехонова, В.Е. Дегтярев,
Д.С. Смотрин, А.И.Бобров Исследование реального энергетического спектратуннельносвязанных квантовых ям InGaAs/GaAs структурнымии фотоэлектрическими методами. //
Труды XVI Международного симпозиума «Нанофизика и наноэлектроника». Н.Новгород,
2012, т.2 - с.415-416
А11. Д.А.Павлов, Н.В.Малехонова, Н.В.Байдусь, А.И.Бобров, Е.И.Волкова Исследование
структурных особенностей сверхрешетки AlGaAs/GaAs методом ПЭМ с применением
аналитических методов обработки ПЭМ снимков // XVIII российский симпозиум По
растровой электронной микроскопии и Аналитическим методам исследования твердых тел
Тез. Докл., - Черноголовка, Россия, 2013г. – с.52-53
А12. М.В.Дорохин,
Д.А..Павлов,
А.И.
Бобров,
Ю.А.Данилов,
А.В.Здоровейщев,
Н. В.Малехонова, Е.И.Малышева, С.Сайед Влияние металлической пленки кобальта на
структуру и свойства светоизлучающего диода с квантовыми ямами InGaAs/GaAs // Труды
XVIII международного симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника" Н.Новгород, 2014 г. –
т.1, с. 146-147
А13. Н.В.Малехонова, Д.А.Павлов, А.И.Бобров, Е.И.Волкова, Н.В.Байдусь, О.В.Вихрова,
Д.С.Сорокин, Б.Н.Звонков Исследование поперечного среза гетероструктур с квантовыми
точками InGaAs/GaAs и фосфидными слоями GaAsP // Труды XVIII международного
- 15 -
симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника" Н.Новгород, 2014 г. – т.2, с. 419-420
А14. Н.В.Дикарева, Н.В.Малехонова, Д.А.Павлов, С.М.Некоркин, О.В.Вихрова, А.В.Пирогов,
Б.Н.Звонков Влияние температурной обработки на излучательные свойства гетероструктур с
квантово-размерным
слоем
GaAsSb
//
Труды
XVIII
международного
симпозиума
"Нанофизика и наноэлектроника" Н.Новгород, 2014 г. – т.2, с. 452-453
А15. Н.В.Малехонова,
Д.А.Павлов,
А.И.Бобров,
Э.А.Коблов,
Д.С.Сорокин
Структура
и
электрофизические свойства сверхрешеток AlGaAs/GaAs, выращенных с различным
временем прерывания эпитаксиального роста. // Труды XVIII международного симпозиума
"Нанофизика и наноэлектроника" Н.Новгород, 2014 г. – т.2, с. 536-537
А16. Ю.Ю.Романова, Е.П.Додин, Ю.Н.Ноздрин, А.А.Бирюков, Н.В. Байдусь, Д.А. Павлов, А.И.
Бобров, Н.В. Малехонова Структурные, оптические и токовые исследования сверхрешеток
со сложной элементарной ячейкой н основе AlGaAs. // Труды XVIII международного
симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника" Н.Новгород, 2014 г. – т.2, с. 607-608
А17. С.В. Хазанова, Н.В. Байдусь, Д.А. Павлов, Н.В. Малехонова, В.Е. Дегтярев Влияние
технологических параметров роста на характеристики двойных теннельно-связанных ям
InGaAs/GaAs. // Труды XVIII международного симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника"
Н.Новгород, 2014 г. – т.2, с. 660-661
А18. Н.В. Малехонова,
Д.А.Павлов,
Е.И.Волкова,
Н.В.Байдусь,
Д.С.Сорокин
ВРПЭМ
исследования гетероструктур с квантовыми точками InGaAs/GaAs фосфидными слоями
GaAsP. // XXV российская конференция по электронной микроскопии Тез. Докл., Черноголовка, Россия, 2014г. – с.34-35
А19. Н.В.Малехонова,
Д.А.Павлов,
А.И.Бобров,
Э.А.Коблов
Определение
оптимальных
параметров роста сверхрешеток AlGaAs/GaAs с помощью ВРПЭМ исследований. // XXV
российская конференция по электронной микроскопии Тез. Докл., - Черноголовка, Россия,
2014г. – с.36-37
А20. А.В.Пирогов,
Д.А.Павлов,
Н.О.Кривулин,
А.И.Бобров,
Н.В.Малехонова
Энергодисперсионная рентгеновская спектрометрия // Электронное учебно-методическое
пособие/ под редакцией Павлова Д.А.-Н.Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2014г. 72с. Рег.№670.14.05
- 16 -
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа