Электронные и оптические явления в системах кремниевых нанокристаллов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Лисаченко, Максим Геннадьевич

• Лисаченко, Максим Геннадьевич
• кандидат физико-математических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Лисаченко, Максим Геннадьевич

СПИСОК ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Структура энергетических зон кристаллического кремния.

Квантово- размерный эффект в кремнии. Классификация наноструктур

1.2. Способы получения кремниевых наноструктур

1.3. Кулоновское взаимодействие в полупроводниковых наноструктурах. 16 1.3.1. Электростатическое взаимодействие зарядов в полупроводниковых наноструктурах (квантовых ямах, нитях и точках).

1.3.2 Экситоны в системах пониженной размерности

1.4. Модели рекомбинации неравновесных носителей заряда в кремнии и кремниевых нанокристаллах

1.5. Равновесные носители заряда в пористом кремнии.

1.6. Люминесценция ионов Ег3+ в матрицах на основе кремния

1.6.1. Ег3+ в монокристаллическом кремнии

1.6.2. Ег3* в аморфном кремнии

1.6.3. Ег3+ в слоях кремниевых нанокристаллов

1.7. Выводы из обзора литературы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Используемые образцы

2.2. Регистрация фотолюминесценции

2.3. Регистрация ИК и ЭПР спектров

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕКОМБИНАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В НАНОСТРУКТУРАХ ПОРИСТОГО КРЕМНИЯ

3.1. Моделирование электронных процессов в наноструктурах пористого кремния

3.1.1. Феноменологическая модель релаксации фотовозбуждения в объемных полупроводниках и системах связанных нанокристалов

3.1.2. Расчет параметров экситонных состояний в кремниевых квантовых нитях

3.1.3. Приближение эффективной среды для учета влияния диэлектрического окружения на параметры экситонных состояний в кремниевых квантовых нитях

3.2. Экспериментальное исследование процессов рекомбинации неравновесных носителей заряда в наноструктурах пористого кремния

3.2.1. Влияние морфологии образцов на статистику рекомбинации неравновесных носителей. Сравнение экспериментальных данных с моделью

3.2.2. Влияние диэлектриков на экситонные состояния нанопористого кремния. Сравнение с теоретической моделью

3.3. Выводы из главы

ГЛАВА 4 РАВНОВЕСНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАРЯДА В КРЕМНИЕВЫХ НАНОСТРУКТУРАХ

4.1. Расчет энергии ионизации примеси бора в кремниевых квантовых нитях

4.2. Поглощение ИК излучения свободными носителями заряда

4.3. Влияние дефектов на концентрацию свободных носителей в мезопористом кремнии

4.4. Влияние диэлектриков на концентрацию свободных носителей в мезопористом кремнии

4.5. Выводы из главы

ГЛАВА 5 ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА АНСАМБЛЕЙ

КВАЗИУПОРЯДОЧЕННЫХ КРЕМНИЕВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ

5.1. Нелегированные кремниевые квантовые точки в Si02- матрице

5.1.1. Спектры фотолюминесценции при комнатной температуре

5.1.2. Температурная зависимость фотолюминесценции

5.1.3.Кинетики фотолюминесценции

5.2. Кремниевые квантовые точки в Si02- матрице легированной ионами эрбия

5.2.1. Спектры фотолюминесценции при комнатной температуре

5.2.2. Температурная зависимость фотолюминесценции

5.2.3.Кинетики фотолюминесценции

5.3. Модель возбуждения ионов Ег3+ в кремниевых нанокристаллах

5.4. Выводы из главы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Электронные и оптические явления в системах кремниевых нанокристаллов»

Актуальность проблемы

В последние десятилетия можно выделить две наиболее интенсивно развивающихся области техники- вычислительная техника и связь. Прогресс первой предопределило создание в 1948 году (Уильям Шокли) первого полупроводникового транзистора на основе германия, выполнявшего те же функции, что и электронная лампа, но имевший гораздо меньшие размеры. В 1958- 1959 гг. (Джек Килби, Роберт Нойс) были разработаны первые интегральные схемы, в которых на одном кристалле размещалось несколько транзисторов. В дальнейшем степень интеграции неуклонно росла, а размеры отдельного элемента уменьшались (от десятых долей мм до 130 нм). Современный процессор объединяет в себе 100 миллионов транзисторов и способен совершать 109 операций в секунду.

Параллельно с возрастающим объемом обрабатываемой информации растет потребность эту информацию передавать. Традиционные проволочные линии связи уже сегодня не способны справиться с все возрастающей нагрузкой. Решить проблему могут интенсивно развивающиеся оптические способы передачи информации. Преимущества связи при помощи света очевидны. Чем выше несущая частота, тем больший объем информации можно на ней передать. Еще до появления лазеров радиосвязь шла по пути повышения несущей частоты: километровые волны - ДВ и СВ , потом метровые - KB и УКВ, - и, в конце концов, дошла до СВЧ - миллиметровый диапазон. Частота световых волн на пять порядков превышает частоту миллиметровых волн, поэтому передача информации с использованием лазерного излучения обладает громадными преимуществами.

Для преобразования сигнала из световой формы в электрическую и обратно необходимы всевозможные оптические и оптоэлектрические устройства, разработка которых является весьма актуальной задачей. Необходимо отметить, что все имеющиеся на сегодня полупроводниковые светоизлучающие приборы основаны на бинарных и тринарных прямозонных полупроводниках. В то же время вся информация обрабатывается кремниевыми микропроцессорами и передается по волноводу на основе оксида кремния. Создание светоизлучающих структур на базе кремния позволило бы в рамках единого технологического цикла изготавливать оптоэлектронные интегральные схемы, способные обрабатывать, преобразовывать и передавать информацию.

Основная причина того, что кремний долгое время не рассматривался как материал перспективный для оптоэлектроники, заключается в чрезвычайно низком квантовом выходе люминесценции в нем [1]. Однако, на сегодняшний день известно, по крайней мере, два способа, позволяющих добиться эффективной люминесценции в материалах на основе кремния [1,2]. Первый заключается в модификации структуры энергетических зон Si при уменьшении размеров кристаллов до единиц нанометров. Другой метод основан на введении в кремниевую матрицу активаторов люминесценции (например, ионов редкоземельных элементов).

В данной работе рассматриваются различные кремниевые наноструктуры, в которых реализуются оба вышеуказанных способа. Эффективная люминесценция пористого кремния (ПК), а также кремниевых нанокристаллов в оксидной матрице (пс-Si/Si02) обусловлена присутствием в их структуре кристаллов нанометрического размера. Также были исследованы образцы структур nc-Si/Si02 с внедренными в них ионами эрбия (Ег3"1"). Последние люминесцируют на длине волны 1.5 мкм, соответствующей максимуму пропускания оптических волоконных линий связи.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. На примере пористого кремния различной морфологии (мезопористого (мезо-ПК) и нанопористого кремния (нано-ПК)), а также монокристаллических подложек, на которых ПК был сформирован, провести экспериментальное и теоретическое исследование изменений в рекомбинационных процессах при переходе от объемного кремния к системе изолированных кремниевых нанокристаллов.

2. Изучить роль диэлектрического окружения в экситонных процессах в кремниевых квантовых нитях. Провести экспериментальную проверку влияния диэлектрической неоднородности среды на энергию связи экситонов в квантовых нитях ПК.

3. Исследовать факторы, определяющие концентрацию равновесных носителей заряда в ПК.

4. Провести комплексное исследование характеристик фотолюминесценции (ФЛ) упорядоченных слоев кремниевых нанокристаллов в SiC>2 матрице, легированных и нелегированных ионами Ег3+.

Для решения поставленных задач был применен комплекс методов исследования включающих фотолюминесценцию (в температурном интервале от 6 до 450 К), ФЛ с временным разрешением, инфракрасную (ИК) Фурье спектроскопию, спектроскопию электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).

Научная новизна результатов, полученных в диссертации:

1) Обнаружено, что в зависимости от морфологии пористого кремния, релаксация электронного возбуждения в нем может носить бимолекулярный или мономолекулярный характер. Предложена теоретическая модель рекомбинационных процессов в кремниевых наноструктурах.

2) Установлено присутствие равновесных свободных носителей заряда (дырок) в наноструктурах мезо-ПК кремния. Заполнение пор жидким диэлектриком приводит к увеличению концентрации равновесных дырок в мезо-ПК кремнии, в то время как наличие на поверхности нанокристаллов дефектов типа оборванных связей уменьшает ее.

3) Определена энергия ионизации примеси бора в мезо-ПК кремнии. Обнаружено, что в наноструктурах ПК энергия ионизации легирующей примеси бора может увеличиваться по сравнению с кристаллическим кремнием.

4) Исследованы спектры и кинетики ФЛ нелегированных и легированных эрбием многослойных структур квазиупорядоченных кремниевых нанокристаллов в матрице диоксида кремния. Получены данные по влиянию размеров нанокристаллов на ширины спектров и времена релаксации фотолюминесценции ионов эрбия в структурах квазиупорядоченных кремниевых нанокристаллов.

5) Показано, что энергия оптического возбуждения нанокристаллов кремния может с высокой эффективностью передаваться ионам Ег3+ с последующим излучением на длине волны 1.5 мкм. Установлено, что эффективность передачи энергии от нанокристаллов к ионам Ег3+ возрастает с уменьшением размеров кремниевых нанокристаллов и с ростом энергии квантов возбуждающего света.

6) Дано объяснение процесса возбуждения люминесценции ионов эрбия в исследуемых структурах, основанное на диполь-дипольном взаимодействии (механизм Фёрстера) между экситонами в кремниевых нанокристаллах и электронами f- оболочки ионов

Автор защищает:

1) Новые данные о характере релаксации электронного возбуждения в ПК различной морфологии.

2) Новую информацию о факторах, определяющих концентрацию равновесных носителей заряда в ПК.

3) Способ управления величиной энергии ионизации легирующей примеси в наноструктурах ПК.

4) Новые данные о параметрах ФЛ структур упорядоченных слоев кремниевых нанокристаллов в Si02 матрице нелегированных и легированных ионами Ег3"1".

5) Выводы о механизме возбуждения люминесценции ионов эрбия в структурах упорядоченных слоев кремниевых нанокристаллов в SiC>2 матрице.

Научная и практическая ценность.

В результате проведенных исследований были получены новые данные об электронных и оптических свойствах различных наноструктур на основе кремния. Показано, что на основе зависимости интенсивности межзонной ФЛ от интенсивности возбуждения можно судить как о степени локализации носителей заряда, так и о состоянии поверхности в кремниевых наноструктурах. Обнаруженный эффект влияния диэлектриков на концентрацию равновесных свободных носителей заряда в мезо-ПК может быть использован для управления проводимостью в различных электронных приборах. Высокая эффективность возбуждения эрбиевой ФЛ, достигаемая при комнатных температурах в квазиупорядоченных структурах кремниевых нанокристаллов, может представлять практический интерес при разработке оптических усилителей и светоизлучающих устройств для важнейшего в оптических линиях связи диапазона длин волн 1.5 мкм.

Апробация работы.

Материалы, вошедшие в диссертацию, опубликованы в работах [3-17] и докладывались на следующих конференциях: Первая городская студенческая научная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой наноэлектронике, Санкт-Петербург, Россия, 1997; First International Conference on Porous Semiconductors - Science and Technology (PSST-98), Mallorca, Spain, 1998; 5th International Conference on Nanometer-scale Science and Technology, Birmingham, 1998; Second International Conference on Porous Semiconductors - Science and Technology(PSST-2000), Madrid, Spain, 2000; International

Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO-2001), Minsk, Belarus, 2001; X Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам (Ломоносов-2003), Москва, Россия, 2003; Конференция "Ломоносовские чтения-2003", Москва, 2003; 11th International Symp. "Nanostructures: Physics and Technology", St. Petersburg, 2003.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Лисаченко, Максим Геннадьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В работе рассмотрены электронные и оптические свойства различных типов кремниевых наноструктур. Были получены следующие основные результаты:

1. На основе сравнительного исследования ФЛ в пленках мезо-ПК и нано-ПК, а также в образцах кристаллического Si, на которых они были сформированы, выявлены особенности рекомбинации носителей заряда в наноструктурах различной морфологии. Обнаружено, что в зависимости от морфологии пористого кремния, релаксация электронного возбуждения в нем может носить бимолекулярный или мономолекулярный характер.

2. Выполнен расчет параметров экситонов в кремниевых квантовых нитях, окруженных средой с различной диэлектрической проницаемостью. Показано, что энергии связей экситонов в кремниевых квантовых нитях в вакууме составляют сотни миллиэлектронвольт, что определяет их устойчивость при комнатной температуре.

3. Экспериментально исследованы рекомбинационные процессы в слоях пористого кремния в вакууме и после заполнения средами с различной диэлектрической проницаемостью. Установлено хорошее качественное, а порой и количественной соответствие между результатами экспериментов и расчетами в рамках экситонной модели.

4. Установлено присутствие равновесных свободных носителей заряда (дырок) в наноструктурах мезопористого кремния. Конденсация паров диэлектрика в порах приводит к увеличению концентрации равновесных дырок в мезопористом кремнии, в то время как наличие на поверхности нанокристаллов дефектов типа оборванных связей уменьшает ее.

Определена энергия ионизации примеси бора в мезопористом кремнии. Обнаружено, что в наноструктурах пористого кремния энергия ионизации легирующей примеси бора может увеличиваться по сравнению с кристаллическим кремнием за счет неоднородной поляризации среды.

Исследованы спектры и кинетики фотолюминесценции нелегированных и легированных эрбием многослойных структур квазиупорядоченных кремниевых нанокристаллов в матрице диоксида кремния. Получены данные по влиянию размеров нанокристаллов на параметры спектров и времена релаксации как экситонной люминесценции, так и ФЛ ионов эрбия в структурах квазиупорядоченных кремниевых нанокристаллов.

Показано, что энергия оптического возбуждения нанокристаллов кремния может с высокой эффективностью передаваться ионам Ег3+ с последующим излучением на длине волны 1.5 мкм. Установлено, что эффективность передачи энергии от нанокристаллов к ионам Ег3+ возрастает с уменьшением размеров кремниевых нанокристаллов и с ростом энергии квантов возбуждающего света. Дано объяснение процесса возбуждения люминесценции ионов эрбия в исследуемых структурах, основанное на диполь-дипольном взаимодействии (механизм Фёрстера) между экситонами в кремниевых нанокристаллах и электронами f- оболочки ионов

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю профессору Павлу Константиновичу Кашкарову за предоставление интересной темы, неоценимую помощь и всестороннюю поддержку, оказанную при выполнении данной работы. Особую благодарность автор выражает доктору Виктору Юрьевичу Тимошенко за соруководство работой на всех ее этапах.

Автор также глубоко признателен всему коллективу кафедры ОФиМЭ за постоянное внимание и теплое отношение в процессе обучения на кафедре и помощь в работе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Лисаченко, Максим Геннадьевич, 2003 год

1. DJ.Lockwood // Light Emission from Silicon И Academic, Boston 1997.

2. L.C.Kimerling, K.D.KoIenbrander, J.Michel, J.Palm // Light Emission from Silicon И Solid State Phys., 1997, v.50, p. 333

3. V.Yu. Timoshenko, M.G. Lisachenko, Th. Dittrich, V. Lysenko, F. Koch //Free charge carries in mesoporous silicon II, Phys. Rev. B, 2001, v 64, p. 085314

4. M.G. Lisachenko, E.A.Konstantinova, P.K. Kashkarov, and V.Yu.Timoshenko //Dielectric Effect in Silicon Quantum Wires //, Phys. Stat. Sol. (a), 2000, v.182, p. 297-300

5. М.ГЛисаченко, В.Ю.Тимошенко. IIВлияние диэлектрического окружения на экситонный спектр кремниевых квантовых нитей!! Вестник Московского университета. Серия Физика. Астрономия (Moscow University Physics Bulletin) 1999, № 5, стр. 30-33.

6. К.В.Шалимова //Физика полупроводников//Москва, Энергоатомиздат, 1985.

7. В.Л. Бонч- Бруевич., С.Г. Калашников //Физика полупроводников// М.: Наука, 1990.

8. В.А.Кульбачинский //Двумерные, одномерные, нульмерные структуры и сверхрешетки//М.: Физ. фак. МГУ, 1998.

9. H.Takagi, H.Ogawa, Y.Yamazaki, A.Ishizaki, T.Nakagiri // Quantum Size Effects on Photoluminescence in Ultrafine Si Particles // Appl. Phys. Lett., 1990, v.56, p.2379.

10. S.Tong, X.N.Liu, L.C.Wang, F.Yan, X.M.Bao //Visible Electroluminescence from Nanocrystallites of Silicon Films Prepared by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition // Appl. Phys. Lett., 1996, v.69, p.596.

11. L.T.Canham // Silicon Quantum Wire Array Fabrication by Electrochemical and Chemical Dissolution of Wafers // Appl. Phys. Lett., 1990, v.57, p.1046-1048.

12. G.D.Sanders, Y.C. Chang //Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon// Physical Review B, 1992, v. 45, n. 16, p. 9202- 9213.

13. Ю.В.Копаев., C.H. Молотков, C.C. Назин //Размерный эффект в квантовых проводахкремния// Письма в ЖЭТФ, 1992, т. 55, вып. 12, стр. 696- 700.

14. О. Bisi, S. Ossicini, L. Pavesi // Porous silicon: a quantum sponge structure for silicon based optoelectronics II Surface Science Rep., 2000,38, pp. 1- 126.

15. А.П.Силин // Полупроводниковые сверхрешетки IIУФН, 1985, т. 149, с.485.

16. R.People, S.A.Jeckson // Indirect, Quasidirect, and Optical Transitions in the Pseudomorphic (4x4)- Monolayer Si-Ge Strained- Layer Superlattice on Si (001)H Phys.Rev. В., 1987,36, p. 1310.

17. J.Endvall, J.Olajos, H.G.Grimmeis, H.Presting, H.Kibbel, E.Dasper I I Electroluminescence at Room Temperature of a SimGe„ Strained- Layer Superlattice И Appl. Phys. Lett., 1993, v.63, p.491.

18. DJ.B.Lockwood HLight Emission in Silicon Nanostructuresll Nanoscale Sci. & Technol. 1998, Ser.E, v.348, pp. 185-209.

19. R.L.Smith, S.D.Collins //Porous silicon formation mechanisms // J. Appl. Phys., 1992, v.70, pp.Rl-R30.

20. G.Bomchil, A.Halimaoi, R.Herino UPorous Silicon: the Material and Its Application in Silicon-on-Insulator technologies!I Appl. Surf. Sci., 1989, v.41/42, pp.604-613.

21. T.Shimizu-Iwayama, S.Nakao, K.Saitoh //Visible photoluminescence in Si + -implanted thermal oxide films on crystalline Si// Appl. Phys. Lett. 1994, 65, p. 1814-1816.

22. K. S. Min, K.V. Shcheglov, С. M. Yang, H. A. Atwater, M. L. Brongersma, A. Polman I I Defect-related versus excitonic visible light emission from ion beam synthesized Si nanocrystals in Si02ll Appl. Phys. Lett., 1996, 69, p. 2033 -2035.

23. H. Z. Song, X. M. Bao //Visible photoluminescence from silicon-ion-implanted Si02sfilm and its multiple mechanisms И Phys. Rev. B, 1997, 55, pp. 6988 -6993.

24. T. Shimizu-Iwayama, N. Kurumado, D. E. Hole, P. D. Townsend //Optical properties of silicon nanoclusters fabricated by ion implantation!/ J.Appl. Phys., 1998, 83, pp. 6018-6022.

25. S. Hayashi and K. Yamamoto //Optical properties of Si-rich Si02 films in relation with embedded Si mesoscopic particlesII J. Lumin., 1996, 70, pp. 352 -363.

26. U. Kahler, H. Hofmeister //Visible light emission from Si nanocrystalline composites via reactive evaporation of SiO!I Optical Mater., 2001,17, pp. 83 -86.

27. M. Zacharias, J. Heitmann, R. Shcholz,U. Kahler, M.Schmidt, J. Biasing I I Size-controlled highly luminescent silicon nanocrystals: A Si0/Si02 superlattice approach// Appl. Phys. Lett., 2002, 80, pp. 661 -663.

28. B.C. Бабиченко, JI. В. Келдыш, А. П. Силин ИКулоновское взаимодействие в тонких полупроводниковых и полуметаллических нитях// ФТТ, 1980, т. 22, в. 4 стр. 1238- 1240.

29. Л. В. Келдыш ИКулоновское взаимодействие в тонких пленках полупроводников и полуметаллов // Письма в ЖЭТФ, 1979, 29, № 11, стр. 716- 719.

30. Н. С. Рытова //Экранированный потенциал точечного заряда в тонкой пленке// Вестник МГУ, Физика, Астрономия, 1967,30, № 3, стр. 30- 37.

31. А. В. Чаплик, М. В. Энтин //Заряженные примеси в очень топких слоях// ЖЭТФ, 1971, т. 61, вып. 6, стр. 2496- 2503.

32. Д. Д. Иваненко, А. А. Соколов //Классическая теория поля// Л.: ГИТТЛ, 1949.

33. Е.А. Муляров, С.Г. Тиходеев I/Диэлектрическое усиление экситонов в полупроводниковых квантовых нитях// ЖЭТФ, 1997, т. 111, вып. 1,стр. 274- 282.

34. В.В. Батыгин, И.Н. Топтыгин //Сборник задач по электродинамике// М.: Наука, 1970.

35. X.F. Не HExcitons in anisotropic solids: The model of fractional- dimensional space// Phys. Rev. В., 1991, v.43, n.3, p.2063-2069.

36. M. Shinada, S. Sugano Ulnterband optical transition in extremely anisotropic semiconductors. 1. Bound and unbound exciton absorption// J. Phys. Soc. Japan, 1966, v.21, n.10, pp. 1936-1946.

37. R. Loudon //One- dimensional hydrogen atom// Am. J. Phys., 1959, v. 27,n.9, p.649.

38. Двуреченский А.В., Качурин Г.А., Нидаев Е.В., Смирнов Л.С. //Импульсный отжиг полупроводниковых материалов// М., Наука, 1982.

39. В. И. Гавриленко, А. М. Грехов, Д. В. Корбутяк, В. Г. Литовченко //Оптические свойства полупроводников I/ Киев, Наукова думка, 1987.

40. T.Schmidt, К. Lischka, W. Zulehner // Excitation-power dependence of the near-band-edge photoluminescence of semiconductors!/ Phys. Rev. B, 1992, 45, 8989-8994.

41. M.Lannoo, C.Delerue, G.Allan //Theory of radiative and nonradiative transitions for semiconductor nanocrystals// Journal of Lumin., 1996, 70, pp. 170-184.

42. D. J. Lokwood, Z. H. Liu, J. M. ЪшЫгмПQuantum Confined Luminescence in Si/Si02 SuperlatticesH Phys. Rev. Lett., 1996, 76, pp. 539 -541.

43. A. G. Cullis, L. T. Canham, P. D. J. Calcott // The structural and luminescence properties of porous silicon // J. Appl. Phys., 1997, 82, pp. 909 -965.

44. D.Kovalev, H.Heckler, G.Polisski, F.Koch // Optical Properties of Si Nanocrystals// Phys. Stat. Sol (b), 1999, v.215, p. 871

45. П.К. Кашкаров, Б.К. Каменев, E.A. Константинова, А.И. Ефимова, А.В. Павликов, В.Ю. Тимошенко //Динамика неравновесных носителей заряда в кремниевых квантовых нитях//УФН, 1998, т.168, №5, с.577-582.

46. L.Canham //Properties of Porous Silicon// INSPEC, London, 1997, p. 99.

47. A.J.Read, R.J.Needs, K.J.Nash, L.T.Canham, P.D.J.Calcott, A.Qteish 11 First-principles calculations of the electronic properties of silicon quantum wires // Phys. Rev. Lett., 1992, 69, pp. 1232-1235.

48. Y.M.Niquet, C.Delerue, G.Allan, M.Lannoo //Method for tight-binding parametrization: Application to silicon nanostructures // Phys. Rev. B, 2000, 62, pp. 5109 -5116.

49. A.Grosman, С. Ortega I I Properties of Porous Silicon// edited by L.Canham, INSPEC, London,1997, p. 328.

50. G.PoIisski, D.Kovalev, G. G.Dollinger, T.SuIima, F.Koch // Boron in mesoporous Si — Where have all the carriers gone? U Physica B, 1999,273-274, pp.951 -954.

51. M. Ben-Chorin //Properties of Porous Silicon// edited by L.Canham, INSPEC, London, 1997, p. 165.

52. L.A.Balagurov, D.G.Yarkin, E.A.Petrova //Electronic transport in porous silicon of low porosity made on ap+ substrate// Mater. Sci. Eng. B, 2000, B69-B70, pp. 127 -131.

53. V.Lehmann, F.Hofmann, F.Moller, U.Griining //Resistivity of porous silicon: a surface effect// Thin Solid Films, 1995, 255, pp. 20 -22.

54. R.Schwarz, F.Wang, M.Ben-Chorin, S.Grebner, A.Nikolov, F.Koch UPhotocarrier grating technique in mesoporous silicon!/ Thin Solid Films, 1995, 255, pp. 23 -26.

55. R.Tsu, D.Babic HDoping of a quantum dotll Appl. Phys. Lett., 1994,64, pp. 1806 1808.

56. M. Lannoo, C.Delerue, G.Allan UScreening in Semiconductor Nanocrystallites and Its Consequences for Porous Silicon!I Phys. Rev. Lett., 1995, 74, pp. 3415 -3418.

57. J.Simons, T.I.Cox, M.J.Uren, P.D.J.Calcott //The electrical properties of porous silicon produced from n+ silicon substrates// Thin Solid Films, 1995, 255, pp. 12 -15.

58. G. S. Pomrenke, P. B. Klein, D. W. Langer //Rare Earth Doped Semiconductors!/, Mat.Res.Soc. Symp.Proc., 1993, vol. 301, MRS, Pittsburgh.

59. K. Iga, S. Kinoshita //Progress Technology for Semiconductors Lasers!!, Springer Ser. In Mater Sci., 1996, vol. 30, Springer-Verlag, Berlin.

60. H.Ennen, J.Schneider, G.Pomrenke, A.Axmann Н1.54-цт Luminescence of Erbium-Implanted III- V Semiconductors and Silicon // Appl. Phys. Lett., 1983, v.43, p.943.

61. F.Priolo, G.Franzo, S.Coffa, A.PoIman, S.Libertino, D.Carey // The Erbium Impurity Intetaction and its Effects on the 1.54 цт Luminescence of Er3+ in Crystalline Silicon II Appl. Phys., 1995, v.78, p.3874.

62. A.Terrasi, F.Priolo, G.Franzo, S.Coffa, F.D'Acapito, S.Mobilio // EXAFS Analysis of Er Sites in Er-0 and Er-F co-Doped Crystalline Si И J. Luminescence, 1999, v.80, p.363.

63. J.D.Carey, R.Barklie, J.F.Donegan, F.Priolo, G.Franzo, S.Coffa IIEPR Study of Erbium -Impurity Complexes in Silicon II J. Luminescence, 1999, v.80, p.297.

64. W.Jantsch, S.Lanzerstorfer, L.Palmetshofer, M. Stepekhova, H.Preier //Different Er Centers in Si and Their Use for Electroluminescent Devices//J. Luminescence, 1999, v.80, p. 9.

65. S.Coffa, F.Priolo, G.Franzo, V.Bellani, A.Camera, C.Spinella HOptical activation and excitation mechanisms of Er implanted in Sill Phys.Rev. В., 1993, 48, pp. 11782 -11788.

66. D.L.Adler, D.C.Jacobson, D.J.Eaglesham, M.A.Marcus, J.L. Benton, J.M.Poate, P.H.Citrin // // Appl. Phys. Lett., v.61, p.2182 (1992).

67. H. Przybylinska, W.Jantsch, Yu.Suprun-Belevich, M. Stepekhova, L.Palmetshofer, G.Hendorfer, A.Kozanecki, R.J.Wilson, B.J.Sealy // Optically active erbium centers in silicon!/ Phys.Rev. В., 1996,54, p.2532 -2547.

68. WJantsch, S.Lanzerstorfer, M. Stepekhova, H.Preier, L.Palmetshofer // // Solid State Phenomena, v.69-70, p.53 (1999).

69. В.Х.Кудоярова, А.Н.Кузнецов, Е.И.Теруков, О.Б.Гусев, Ю.А.Кудрявцев, Б.Я.Бер,

70. Г.М.Гусинский, W.Fuhs, G.Weiser, H.Kuehne // Влияние кислорода на интенсивностьфотолюминесценции Er (1.54 мкм.) в пленках a-Si:H, легированных эрбием!I ФТП, 1998, т.32, с. 1384.

71. J.S. Custer, E.Snoeks, A.Polman, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 235, 51 (1992)

72. G.N. van den Hoven, J.H.Shin, A.Polman, S.Lombardo, S.U.Campisano HErbium in oxygen-doped silicon: Optical excitation!! J.Appl. Phys., 1995, v.78, pp. 2642 -2650.

73. W.Fuhs, I.Ulber, G.Weiser, M.S.Bresler, O.Gusev, A.N.Kuznetsov, V.Kh.Kudoyarova, E.I.Terukov, I.N.Yassievich // Excitation and Temperature Quenching of Er-Induced Luminescence in a-Si:H<Er>f! Phys.Rev. B, 1997, 56, p.9545.

74. O.Gusev, M.S.Bresler, A.N.Kuznetsov, V.Kh.Kudoyarova, P.Pak, E.I.Terukov, K.Tsendin, I.N.Yassievich, W.Fuhs, G.Weiser // Room-Temperature Electroluminescence of Er-Doped Hydrogenated Amorphous Silicon!! J. Non-Crystall. Sol., 1998, v.227-230, p.l 164.

75. В. V. Kamenev, V. Yu. Timoshenko, E. A. Konstantinova, V. Kh. Kudoyarova, E. I. Terukov, P. K. Kashkarov IITime-resolved photoluminescence of erbium centers in amorphous hydrogenated silicon II J. Non-Crystall. Sol., 2002, 299, pp. 668 -672.

76. M. Schmidt, M. Zacharias, S. Richter, P. Fisher, P. Veit, J. Biasing, B. BreegerHEr doping of nanocrystalline-Si/Si02 superlattices/l Thin Sol. Film., 2001,397, pp. 211 -215.

77. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., IIКвантовая механика. Нерелятивистская теория!I, М.: Наука, 1989.

78. Е. Янке, Ф. Эмде, Ф. Леш IСпециальные функции!/, М.: Наука, 1977.

79. Р. П. Федоренко //Введение в вычислительную физику// МФТИ, 1994.

80. П.К. Кашкаров, Е.А.Константинова, С.А. Петрова, В.Ю. Тимошенко, А.Э. Юнович ПК вопросу о температурной зависимости фотолюминесценции пористого кремни // ФТП, 1997, т.31, вып.6, с.745-748.

81. D. A. G. Bruggeman //Berechnung verschiedener physikalisher Konstanten von heterogen SubstanzenH Annalen der Physik, 1935, v.24, pp.636-664.

82. I. H. Campbell, P. M. Fauchet //The effects of microcrystal size and shape on the one phonon Raman spectra of crystalline semiconductors// Sol. St. Comm., 1986,58, pp. 739 741.

83. В. Ф. Киселев, О. В. Крылов //Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках/У М., Наука, 1979.

84. Е.А. Konstantinova, Р.К. Kashkarov, V.Yu. Timoshenko //Spin centers peculiarities in nanostructures of porous silicon!/ Phys. Low-Dim. Struct., 1995, v. 12, pp. 127-131.

85. H. J. Bardeleben, D. Stievenard, A. Grosman, C. Ortega, J. Siejka ПDefects in porous p-type Si: An electron-paramagnetic-resonance study// Phys. Rev. B, 1993, 47, pp. 10899-10902.

86. E.A. Konstantinova, Th.Dittrich, V.Yu. Timoshenko, P.K. Kashkarov //Adsorption-induced modification of spin and recombination centers in porous silicon// Thin Solid Films, 1996, 276, pp. 265 -267.

87. G.C. John, V.A. Singh UPorous silicon: theoretical studies!! Phys. Rep., 1995, v. 263, pp. 63-151.

88. A.O.E.Animalu ПIntermediate Quantum Theory of Crystalline Solids!/ Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1977.

89. J. Valenta, R. Juhasz, J. Linnros l/Photoluminescence spectroscopy of single silicon quantum dots// Appl. Phys. Lett., 2002, 80, pp. 1070 1072.

90. J.Linnros, N.Lalic, A.Galeckas, V.Grivickas IIAnalysis of the stretched exponential photoluminescence decay from nanometer-sized silicon crystals in Si О2/I J. Appl. Phys., 1999, 86, p. 6128.

91. Roman H. Eduardo, L.Pavesi // Monte Carlo simulations of the recombination dynamics in porous silicon II J. Phys.: Condens. Matter, 1996,8, pp. 5161- 5187.

92. J.C.Vial, A.Bsiesy, F.Gaspard, R. Herino, M. Ligeon, F. Muller, R. Romestain // Mechanisms of visible-light emission from electro-oxidized porous silicon!I Phys. Rev. B, 1992, 45, pp.14171 14176.

93. K. Watanabe, M. Fujii, S. Hayashi IIResonant excitation of Er3 + by the energy transfer from Si nanocrystals // J. Appl. Phys., 2001, 90, pp. 4761 -4767.

94. B.M. Агранович, М.Д. Галанин, ППеренос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах!I Москва, "Наука", 1978.