Физико-химические условия устойчивости легированных марганцем нанослоев арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Терентьева, Юлия Владимировна

• Терентьева, Юлия Владимировна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Терентьева, Юлия Владимировна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1 Физико-химические свойства магнитных полупроводников

1.1 Кристаллохимические особенности соединений А3В5, А2В4С52 и МпАв

л с

1.1.1 Кристаллохимические особенности соединений А В

1.1.2 Кристаллохимические особенности соединений А2В4С52

1.1.3 Кристаллохимические характеристики МпАэ

1.2 Полупроводники типа А3В5 и А2В4С52, легированные марганцем

1.2.1 Разбавленные магнитные полупроводники

1.2.2 Высокотемпературные ферромагнитные полупроводники

3 2

ГЛАВА 2 Методы компьютерного моделирования наносистем А Ав, А В АБг, легированных марганцем

2.1 Построение тополого- геометрических моделей легированных марганцем полупроводников А3Аб, А2В4Аб2

2.1.1 Тополого-геометрическая модель нанослоя МпАб

О -2

2.1.2 Тополого-геометрическая модель нанослоев и А АбгМп

2.1.3 Тополого-геометрическая модель нанослоев А2В4Аз2 и А2В4А82:Мп

2.2 Расчет параметров связей соединений

А3Аб, А2В4Аз2 и МпАб методом нелокального функционала плотности

2.3 Компьютерное моделирование устойчивости наносистем состава

А3Аз:Мп и А2В4А82:Мп методами молекулярной механики

ГЛАВА 3 Термодинамическая устойчивость низколегированных нанослоев арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов

3.1 Термодинамическая устойчивость легированных марганцем нанослоев арсенида галлия

3.2 Термодинамическая устойчивость легированных марганцем нанослоев А3Аб (А3 = А1,1п)

3.3 Термодинамическая устойчивость легированных марганцем нанослоев А2В4Аб2 (А2 = С<1, Ъщ В4 = Бь ве, вп)

Заключение

Библиографический список

Приложение А

Приложение Б

и

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические условия устойчивости легированных марганцем нанослоев арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов»

ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие радиотехники в начале и середине 20-го века привело к необходимости миниатюризации электронных приборов. Возможности уменьшения габаритов и энергопотребления электромагнитных реле и электронных ламп быстро исчерпали себя. Вместе с этим возникли новые задачи, решаемые с помощью этих приборов - обработка и хранение информации, управление сложными техническими объектами и технологическими процессами в реальном времени. Новые задачи потребовали, помимо уменьшения размеров и снижения потерь энергии, увеличения быстродействия электронных приборов.

Создание полупроводниковых диодов в конце XIX в. и основных типов транзисторов в 1947-1952 гг. привело к бурному росту числа исследований в области физики полупроводников и технологий полупроводниковых приборов [1].

В начале XXI века миниатюризация элементов твердотельной электроники практически остановилась, был достигнут принципиальный предел, позволяющий работать полупроводниковому прибору без угрозы разрушения его выделяемым теплом.

Перспективным способом расширения возможностей полупроводниковых приборов является использование переноса спин-ориентированного электрона из ферромагнетика в немагнитный полупроводник [2]. В последние десятилетия научные изыскания в данной области физики твердого тела существенно интенсифицировались. Результаты этих исследований позволяют создать спин-информационные системы и устройства на их основе. Это перспективная наука, использующая для хранения и передачи информации, в отличие от микроэлектроники, не только заряд электрона, но и его спин. Данное направление исследований получило название спин-транспортной электроники, или спинтроники.

Целью спинтроники является разработка устройств, способных одновременно управлять зарядовыми и спиновыми свойствами носителей.

Материалы, используемые в спинтронике, должны обладать следующими свойствами [3]:

1. Сохранение ферромагнитных свойств материалов с подвижными носителями тока при условиях эксплуатации полупроводниковых приборов (при комнатной температуре и выше);

2. Сохранение структуры и физико-химических свойств исходных полупроводниковых матриц без ухудшения их полезных характеристик наряду с приобретением требуемых магнитных свойств;

3. Технологичность и доступность методик синтеза материалов и возможность встраивания изделий из них в обычные полупроводниковые интегральные схемы [4, 5].

Наиболее перспективными материалами, удовлетворяющими указанным условиям, считаются полупроводниковые соединения типа А3В5, кристаллизующиеся в решетке сфалерита. Если некоторые атомы А3 в таких соединениях случайным образом заменить атомами Зс1-переходных металлов, с незаполненными оболочками, то образуются так называемые разбавленные магнитные полупроводники (РМП), которые и являются одними из перспективных материалов спин-троники. Предпочтительность использования марганца в качестве легирующего элемента обусловлена строением атома, в состав которого входит пять Зс1-неспаренных электронов, что обеспечивает максимальное число спин-ориентированных электронов. Важно, что РМП способны сохранять кристаллическую структуру однородной, характерную для полупроводников. Их отличительной особенностью является зависимость магнитных свойств от концентрации легирующих элементов. Не меньший интерес представляют полупроводники типа А2В4С52, которые являются изоэлектронными аналогами соединений А3В5. Синтез ферромагнитных полупроводников на их основе, ознаменовал появление новых материалов спинтроники - высокотемпературных ферромагнитных полупроводников (ВТФП). В этих соединениях примеси марганца способны замещать не только элементы А2, но и элементы В4.

Основным препятствием для получения насыщенных магнитными ионами полупроводниковых нанослоев является их тенденция к расслоению на магнитную и полупроводниковую фазы уже при небольшом (порядка 3-5 атом. %) ко-

личестве легирующих добавок. Физико-химический механизм потери термодинамической устойчивости структурно однородных низколегированных марганцем нанослоевых полупроводниковых систем А3Аз и А2В4Аб2 заключается в образовании нарушающих структурную однородность магнитного полупроводника наноразмерных зародышей фазы ферромагнетиков МпАб или МпВ4Аз2.

с

При высокой концентрации марганца на поверхности образцов А В образуется новая фаза ферромагнетика МпАэ с кристаллической структурой, отличной от структуры цинковой обманки. Многофазность и понижение симметрии кристаллической решетки до орторомбической приводят к резкому ухудшению опто-электронных свойств материала. Соединения, представляющие собой полностью замещенные халькопириты, по своим полупроводниковым свойствам значительно отличаются от исходных халькопиритов, и не могут быть использованы в спин-тронике [5].

Физико-химические механизмы этих деструктивных в спинтронике процессов релаксации магнитных полупроводников остаются неизвестными, поэтому их исследование - актуальная задача. Наиболее детальное исследование этих механизмов требует привлечения методов компьютерного моделирования процессов релаксации легированных марганцем твердых растворов арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов при различных температурах, концентрациях легирующего элемента, структурной и концентрационной неоднородности.

Общий план диссертации включает в себя создание компьютерных тополо-го-геометрических моделей структурной и концентрационной неоднородностей легированных атомами марганца полупроводников (арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов), расчет межатомных потенциалов методом нелокального функционала плотности, исследование температурных и концентрационных интервалов устойчивости структурной однородности легированных марганцем нанослоевых полупроводников методом молекулярной механики с учетом энтропийного фактора.

Работа выполнена в рамках приоритетного направления науки, технологий и техники РФ «Индустрия наносистем и материалов» и критических технологий РФ «Нанотехнологии и наноматериалы» (Указ Президента РФ, 2006 г.), приоритетного направления науки, технологий и техники РФ «Индустрия наносистем» и критических технологий РФ «Компьютерное моделирование наноматериалов, наноустройств и нанотехнологий», а также «Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии» (Указ Президента РФ, 2011 г.) при поддержке программ Федерального агентства по образованию и Министерства образования и науки РФ (№ 01.2.006 06607; № 01 2009 57020; № 01201171592), грантов РФФИ (№08-0800053 а; №10-08-98000-р_сибирь_а; № 11-03-98037-р_сибирь_а; № 11-08-92205-Монг_а)

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является исследование термодинамической устойчивости структурной однородности легированных марганцем нанослоев ар-сенида галлия и его изоэлектронных аналогов методами компьютерного моделирования.

Достижение заявленной цели осуществляется путем решения следующих конкретных задач:

1. Построить компьютерную модель структурно-неоднородных легированных марганцем нанослоев полупроводниковых систем А3Аб и А2В4Аз2.

2. Исследовать термодинамическую устойчивость структурной однородности легированных марганцем нанослоев ваАз методом молекулярной механики с учетом энтропийного фактора.

3. Исследовать термодинамическую устойчивость структурной одно-

3 3 2 4

родности нанослоев полупроводниковых систем А Аэ (А = А1, 1п) и А В Аз2 (А2 = Сс1, В4 = Бг, Ое, 8п), легированных марганцем, методом молекулярной механики с учетом энтропийного фактора.

Научная новизна.

1. Впервые в рамках компьютерной имитации построены компьютерные модели квантовой релаксации нанослоевых систем арсенидов А3Аб и А2В4Аб2, легированных марганцем, содержащие большое число (6400) атомов.

2. Впервые исследованы термодинамические условия устойчивости структурной однородности наноструктур слоевых полупроводниковых систем

3 2 4

А Аб:Мп, А В Аз2:Мп методом молекулярной механики с учетом энтропийного фактора.

3. В работе впервые сравнивается устойчивость структурной однородности нанослоев легированных марганцем полупроводниковых систем А3Аз:Мп и А2В4Аб2:Мп при различных температурах термостата.

Теоретическая и практическая значимость результатов работы заключается в создании компьютерной модели полупроводниковых наносистем А3Аб:Мп и А2В4А82:Мп спинтроники, позволяющей изучать процессы деструкции их наноструктур в различных интервалах температур и концентраций легирующего элемента в равновесном режиме релаксации. Практическая значимость работы заключается в том, что для легированных марганцем нанослоевых систем А3Аз и получены пределы концентраций легирующего элемента, обеспечивающие устойчивость заданной наноструктуры полупроводниковых соединений, а также во внедрении результатов работы в учебный процесс кафедры физической и коллоидной химии Алтайского государственного университета в качестве лабораторного практикума по спецкурсам кафедры.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Комплексное компьютерное моделирование равновесной термодинамической релаксации наносистем позволяет обосновать физико-химические условия достижения устойчивости структурной однородности низколегированных марганцем нанослоевых полупроводниковых систем А3Аб и А2В4Аз2.

2. Термодинамическая устойчивость структурной однородности низколегированных марганцем нанослоев арсенида галлия возрастает с повышением температуры и уменьшением концентрационной неоднородности распределения легирующих атомов марганца независимо от их концентрации для всех исследованных физико-химических условий равновесной термодинамической релаксации.

3. Независимо от сложного химического состава полупроводника и концентрации атомов марганца для всех исследованных физико-химических условий равновесной термодинамической релаксации устойчивость структурной однородности низколегированных марганцем нанослоевых полупроводниковых систем А3Аб (А3 = А1,1п) и А2В4Аз2 (А2 = Сс1, В4 = 81, ве, Бп) возрастает с уменьшением концентрационной неоднородности распределения легирующих атомов марганца и повышением температуры.

Достоверность полученных результатов

Достоверность полученных результатов базируется на обоснованности используемых в работе физико-химических подходов и компьютерных моделей. Комплексное моделирование нанослоевых систем проведено с использованием комбинирования их тополого-геометрического описания, расчета методом функционала плотности межатомных потенциалов и метода молекулярной механики для описания релаксации. Эти методы неоднократно применялись в других исследованиях и давали адекватные результаты. Полученные в работе результаты качественно и удовлетворительно количественно согласуются с имеющимися в литературе экспериментальными данными.

Конкретное личное участие автора в получении научных результатов, изложенных в диссертации

1. Созданы компьютерные модели наноструктур легированных атомами марганца полупроводников (арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов) и

рассчитаны для них межатомные потенциалы методом нелокального функционала плотности.

2. Построены комплексные компьютерные имитации равновесной термодинамической релаксации исследованных наносистем.

3. Методами молекулярной механики с учетом энтропийного фактора исследованы температурные и концентрационные интервалы устойчивости структурной однородности легированных марганцем нанослоевых полупроводников, получены критические концентрации атомов марганца и величины концентрационной неоднородности их распределений, при которых формируются нанострук-турные зародыши деструктивной фазы - арсенида марганца.

Апробация работы

Результаты работы докладывались на X городской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь - Барнаулу» 2008 г.; XXXVI, XXXVII, XXXVIII, XXXIX научных конференциях студентов, магистрантов, аспирантов и учащихся лицейных классов по секции аспирантов и магистрантов ХФ АлтГУ (2009-2012 гг.); на VI и VII Международных конференциях студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» в Томске, 2009, 2010 гг.; на Международной конференции «E-MRS Fall Meeting» в Варшаве 2009 и 2011 гг; на X юбилейной всероссийской научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» в Томске, 2009 г.; на XI и XIII Всероссийских научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» в Томске, 2010 и 2012 гг.; на II Международной конференции «Техническая химия: от теории к практике» в Перми, 2010 г.; в открытой школе-конференции стран СНГ «Ультрамелкозернистые инаноструктурные материалы» в Уфе, 2010 г.; на IV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» в Бийске, 2011 г.; на первой Международной конференции «Развитие нанотехнологий: задачи международных и региональных

научно-образовательных и научно-производственных центров», в Барнауле,

2012 г.; на конференции «Химия в федеральных университетах», в Екатеринбурге,

2013 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 20 работ: 5 статей в рецензируемых журналах (из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК); 1 коллективная монография; 8 статей в сборниках трудов международных и всероссийских конференций, 6 тезисов докладов конференций.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы (101 наименование) и двух приложений (15 таблиц). Работа изложена на 112 страницах, включая 16 таблиц и 44 рисунка.

Краткое содержание работы Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цели и задачи работы, ее научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлены выносимые на защиту научные положения.

В первой главе представлены кристаллохимические особенности исследуемых соединений А3В5 и А2В4С52.

Показано современное состояние теории строения и исследования проблемы физико-химической устойчивости разбавленных магнитных полупроводников и высокотемпературных ферромагнитных полупроводников.

РМП на основе матриц типа А3В5 считаются перспективными с инженерной точки зрения. Эти РМП сохраняют кристаллическую структуру полупроводниковой матрицы и изоэлектронны кремнию. Отличительной особенностью данного класса магнитных полупроводников является зависимость их температуры Кюри (7у и других магнитных свойств от концентрации легирующего элемента. Термо-

динамический предел растворимости марганца в матрице полупроводников типа

3 5

А В может быть преодолен с использованием низкотемпературной (Т < 523 К) молекулярно-пучковой эпитаксии. Однако применение метода молекулярно-пучковой эпитаксии приводит к возникновению неконтролируемых дефектов структуры, ухудшающих полезные свойства образцов. Установлено, что рост однофазного материала (Ga,Mn)As при Т ~ 473 - 523 К приводит к замещению атомов подрешетки Ga примесями Мп. При высокой концентрации Мп на поверхности образцов (Ga,Mn)As образуется новая фаза металлического ферромагнетика MnAs с кристаллической структурой, отличной от структуры цинковой обманки. Многофазность и понижение симметрии кристаллической решетки до ортором-бической приводят к резкому ухудшению оптоэлектронных свойств материала.

1 с

Дефекты в системах типа А В :Мп можно устранить долговременным контролируемым отжигом. Именно РМП-материалы считаются наиболее перспективными для спинтроники, так как их температуры Кюри могут быть выше комнатной температуры.

Еще одним перспективным классом спинтронных материалов считаются полупроводниковые соединения типа А2В4С52, в основном обладающие структурой халькопирита. Анализ свойств ВТФП типа А2В4С52 показывает, что по сравнению с РМП примеси Мп2+в них могут замещать как атомы А2 так и атомы В4.

Во второй главе описываются методы компьютерного моделирования при изучении физико-химических условий устойчивости исследуемых наносистем A3As и A2B4As2, легированных марганцем. Описывается построение геометрических моделей легированных марганцем полупроводников A3As, A2B4As2 и MnAs с помощью модуля «Crystals» программного пакета HyperChem 6.0 и известных параметров решеток и координат атомов в кристаллической решетке. Даны схемы расчета энергии взаимодействия между атомами в молекуле по известной методике нелокального орбитально-оболочечного функционала плотности (ООФП), который осуществлялся непосредственно компьютерной программой WINBOND. С помощью этого комплекса найдены вариационным методом параметры электрон-

ных оболочек атомов А1, Оа, 1п, Ъп, Сё, 81, Ое, 8п, Аб и Мп. С их применением рассчитаны кривые энергии связи и равновесные параметры пар атомов в соединениях состава А3В5, А2В4С52 и их пар с атомом марганца. С использованием парных потенциалов проведен расчет термодинамической устойчивости механохи-мических нанопленок с постоянным числом атомов каждого сорта во внешних условиях изотермического-изохорического термостата, которая описывается минимальностью свободной энергии Гельмгольца (Б = и - ТБ). Релаксация наноструктур методом молекулярной механики проводилась с использованием средств программного комплекса «КомпНаноТех». В рамках квантовой статистической механики энтропия определялась стандартно - числом неразличимых по перестановке атомов микросостояний по формуле Б = к1шС2. Исследование устойчивости механохимических нанослоев с различной концентрацией атомов марганца было выполнено для двух температур (Т = 77 К и Т = 298 К).

В главе 3 представлен анализ механизмов и закономерностей устойчивости наносистем состава А3Аз:Мп и А2В4А82:Мп. Обсуждение ведется с привлечением результатов компьютерного моделирования этих наносистем в рамках метода молекулярной механики, расчетов внутренней энергии, энтропии и свободной энергии Гельмгольца для нанопленок состава А3Аб:Мп и А2В4Аб2:Мп в рамках заявленных моделей.

Методом молекулярной механики было показано, что устойчивость нелегированных нанослоев заданной конфигурации в ряду систем А1Аб - ОаАэ - 1пАз уменьшается. Устойчивость нанослоев заданной конфигурации в ряду систем С(ЮеАз2 - 2п81Аз2 - Сё8пАз2 - 2гЮеАз2 - 7п8пАз2 со структурой сфалерита уменьшается. Для систем со структурой халькопирита характерно уменьшение устойчивости в ряду Сс181А82 - СсЮеАвг - Сс18пА82 - гп81Аз2 - 7пСеАз2.

Нелегированные нанослои СсЮеАз2, Сс18пА82 и гп81Аз2 проявляют большую устойчивость в структуре сфалерита, а нанослой 2пОеАБ2 более устойчив в состоянии с кристаллической решеткой халькопирита.

Для всех легированных марганцем полупроводниковых систем А3Аз и

A2B4As2 в исследуемом интервале концентраций (0 - 6,25 атом. %) при температуре Т = О К наибольшую устойчивость проявляют системы со структурной и концентрационной неоднородностью, вне зависимости от состава и концентрации легирующего элемента.

В рассмотренных системах рост температуры, за счет энтропийного фактора, термодинамически стабилизирует состояния со структурной и концентрационной однородностью. Существенное влияние на структурную однородность наносистемы, оказывает ее концентрационная однородность по распределению атомов марганца в полупроводнике. С возрастанием концентрационной неоднородности термодинамическая устойчивость структурно однородных систем понижается. Наименее устойчивыми оказываются системы со структурной однородностью, но с максимальной концентрационной неоднородностью. Именно такие состояния формируются на начальной стадии легирования полупроводниковых нанослоевых систем.

При создании в эксперименте на начальном этапе наименее устойчивых однородных по структуре и максимально неоднородных по концентрации систем должна наблюдаться их релаксация через область метастабильных структурно-неоднородных состояний, имеющих зародыши MnAs. Между собой они различаются степенью неоднородности распределения концентрации атомов марганца.

Прохождение через эти метастабильные состояния сопровождается различными эффектами при низкой (77 К) и высокой (298 К) температуре. При температуре Т = 77 К для всех концентраций (0 - 6,25 атом. %) в этом метастабильном состоянии при консервации начальной концентрационной неоднородности система теряет структурную однородность. В результате диффузного затруднения при низких температурах происходит задержка во времени перехода в нижележащее по свободной энергии состояние с однородной структурой и однородной концентрацией.

Для температуры Т = 298 К при концентрациях марганца, находящихся в интервале до 1,67 - 2,68 атом. % для различных соединений, переход в равновесное состояние с однородной концентрацией и структурой происходит за счет по-

следовательных процессов выравнивания концентрации марганца и затем исчезновения структурной неоднородности. При концентрациях, выше указанных и вплоть до 6,25 атом. %, переход из состояния с концентрационной и структурной неоднородностью в однородное по структуре и концентрации состояние затрудняется консервацией концентрационной неоднородности распределения атомов марганца в матрице полупроводника. Это объясняет причины наблюдаемых следов зародышей низкосимметричной фазы МпАб в высокотемпературных (свыше 300 К) экспериментах, для концентраций, превышающих 3 %, и их отсутствие в области концентраций от нуля до трех процентов марганца.

ГЛАВА 1 Физико-химические свойства магнитных полупроводников

1.1 Кристаллохимические особенности соединений А3В5, А2В4С52 и MnAs 1.1.1 Кристаллохимические особенности соединений А3В5

При взаимодействии элементов Illa и Va подгрупп периодической системы Менделеева образуются кристаллические полупроводниковые соединения, называемые соединениями типа А3В5. Они представляют собой химические соединения, в которых на каждый Ш-атом приходится один V-атом, причем в кристаллической решетке эти атомы чередуются между собой.

Каждый Ш-атом имеет на один валентный электрон меньше, а V-атом - на один больше, чем атомы элементов IV группы, образующие полупроводниковые кристаллы: германий, кремний и серое олово. Таким образом, среднее число электронов, приходящихся на один атом в соединениях А3В5, то же, что и в полупроводниках IV группы; установлено, что кристаллическая структура и электронные свойства этих соединений во многом сходны со структурой и свойствами полупроводников IV группы [6].

Тем не менее, соединения А3В5 обладают и характерными свойствами, отличающими их от полупроводников IV группы. Эти отличия возникают в основном из-за того, что кристаллы соединений имеют симметрию более низкого порядка, чем кристаллы элементов IV группы [7]. При переходе от элементарных веществ к бинарным при сохранении Бр3-гибридизации также может возникнуть тетраэдрическая координация, однако, здесь возможно существование двух видов пространственной решетки: решетки типа сфалерита или вюрцита. Сфалерит и вюрцит - две кристаллографические модификации ZnS, первая из которых обладает кубической симметрией (пространственная группа F43m), а вторая - гексагональной симметрией (пространственная группа Р6тс) [8].

о г

Кристаллы соединений А В имеют обычно структуру цинковой обманки (сфалерита), и многие отличия этих соединений от полупроводников IV группы обусловлены тем, что структура цинковой обманки имеет симметрию более низ-

кого порядка, чем структура алмаза.

Элементарная ячейка в случае структуры цинковой обманки содержит два атома различных элементов [6], но обычно удобнее рассматривать более крупную кубическую ячейку, содержащую восемь атомов, т.е. по четыре атома каждого из элементов (рисунок 1).

Рисунок 1. Кубическая элементарная ячейка структуры цинковой обманки, содержащая восемь атомов

В таблице 1 представлены параметры кристаллических решеток соединений

3 5

А В , обладающих кубической симметрией.

Л г

Таблица 1 - Параметры кристаллических решеток соединений А В

Соединение Параметры решетки, а, нм Источник

А1Р а = 0,5451 [9]

АШЬ а = = 0,51356 Г91

А1АБ а = 0,5612 [9]

ваР а: = 0,54506 [9]

а = 0,5447 ГВ]

ваАБ а = = 0,569315 [9]

а = 0,5646 [8]

ваБЬ а = = 0,60954 [9]

1пР а = = 0,58687 [9]

1ПАБ а = 0,605838 [9]

ГпБЬ а = = 0,64789 [9]

2 л с

1.1.2 Кристаллохимические особенности соединений А В С 2

При переходе от двойных к тройным алмазоподобным полупроводникам в катионной части решетки сфалерита появляются атомы двух элементов. Возможны два способа размещения атомов в этой подрешетке: упорядоченного и неупорядоченного (статистического). В случае неупорядоченного размещения соединение обладает решеткой, близкой к решетке сфалерита, а при упорядоченном размещении наблюдается тетрагональное искажение кубической решетки, обусловленное правильным расположением атомов двух разных размеров в катионной части решетки [4, 7]. При этом вместо структуры сфалерита возникает тетрагональная решетка халькопирита (пространственная группа 142(1), изображенная на рисунке 2. Кубическую сингонию с типом сфалерита [10-14] имеют кристаллы в метастабильном состоянии.

Рисунок 2. Элементарная ячейка структуры халькопирита [15]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Терентьева, Юлия Владимировна, 2013 год

Библиографический список

1. Баюков А. В., Гитцевич А. Б., Зайцев А. А. Полупроводниковые приборы: диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник / Под ред. H. Н. Горюнова. — 2-е изд., перераб. — М.: Энергоатомиздат, 1984. - 744 с.

2. Данилов Ю. А., Демидов Е. С., Ежевский А. А. Новые магнитные материалы и приборы на их основе. Н. Новгород, 2010. - 99 с.

3. Иванов В.А. Современные проблемы и достижения общей и неорганической химии. / под ред. Кузнецова Н.Т. - М.: Наука, 2004. - 150 с.

4. Бойчук C.B. Синтез и свойства магнитных материалов на основе соединений CuGaTe2 и CdGeAs2 со структурой халькопирита: дис. канд. хим. наук: 02.00.04. - Москва, - 2006. - 123с.

5. Иванов В.А., Аминов Т.Г., Новоторцев В.М., Калинников В.Т. Спин-троника и спинтронные материалы // Известия Академии наук. Серия химическая,

- 2004. - № 11 - с. 2255-2303.

6. Хилсум К., Роуз-Инс Р. Полупроводники типа AIII - BV / Под ред. Н. П. Сажана, Г. В. Захваткина — М.: Изд-во иностр. лит.- 1963. - 323 с.

7. Горюновой H.A. Семейство алмазоподобных полупроводников М.: Знание. - 1970-43 с.

8. Справочник химика. В 6 т. Т. 1. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника/ под ред. Б. Н. Никольского.

- М.: Госхимиздат. -1966. - 1071 с.

9. Гавриленко В.И., Грехов A.M., Корбуляк Д.В., Литовченко В.Г. Оптические свойства полупроводников. Справочник. - Киев: Наукова думка. - 1987. -608 с.

10. Zhao Y.-J., Freeman A.J. First Principle prediction of new class of ferromagnetic semiconductor. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2002. -Vol.246.-№ 1-2.-p.145.

11. Мурашов C.B. Электронное строение разбавленных магнитных полупроводников на основе халькопиритов AnBIYCv2, допированных Мп: дис. канд. хим. наук: 02.00.04. - Москва - 2008. - 100 с.

12. Pfister H. Kristallstruktur von ternaeren Verbindungen der Art A(II) B(IV) C(III)2 // Acta Crystallographies- 1958.-Vol. 11.-p.221-224.

13. Vaipolin A.A., Specific defects of the structure of compounds A(II) B(IV) C(V)2 // FizikaTverdogo Tela. - 1973. - Vol. 15. - p. 1430-1435.

14. Варнавский C.A. Разбавленные магнитные полупроводники на основе ZnGeAs2 и CdGeP2: дисс. канд. хим. наук: 02.00.04. - Москва - 2007. - 164с.

15. Мамедов А. Исследование влияния дефектов решетки на свойства монокристаллов CdSiAs2: дис. канд. хим. наук: 01.04.10. - Ашхабад - 1984. - 100с.

16. Кристаллографическая и кристаллохимическая база данных для минералов и их структурных аналогов www-Минкрист. [точка доступа: http://database.iem.ac.ru/mincryst/rus/]

17. Федорченко И.В. Разбавленный магнитный полупроводник на основе ZnSiAs2: дис. канд. хим. наук: 02.00.04. - Москва - 2008. - 153с.

18. Levalois М., Allais G, Etude structural, par diffraction de R-X des liaisons dans les semiconducteurs ternaires ZnSiAs2, ZnGeAs2 et ZnSnAs2 // Physica Status Sol-idi, Sectio A: Applied Research. - 1988. - Vol. 109. - p. 111-118.

19. Кристаллохимические, физико-химические и физические свойства полупроводниковых веществ. Справочник из-во стандартов - Москва - 1973. - 208с.

20. Hoenle W., von Schnering H.G., Verfeinerung der Kristallstruktur von CdGeP2 // Zeitschrift fuer Kristallographie. - 1981. - Vol.155. - p. 319-320.

21. Родо M. Полупроводниковые материалы. M. «Металлургия» - 1971. —

227с.

22. Вонсовский, С.В. Магнетизм / С.В. Вонсовский. - М.: Наука - 1971. -1032 с.

23. Gaj J. A. Semimagnetic Semiconductors // Proc. 15th Int. Conf. Physics Semiconductors, Kyoto, 1980, J. Phys. Soc. Jpn. - 1980. - Vol. 49 - Suppl. A. - p. 797.

24. Wei S.-H., Zhang S.B. Chemical trends of defect formation and doping limit in the case of CdTe И-VI semiconductors. Phys. Rev. В - 2002. - Vol. 66. - p. 155211.

25. Hansen L., Ferrand D., Richter G., Thierley M., Hock V., Schwarz N., Reuscher G., Scmidt G., Molenkamp L.W., Waag A. Epitaxy and magnetotransport properties of the diluted magnetic semiconductor p-Be(i-x)MnxTe // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 79. - Is. 19. - p. 3125.

26. Gould C., Schmidt G., Richter G., Fiederling R., Grabs P., Molenkamp L.W. Spin injection into semiconductors using dilute magnetic semiconductors // Applied Surface Science - APPL SURF SCI. - 2002. - vol. 190. - № l. - pp. 395-402.

27. Ferrand D., Cibert J., Wasiela A., Bourgognon C., Tatarenko S., Fishman G., Andrearczyk T., Jaroszyn'ski J., Kolesnik S., Dietl T., Barbara B., Dufeu D. Carrier-induced ferromagnetism in p-Zn(i_X)MnxTe // Physical Review B - 2001. - Vol. 63. - Is. 8.-p. 085201.

28. Saito H., Zayets V., Yamagata S., Suzuki Y., Ando K. J. Ferromagnetism in II—VI diluted magnetic semiconductor Zni_xCrxTe // Journal of Applied Physics. -

2002. - Vol. 91. - Is. 10. - p. 8085.

29. Saito H., Zayets V., Yamagata S., Ando K. Room-Temperature Ferromagnetism in a II-VI Diluted Magnetic Semiconductor Zni.xCrxTe. // Phys. Rev. Lett. -

2003.-Vol. 90.-p. 207202.

30. Ohno, H. Munekata, T. Penney, von Molnar S., Chang L.L. Magnetotransport properties of p-type (In,Mn)As diluted magnetic III-V semiconductors // Phys. Rev. Lett. - 1992. - Vol. 68. - p. 2664.

31. Holub M., Chakrabarti S., Fathpour S., Bhattacharyaa P., Lei Y., Ghosh S. Mn-doped InAs self-organized diluted magnetic quantum-dot layers with Curie temperatures above 300 K // Applied Physics Letters. - 2004. - Vol. 85. - Is. 6. - p. 973.

32. Ohno H. Molecular beam epitaxy and properties of ferromagnetic III-V semiconductors // Journal of Crystal Growth. - 2003. - Vol. 251. - Is. 1-4. - p. 285.

33. Ohno H. Properties of ferromagnetic III-V semiconductors // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1999. - Vol. 200. - Is. 1-3 - p. 110.

34. Shioda R., Ando K., Hayashi T., Tanaka M. Local structures of III-V diluted magnetic semiconductors Gai_xMnxAs studied using extended x-ray-absorption fine structure // Physical Review B. - 1998. - Vol. 58. - p. 1100.

35. Ohno H., Shen A., Matsukura F., Oiwa A., Endo A., Katsumoto S., Iye Y. (Ga,Mn)As: A new diluted magnetic semiconductor based on GaAs // Applied Physics Letters. - 1996. - Vol. 69. - Is. 3. - p. 363.

36. Sadowski J., Mathieu R., Svedlindh P., Domagala J. Z., Bak-Misiuk J., Swiatek K., Karlsteen M., Kanski J., liver L., Askund H., Sodervall U. Structural and magnetic properties of GaMnAs layers with high Mn-content grown by migration-enhanced epitaxy on GaAs(lOO) substrates // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 78.-Is.21.-p. 3271.

37. Ohno H. Making Nonmagnetic Semiconductors Ferromagnetic // Science. -1998.-Vol. 281.-p. 951.

38. Matsukura F., Ohno H., Shen A., Sugawara Y. Transport properties and origin of ferromagnetism in (Ga,Mn)As // Physical Review B. - 1998. - Vol. 57. - p. 2037.

39. Kuriowa T., Matsukura F., Shen A., Ohno Y., Ohno H., Yasuda T., Segawa Y. Faraday rotation of ferromagnetic (Ga,Mn)As // Electronics Letters. - 1998. - Vol. 34(2).-p. 190.

40. Hayashi T., Tanaka M., Nishinaga T., Shimada H., Tsuchiya H., Otsuka Y. (GaMn)As: GaAs-based III-V diluted magnetic semiconductors grown by molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth. - 1997. - Vol. 175-176. - p. 1063.

41. Hayashi T., Tanaka M., Nishigana T., Shimada H. Magnetic and magnetotransport properties of new III-V diluted magnetic semiconductors: GaMnAs // Applied Physics Letters. - 1997. - Vol. 81. - Is. 8. p. 4865.

42. , Hayashi T., Tanaka M., Seto K., Nishigana T., Ando K. III-V based mag-netic(GaMnAs)/nonmagnetic(AlAs) semiconductor superlattices // Applied Physics Letters.-1997.-Vol. 71.-Is. 13.-p. 1825.

43. Tanaka M. Epitaxial growth and properties of III-V magnetic semiconductor (GaMn)As and its heterostructures // Journal of Vacuum Science & Technology B. -1998. - Vol. 16. - Is. 4. - p. 2267.

44. Ohno H. Ferromagnetic semiconductor heterostructures // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2004. - Vol. 272-276. - p. 1.

45. Ando К., Hayashi Т., Tanaka M., Twardowski A. Magneto-optic effect of the ferromagnetic diluted magnetic semiconductor Gal-xMnxAs // Applied Physics Letters. - 1998. - Vol. 83. - Is. 11. - p. 6548.

46. Grandidier В., Hys J.P., Delerue C., Stievenard D., Higo Y., Tanaka M. Atomic-scale study of GaMnAs/GaAs layers // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77.-Is. 24.-p. 4001.

47. Schott G.M., Faschinger W., Molenkamp L.W. Lattice constant variation and complex formation in zincblende gallium manganese arsenide // Applied Physics Letters.-2001.-Vol. 79.-Is. 12.-p. 1807.

48. Chiba D., Sato Y., Kita Т., Matsukura F., Ohno H. Current-driven Magnetization Reversal in a Ferromagnetic Semiconductor (Ga,Mn)As/GaAs/(Ga,Mn)As Tunnel Junction // Materials Science [точка доступа http://arxiv.org/abs/cond-mat/0403500].

49. Yu K.M., Walukiewicz W., Wojtowicz Т., Kuryliszyn I., Xiu L., Sasaki Y., Furdyna J.K. Band anticrossing in GaPi.xNx alloys // Physical Review B. - 2002. - Vol. 65.-p. 201303.

50. Masek J., Kurdnovsky J., Maca F. Lattice constant in diluted magnetic semiconductors (Ga,Mn)As // Physical Review B. - 2003. - Vol. 67. - p. 153203.

51. Adell M., Stanciu V., Kanski J., liver L., Sadowski J., Domagala J. Z., Svedlindh P., Terki F., Hernandez C. Post-growth annealing of GaMnAs under As capping - an alternative way to increase Tc // Other Condensed Matter [точка доступа http://arxiv.org/abs/cond-mat/0406584]

52. Goennenwein T.B., Wassner T.A., Huebl H., Brandt M.S., Philipp J.B., Opel M., Gross R., Koeder A., Schoch W., Waag W. Hydrogen Control of Ferromag-netism in a Dilute Magnetic Semiconductor // Phys. Rev. Lett. - 2004. - Vol. 92. - p. 227202.

54. Hartmann Th., Lampalzer M., Stoltz W. Megges K., Lorberth J., Klar P.J., Heimbrodt W. Optical characterisation of MOVPE-grown Gai-xMnxAs semimagnetic semiconductor layers // Thin Solid Films. - 2000. - Vol. 364. - p. 209.

55. Heimbrodt W., Hartmann Th., Klar P.J., Lamplazer M., Stoltz W., Volz K., Schaper A., Treutmann W., von Nidda H.-A. Krug, Loidl A., Ruf Т., Sapega V.F. Monitoring the sign reversal of the valence band exchange integral in (Ga,Mn)As // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. - 2001. - Vol. 10. - Is. 1-3. -p. 175.

56. Данилов Ю.А., Демидов E.C., Дроздов Ю.Н., Лесников В.П., Подольский В.В. Свойства слоев GaSb:Mn, полученных осаждением из лазерной плазмы // Физика и Техника Полупроводников. - 2005. - Т.39. - с.8.

57. Danilov Yu.A., Demidov E.S., Drozdov Yu.N., Lesnikov V.P., Podolskii V.V., Sapozhnikov M.V., Kasatkin A.P. Ferromagnetism in epitaxial layers of gallium and indium antimonides and indium arsenide supersaturated by manganese impurity // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2006. - Vol.300. - p.e24-e27.

58. Демидов E.C., Данилов Ю.А., Подольский B.B., Лесников В.П., Сапожников М.В., Сучков А.И. Ферромагнетизм в эпитаксиальных слоях германия и кремния, пересыщенных примесями марганца и железа // Письма в ЖЭТФ. - 2006. -T.83.-c. 664-667.

59. Демидов Е.С., Подольский В.В., Лесников В.П., Сапожников М.В., Дружнов Д.М., Гусев С.Н., Грибков Б.А., Филатов Д.О., Степанова Ю.С., Левчук С.А. Ферромагнетики на основе алмазоподобных полупроводников GaSb, InSb, Ge и Si, пересыщенных примесями марганца или железа при осаждении из лазерной плазмы // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. - 2008. -Т.133.-С.1-8.

60. Demidov E.S., Aronzon В.А., Gusev S.N., Karzanov V.V., Lagutin A.S., Lesnikov V.P., Levchuk S.A., Nikolaev S.N., Perov N.S., Podolskii V.V., Rylkov V.V., Sapozhnikov M.V. High Temperature Ferromagnetism in Laser Deposited Layers of Silicon and Germanium Doped with Manganese or Iron Impurities // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2009. - Vol. 321. - p.690-694.

61. Shono T., Hasegawa T., Fukumura T., Matsukura F., Ohno H. Observation of magnetic domain structure in a ferromagnetic semiconductor (Ga,Mn)As with a scanning Hall probe microscope // Applied Physics Letters. - 2000. - Vol. 77. - Is. 9. -p. 1363.

62. Wolf S. A., Awschalom D. D., Buhrman R. A., Daughton J. M., von Mol-nâr S., Roukes M. L., Chtchelkanova A. Y., Treger D. M. Spintronics: A Spin-Based Electronics Vision for the Future // Science. - 2001. - Vol. 294. - № 5546. - p. 14881495.

63. Dhar S., Nag B.R., Etching Solution for ZnGeP2. // Journal of Crystal Growth. - 1978. - Vol. 43. - Is. 1. - p. 120-122.

64. Medvedkin G.A., Ishibashi T., Nishi T., Hiyata K. Room Temperature Fer-romagnetism in Novel Diluted Magnetic Semiconductor Cdi.xMnxGeP2 // Japanese Journal of Applied Physics. - 2000. - Vol. 39. - Part 2. - №. ЮА. - p. L949.

65. Medvedkin G.A., Hirose K., Ishibashi T., Nishi T., Voevodin V.G., Sato K. New magnetic materials in ZnGeP2-Mn chalcopyrite system // Journal of Crystal Growth. - 1978. - Vol. 236. - Is. 4. - p. 609-612.

66. Choi S., Cha G.B., Hong S.C., Cho S., Kim Y., Ketterson J.B., Jeong S.-Y., Yi G.C. Room-temperature ferromagnetism in chalcopyrite Mn-doped ZnSnAs2 single crystals // Solid State Communications. - 2002. - Vol. 122. - Is. 3-4. - p. 165-167.

67. Баранов П.Г., Голощапов С.И., Медведкин Г.А., Воеводин В.Г. Обнаружение сигналов магнитного резонанса с аномальной дисперсией и двух типов изолированных центров марганца в кристалле халькопирита (Zn,Mn)GeP2 // Письма в ЖЭТФ. - 2003. - Т. 77. - с. 686.

68. Baranov P.G., Goloshchapov S.I., Medvedkin G.A., Orlinskii S.B., Voevodin V.G. Magnetic resonance of Mn-related isolated centers and clusters in chalcopyrite crystal of (Zn,Mn)GeP2 // Physica B: Condensed Matter. - 2003. - Vol. 340-342. - p. 878-881.

69. Cho S., Choi S., Cha G.-B., Hong S.C., Kim Y., Freeman A.J., Ketterson J.B., Park Y., Park H.-M. Synthesis of new pure ferromagnetic semiconductors:

MnGeP2 and MnGeAs2 // Solid State Communications. - 2004. - Vol. 129. - Is. 9. - p. 609-613.

70. Novotortsev V. M., Kalinnikov V. T., Aminov T. G. Spin Glass State in Multinary Chromium Compounds // Russian Journal of Inorganic Chemistry. - 2005. -Vol. 50. - Suppl. l.-p. 54.

71. Демин P.B., Королева Л.И., Маренкин С.Ф., Михайлов С.Г., Новотор-цев В.М., Калинников В.Т., Аминов Т.Г., Шимчак Р., Шимчак Г., Баран М. Новый ферромагнетик с температурой Кюри выше комнатной - легированный марганцем халькопирит CdGeAs2 // Письма в ЖТФ. - 2004. - т. 30. - Вып. 21.-е. 81-87.

72. Королева Л.И., Павлов В.Ю., Защиринский Д.М., Маренкин С.Ф., Варнавский С.А., Шимчак Р., Добровольский В., Киллинский Л. Магнитные и электрические свойства халькопирита ZnGeAs2:Mn // Физика твердого тела. -2007. - т. 49. - вып. 11-е. 2022-2026.

73. Королева Л.И., Защиринский Д.М., Хапаева Т.М., Маренкин С.Ф., Шимчак Р., Крзуманска Б., Добровольский В., Киланский Л. Новый материал спинтроники - халькопирит ZnSiAs2, легированный марганцем // Физика твердого тела. - 2009. - т. 51. - вып. 2.-е. 286-291.

74. HyperChem® Release 5.0 for Windows. Reference manual / Copyright © 1996 Hypercube, Inc. - Canada. - 1996 - 656 p.

75. HyperChem® Computational Chemistry. Practical Guide / Copyright © 1996 Hypercube, Inc. - Canada. - 1996 - 366 p.

3 5

76. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев А В , допи-рованных марганцем / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк, М.С. Жуковский // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2012. - Т. 9. - № 4. - с. 465-470.

77. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование материалов спинтроники: нанослои ZnGeAs2, допированные марганцем / Ю.В. Земцова, М.С. Жуковский, Л.В. Фомина, С.А. Безносюк // Перспективные материалы. - 2011. - № 12. -С. 143 - 148.

78. Безносюк С.А., Потекаев А.И., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Фомина JI.B. Многоуровневое строение, физико-химические и информационные свойства вещества. - Томск: Изд-во HTJI. - 2005. - 264 с.

79. Минкин В.И., Симкин Б.Я., Миняев P.M. Теория строения молекул. Ростов-на-Дону. Феникс. - 1997. - 560 с.

80. Лебеденко С.Е. Физико-химические аспекты и компьютерное моделирование формирования нанослоевых структур выпрямляющих контактов Ga(As/P)-Ga(S/Se)-Ni: дис. канд.хим. наук: 02.00.04. - Барнаул. - 2007. - 137с.

81. Земцова Ю.В. Исследование устойчивости допированных марганцем алмазоподобных наноструктур А3В5, А2В4С52 методом компьютерного моделирования / Ю.В. Земцова, М.С. Жуковский, С.А. Безносюк // Известия Алтайского государственного университета. - 2010. - № 3/2. - с. 146-149.

82. Земцова Ю.В. Физико-химические основы создания нанослоевых спинтронных переходов /Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк, М.С. Жуковский // Известия Алтайского государственного университета. - 2008. - № 3(55). - с. 62-64.

83. Земцова Ю.В. Физико-химические основы создания нанослоевых спинтронных переходов / Ю.В. Земцова, М.С. Жуковский, С.А. Безносюк // Труды VI Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» [под ред. Г.А. Вороновой] : сборник докладов. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета. - 2009. - с. 365-367.

84. Земцова Ю.В. Физико-химические основы создания нанослоевых спинтронных переходов / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк // Материалы X городской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь Барнаулу» [отв. ред. Черниченко Б.А.] : сборник тезисов докладов. - Барнаул. - 2008. - с. 39-41.

85. Васильевский A.C., Мултановский В.В. - Статистическая физика и термодинамика. - М.: Просвещение. - 1985. - 256 с.

86. Beznosjuk S.A., Dajanov R. D., Kuljanov A. T. Density functional calculation of transition metal cluster energy surfaces // International. Journal of Quantum Chemistry. - 1990. - V. 38. - № 5. - p. 691-698.

87. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Важенин С.В., Jlepx Я.В. Комп-НаноТех / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009613043 от 10 июня 2009 г.

88. Фомина, Л.В. Физическая химия наноструктурных материалов электроники и спинтроники на основе полупроводниковых соединений AIIIBV: монография / Л.В. Фомина, Ю.В. Земцова, Н.В. Комаровских, С.А. Безносюк. - Барнаул: изд-во Алтайского государственного университета. - 2013. - 170 с. ISBN 9785-7904-1382-7

89. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев арсенида галлия, допированных марганцем / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк, М.С. Жуковский // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2010. - Т.7. - № З.-С. 36-41.

90. Земцова Ю.В. Материалы спинтроники: компьютерное моделирование нанослоев GaAs допированных Мп / Ю.В. Земцова, Л.В. Фомина, С.А. Безносюк // Сборник статей II международной конференции «Техническая химия. От теории к практике» : сборник статей. - Пермь. -2010.-е. 229-233.

91. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев арсенида галлия, допированных марганцем / Ю.В. Земцова, Н.В.Комаровских, H.A. Беляева, С.А. Безносюк // Материалы XI всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» : сборник докладов. - Томск, 2010.-С. 396-397.

92. Земцова Ю.В. Арсенид галлия, допированный марганцем - перспективный материал спинтроники / Ю.В. Земцова, Л.В. Фомина, С.А. Безносюк // Материалы 4-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» : сборник материалов. - Бийск. - 2011. - с. 85-90.

93. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование устойчивости нанослоев GaAs, допированных марганцем / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк // Труды молодых

ученых Алтайского государственного университета : сборник статей. - Баранул. -2012.-с. 148-151.

94. Терентьева Ю.В. Физико-химические условия устойчивости наносло-ев арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов, легированных марганцем/ Ю.В. Терентьева, JI.B. Фомина, С.А. Безносюк // Материалы конференции «Химия в федеральных университетах» [под ред. Ю.Ю. Моржерина, А.С. Галлямо-вой]: сборник статей. - Екатеринбург: УрФУ. -2013.-е. 153-157.

95. Beznosyuk S.A. Computer simulation of nonequilibrium states of gallium arsenide nanolayer doped by atoms of manganese / S.A. Beznosyuk, M.S. Zhukovsky, Yu. V. Zemtsova, L.V. Fomina // Book of abstracts: 2009 E-MRS Fall Meeting & Exhibit, Symp. C: Wide band gap II-VI and III-V semiconductors (14-18 September). -Warsaw. - 2009. - p. 104.

96. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование фемтосекундного про-цессинга GaAs, легированных марганцем / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк, Жуковский М.С. // Тезисы докладов первой международной конференции «Развитие нанотехнологий: задачи международных и региональных научно-образовательных и научно-производственных центров» : сборник тезисов докладов. - Барнаул, 2012. - С. 58-60.

97. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев ZnSiAs2 : Мп / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк // Материалы XIII всероссийской конференции имени профессора Л.П. Кулева студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» : сборник докладов. - Томск. - 2012. - с. 243-245.

98. Земцова Ю.В. Материалы спинтроники: компьютерное моделирование нанослоев ZnGeAs2, допированных Мп / Ю.В. Земцова, Н.А. Беляева, Н.В. Комаровских, С.А. Безносюк // Труды VII Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» [под ред. Г.В. Ляминой, Е.А. Вайтулевич] : сборник докладов. - Томск. - 2010. - С. 294296.

JI.В. Фомина, С.А. Безносюк // Тезисы докладов Открытой школы-конференции стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктурные материалы-2010» : сборник материалов. - Уфа. - 2010. - с. 257.

100. Fomina L.V. Formation of amorphous Zn(Mn)GeAs2 nanolayer doped by atoms of manganese / L.V. Fomina, Yu. V. Zemtsova, S.A. Beznosyuk // Book of abstracts: 2011 E-MRS Fall Meeting & Exhibit (14-18th September) - Warsaw.-2011. -p.3

101. Земцова Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев ZnSnAs2, легированных марганцем / Ю.В. Земцова, С.А. Безносюк, Жуковский М.С. // Тезисы докладов первой международной конференции «Развитие нанотехнологий: задачи международных и региональных научно-образовательных и научно-производственных центров»: сборник тезисов докладов. - Барнаул. - 2012. - с. 5658.

Статьи в рецензируемых журналах (из списка рекомендованныхВАК):

1. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев

^ г

А В , допированных марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк, М.С. Жуковский // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. -2012. - Т.9. - № 4. - С. 465-470.

2. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование материалов спинтроники: нанослои ZnGeAs2, допированные марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), М.С. Жуковский, JI.B. Фомина, С.А. Безносюк // Перспективные материалы, 2011. - № 12.-С. 143- 148.

3. Земцова (Терентьева) Ю.В. Исследование устойчивости допированных марганцем алмазоподобных наноструктур А3В5, А2В4С52 методом компьютерного моделирования / Ю.В. Земцова (Терентьева), М.С. Жуковский, С.А. Безносюк // Известия Алтайского государственного университета. - 2010. - № 3/2. - С. 146 -149.

Другие публикации:

Коллективная монография

4. Фомина, JI.B. Физическая химия наноструктурных материалов электроники и спинтроники на основе полупроводниковых соединений AIIIBV: монография / JI.B. Фомина, Ю.В. Земцова (Терентьева), Н.В. Комаровских, С.А. Безносюк. - Барнаул: изд-во Алтайского государственного университета, 2013. - 170 с. ISBN 978-5-7904-1382-7

Статьи в рецензируемых журналах

5. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев ар-сенида галлия, допированных марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк, М.С. Жуковский // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2010. - Т.7. - № 3. - С. 36-41.

6. Земцова (Терентьева) Ю.В. Физико-химические основы создания нано-слоевых спинтронных переходов / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк,

М.С. Жуковский // Известия Алтайского государственного университета. - 2008. -№3(55).-С. 62-64.

Статьи в материалах и сборниках трудов международных и всероссийских конференций

7. Земцова (Терентьева) Ю.В. Физико-химические основы создания нано-слоевых спинтронных переходов / Ю.В. Земцова (Терентьева), М.С. Жуковский, С.А. Безносюк // Труды VI Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» [под ред. Г.А. Вороновой] : сборник докладов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - С. 365-367.

8. Земцова (Терентьева) Ю.В. Материалы спинтроники: компьютерное моделирование нанослоев GaAs допированных Мп / Ю.В. Земцова (Терентьева), JI.B. Фомина, С.А. Безносюк // Сборник статей II международной конференции «Техническая химия. От теории к практике» : сборник статей. - Пермь, 2010. - С. 229-233.

9. Земцова (Терентьева) Ю.В. Материалы спинтроники: компьютерное моделирование нанослоев ZnGeAs2, допированных Мп /Ю.В. Земцова (Терентьева), H.A. Беляева, Н.В. Комаровских, С.А. Безносюк // Труды VII Международная конференция студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» [под ред. Г.В. Ляминой, Е.А. Вайтулевич] : сборник докладов. -Томск, 2010. - С. 294-296.

10. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев ар-сенида галлия, допированных марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), Н.В.Комаровских, H.A. Беляева, С.А. Безносюк // Материалы XI всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» : сборник докладов. - Томск, 2010. - С. 396-397.

11. Земцова (Терентьева) Ю.В. Арсенид галлия, допированный марганцем -перспективный материал спинтроники / Ю.В. Земцова (Терентьева), Л.В. Фомина, С.А. Безносюк // Материалы 4-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с международным участием «Тех-

нологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» : сборник материалов. - Бийск, 2011. - С. 85-90.

12. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев ZnSiAs2 : Мп / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк // Материалы XIII всероссийской конференции имени профессора Л.П. Кулева студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке» : сборник докладов. - Томск, 2012. -С. 243-245.

13. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование устойчивости нанослоев GaAs, допированных марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк // Труды молодых ученых Алтайского государственного университета : сборник статей. - Баранул, 2012. - С. 148-151

14. Терентьева Ю.В. Физико-химические условия устойчивости нанослоев арсенида галлия и его изоэлектронных аналогов, легированных марганцем/ Ю.В. Терентьева, Л.В. Фомина, С.А. Безносюк // Материалы конференции «Химия в федеральных университетах» [под ред. Ю.Ю. Моржерина, А.С. Галлямовой] : сборник статей. - Екатеринбург: УрФУ, 2013. - С. 153-157.

Материалы и тезисы докладов на международных, всероссийских конференциях

15. Земцова (Терентьева) Ю.В. Физико-химические основы создания нано-слоевых спинтронных переходов / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк // Материалы X городской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь Барнаулу» [отв. ред. Черниченко Б.А.] : сборник тезисов докладов. -Барнаул, 2008. - С. 39-41.

16. Beznosyuk S.A. Computer simulation of nonequilibrium states of gallium arsenide nanolayer doped by atoms of manganese / S.A. Beznosyuk, M.S. Zhukovsky, Yu. V. Zemtsova (Терентьева), L.V. Fomina // Book of abstracts: 2009 E-MRS Fall Meeting & Exhibit, Symp. C: Wide band gap II-VI and III-V semiconductors (14-18 September). - Warsaw, 2009. - p. 104.

17. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование материалов спинтроники: нанослои ZnGeAs2 допированные марганцем / Ю.В. Земцова (Те-

рентьева), М.С. Жуковский, JI.B. Фомина, С.А. Безносюк // Тезисы докладов Открытой школы-конференции стран СНГ «Ультрамелкозернистые и наноструктур-ные материалы-2010» : сборник материалов. - Уфа, 2010. - С. 257.

18. Fomina L.V. Formation of amorphous Zn(Mn)GeAs2 nanolayer doped by atoms of manganese / L.V. Fomina, Yu. V. Zemtsova (Терентьева), S.A. Beznosyuk // Book of abstracts: 2011 E-MRS Fall Meeting & Exhibit (14-18th September) - Warsaw, 2011. - p. 3

19. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование нанослоев ZnSnAs2, легированных марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк, Жуковский М.С. // Тезисы докладов первой международной конференции «Развитие нанотехнологий: задачи международных и региональных научно-образовательных и научно-производственных центров» : сборник тезисов докладов. - Барнаул, 2012. - С. 56-58.

20. Земцова (Терентьева) Ю.В. Компьютерное моделирование фемтосе-кундного процессинга GaAs, легированных марганцем / Ю.В. Земцова (Терентьева), С.А. Безносюк, Жуковский М.С. // Тезисы докладов первой международной конференции «Развитие нанотехнологий: задачи международных и региональных научно-образовательных и научно-производственных центров» : сборник тезисов докладов. - Барнаул, 2012. - С. 58-60.

Размер кластера, в элементарных ячейках Количество атомов марганца в структурах, масс, % ■— - — —- ........ "- 1 —" •' —....... 1 ■ . - . - - Энтропийный фактор ТБ • 10", Дж/моль

Модель 1 Модель 2

Т77К Т298К Т77К Т298К

2 0,81 18,4 71,1 4,9 19,0

1,67 32,3 125,1 5,4 20,8

2,46 44,3 171,4 5,6 21,8

3,31 56,6 219,0 5,8 22,6

4,09 66,0 255,5 6,0 23,1

4,93 74,7 289,0 6Д 23,5

5,69 82,6 319,8 6,2 23,9

6,52 91,2 352,8 6,3 24,3

4 0,81 10,1 38,9 4,4 17,2

1,67 18,2 70,3 4,9 18,9

2,46 25,4 98,1 5,1 19,9

3,31 31,9 123,5 5,3 20,6

4,09 38,0 147,0 5,5 21,2

4,93 45,5 176,0 5,6 21,8

5,69 50,7 196,2 5,7 22,1

6,52 59,4 229,8 5,8 22,4

12 0,81 3,7 14,2 3,7 14,2

24 1,67 3,6 13,9 3,6 13,9

36 2,46 3,5 13,6 3,5 13,6

50 3,31 3,5 13,4 3,5 13,4

62 4,09 3,4 13,3 3,4 13,3

74 4,93 3,4 13,1 3,4 13,1

86 5,69 3,3 12,9 3,3 12,9

100 6,52 3,3 12,7 3,3 12,7

турой сфалерита

Размер кластера, в элементарных ячейках Количество атомов марганца в структурах, масс, % Энтропийный фактор ТБ • 10"3, Дж/моль

Модель 1 Модель 2 Модель 3 Модель 4

Т77К Т298К Т77К Т298К Т77К Т298К Т77К Т298К

2 0,81 18,4 71,1 4,9 19,0 32,3 125,1 5,4 20,8

1,67 34,4 133,3 5,4 21,0 56,6 219,0 5,8 22,6

2,46 46,1 178,6 5,7 21,9 74,7 289,0 6,1 23,5

3,31 56,6 219,0 5,8 22,6 91,2 352,8 6,3 24,3

4,09 66,0 255,5 6,0 23,1 104,2 403,1 6,4 24,8

4,93 76,1 294,3 6,1 23,6 116,2 449,7 6,5 25,3

4 0,81 10,1 38,9 4,4 17,2 18,2 70,3 4,9 18,9

1,67 18,2 70,3 4,9 18,9 34,0 131,5 5,4 20,8

2,46 25,4 98,1 5,1 19,9 45,5 176,0 5,6 21,8

3,31 31,9 123,5 5,3 20,6 55,7 215,5 5,8 22,4

4,09 38,0 147,0 5,5 21,2 64,9 251,2 5,9 23,0

4,93 43,7 168,9 5,6 21,6 74,7 289,0 6,1 23,5

5,69 50,7 196,2 5,7 22,1 82,3 318,4 6,2 23,8

6,52 55,7 215,5 5,8 22,4 89,3 345,6 6,2 24,2

12 0,81 3,7 14,2 3,7 14,3 3,6 13,9 3,6 13,7

24 1,67 3,6 13,9 3,6 14,0 3,5 13,4 3,5 13,4

36 2,46 3,5 13,4 3,5 13,4 3,4 13,1 3,4 13,1

50 3,31 3,5 13,6 3,6 13,7 3,3 12,7 3,3 12,7

62 4,09 3,4 13,3 3,5 13,4 3,2 12,3 3,2 12,3

74 4,93 3,4 13,1 3,4 13,1 3,1 12,1 3,2 12,3

86 5,69 3,3 12,9 3,3 12,7 3,0 11,7 3,1 11,9

100 6,52 3,3 12,7 3,3 12,7 3,0 11,4 3,0 11,4

структурой халькопирита

Размер кластера, в элементарных ячейках Количество атомов марганца в структурах, масс, % --- —"" ""' "■" —•-- '——"■■ 1 ■ ■" ■———■■--— ........—"■' 111 -—" ■■ Энтропийный фактор ТБ • 10", Дж/моль

Модель 1 Модель 2 Модель 3 Модель 4

Т77К Т298К Т77К Т298К Т77К Т298К Тт7К Т298К

2 0,81 18,4 71,1 4,9 19,0 32,3 125,1 5,4 20,8

1,67 34,4 133,3 5,4 21,0 56,6 219,0 5,8 22,6

2,46 46,1 178,6 5,7 21,9 74,7 289,0 6,1 23,5

3,31 56,6 219,0 5,8 22,6 91,2 352,8 6,3 24,3

4,09 66,0 255,5 6,0 23,1 104,2 403,1 6,4 24,8

4,93 76,1 294,3 6,1 23,6 116,2 449,7 6,5 25,3

4 0,81 10,1 38,9 4,4 17,2 18,2 70,3 4,9 18,9

1,67 18,2 70,3 4,9 18,9 34,0 131,5 5,4 20,8

2,46 25,4 98,1 5,1 19,9 45,5 176,0 5,6 21,8

3,31 31,9 123,5 5,3 20,6 55,7 215,5 5,8 22,4

4,09 38,0 147,0 5,5 21,2 64,9 251,2 5,9 23,0

4,93 43,7 168,9 5,6 21,6 74,7 289,0 6,1 23,5

5,69 50,7 196,2 5,7 22,1 82,3 318,4 6,2 23,8

6,52 55,7 215,5 5,8 22,4 89,3 345,6 6,2 24,2

12 0,81 3,7 14,2 3,7 14,3 3,6 13,9 3,6 13,7

24 1,67 3,6 13,9 3,6 14,0 3,5 13,4 3,5 13,4

36 2,46 3,5 13,4 3,5 13,4 3,4 13,1 3,4 13,1

50 3,31 3,5 13,6 3,6 13,7 3,3 12,7 3,3 12,7

62 4,09 3,4 13,3 3,5 13,4 3,2 12,3 3,2 12,3

74 4,93 3,4 13,1 3,4 13,1 3,1 12,1 3,2 12,3

86 5,69 3,3 12,9 3,3 12,7 3,0 11,7 3,1 11,9

100 6,52 3,3 12,7 3,3 12,7 3,0 11,4 3,0 11,4