Люминесцентные свойства систем на основе оксидов с ионно-синтезированными нанокристаллами кремния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.01, кандидат физико-математических наук Михайлов, Алексей Николаевич

• Михайлов, Алексей Николаевич
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Михайлов, Алексей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Обзор литературы.

1.1. Проблема применения кремния в опто- и наноэлектронных устройствах.

1.1.1. Задача модификации излучательных свойств кремния и способы ее решения, на пути к созданию лазера на основе кремния.

1.1.2. Применение нанокристаллов Si в устройствах энергонезависимой памяти.

1.2. Закономерности формирования и люминесцентные свойства нанокристаллов и нанокластеров Si в матрице S1O2.

1.2.1. Нанокристаллы и нанокластеры Si, полученные без применения ионной имплантации.

1.2.2. Ионно-синтезированные нанокластеры и нанокристаллы Si.

1.2.3. Механизмы люминесценции, связанной с нанокристаллами Si в SiC>2.

1.2.4. Влияние легирования на свойства системы SiC>2 с нанокристаллами Si.

1.3. Оптические и люминесцентные свойства оксидов кремния-германия и закономерности формирования нанокристаллов Ge и SiGe.

1.3.1. Оптические и люминесцентные свойства оксидов Sii-xGex02 (х=0-1).

1.3.2. Нанокристаллы Ge и SiGe в матрице Sii.xGex02 (х=0-1).

1.4. Оптические и люминесцентные свойства оксида алюминия и закономерности формирования нанокристаллов Si в этой матрице.

1.4.1. Оптические и люминесцентные свойства AI2O3.

1.4.2. Нанокристаллы в матрице AI2O3 и люминесцентные свойства системы

• Al203:nc-Si.

1.5. Формулировка задач исследований.

ГЛАВА 2. Исследование закономерностей ионно-лучевого синтеза и изменения люминесцентных свойств нанокристаллов Si в Si02.

2.1. Методика эксперимента.

2.2. Влияние дозы имплантации ионов Si+ и температуры постимплантационного отжига на фотолюминесценцию и оптические свойства слоев Si02:nc-Si.

2.3. Теоретическое описание зависимости люминесценции нанокристаллов Si от дозы

Si и температуры отжига, сравнение с экспериментом.

2.4. Влияние цикличности процедур ионной имплантации и отжига на морфологию и фотолюминесценцию Si02:nc-Si.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. Исследование закономерностей влияния ионного облучения и легирования мелкими донориыми и акцепторными примесями на люминесцентные свойства системы Si02:nc-Si.

3.1. Методика эксперимента.

3.2. Влияние облучения ионами Р+ и В+ на фотолюминесценцию пленок БЮг, облученных Si+, и синтезированной системы Si02:nc-Si.

3.3. Влияние ионного легирования Р, В и N на фотолюминесценцию слоев SiC^rnc-Si.

3.4. Анализ результатов и классификация механизмов влияния ионного легирования.

3.5. Выводы.

ГЛАВА 4. Исследование влияния имплантации ионов Si+ и отжига на люминесцентные и оптические свойства пленок Sii^Ge^02 (х > 0).

4.1. Методика эксперимента.

4.2. Влияние режимов имплантации ионов Si+ и отжига на фотолюминесценцию и оптические свойства пленок Sii.xGex02 (х > 0).

4.3. Механизмы фотолюминесценции и вопрос о формировании нанокристаллов Si.

4.4. Выводы.

ГЛАВА 5. Исследование закономерностей изменения люминесцентных свойств AI2O3 при ионио-лучевом синтезе нанокристаллов Si.

5.1. Методика эксперимента.

5.2. Влияние дозы имплантации ионов Si+ и температуры постимплантациоиного отжига на фотолюминесценцию и структуру сапфира.

5.3. Природа фотолюминесценции и связь с синтезом нанокристаллов Si.

5.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Люминесцентные свойства систем на основе оксидов с ионно-синтезированными нанокристаллами кремния»

Актуальность темы

Актуальность работы связана с необходимостью разработки физических основ формирования материалов на основе кремния, обладающих рядом свойств [1,2], которые обеспечили бы применение этого полупроводника при создании нового поколения опто-, микро- и наноэлектронных приборов, таких, как светодиоды, лазеры и элементы памяти. В перспективе интеграция электронных и оптических функций в рамках кремниевой планарной технологии позволила бы осуществить качественный скачок в развитии современной электронной техники, ограниченном в данный момент достигнутыми физическими пределами традиционных интегральных схем (ИС) на базе кремния.

Низкая эффективность люминесцентных свойств массивного кремния делает его практически не пригодным для создания на его основе светоизлучателей, то есть ограничивает его применение в оптоэлектронике. Одно из наиболее удачных решений данной проблемы получило развитие в начале 90-х годов прошлого столетия с момента обнаружения интенсивной люминесценции пористого кремния (ПК) [3]. Это -наноструктурирование, заключающееся, как правило, в формировании нанокристал-лов (НК) Si в широкозонных диэлектрических матрицах. Наноструктурирование кремния обеспечивает эффективное излучение света при комнатной температуре в видимом и ближнем ИК диапазонах спектра, нелинейные оптические и одноэлек-тронные свойства, не присущие этому материалу в массивном состоянии. Улучшение люминесцентных свойств кремния в этом случае обусловлено квантово-размерным эффектом, позволяющим повысить вероятность излучательной рекомбинации локализованных в НК электронно-дырочных пар.

В течение последних 10 лет наибольшее внимание исследователей привлекает система НК кремния в матрице диоксида кремния (Si02:nc-Si), формируемая при высокотемпературном распаде пересыщенного твердого раствора SiC^Si (см., например, [4,5,6,7,8]). Лидирующие позиции среди методов создания такой системы занимает ионная имплантация, которая прекрасно совместима с современной планарной технологией микроэлектроники и обеспечивает контролируемое введение необходимых элементов в твердые тела. Наиболее актуальной в прикладном плане задачей является оптимизация люминесцентных свойств системы Si02:nc-Si. Один из способов заключается в вариации параметров ее приготовления, таких как степень пересыщения твердого раствора Si02:Si (доза ионов Si+ в случае ионной имплантации), температура и время постимплантационного отжига. Несмотря на большое количество проделанных в этом направлении работ (см., например [4,5,6,9,10,11,12,13]), результаты их во многом противоречивы, и к моменту начала нашей работы отсутствовала единая количественная модель, описывающая закономерности ионно-лучевого синтеза системы Si02:nc-Si и соответствующего изменения ее люминесцентных свойств. Остается не до конца решенным и вопрос о природе наблюдаемой люминесценции. Другой способ достижения максимальной эффективности люминесценции заключается в легировании Si02:nc-Si мелкими донорными и акцепторными примесями [13,14,15]. Начало исследованиям в этом направлении положил эффект усиления люминесцентных свойств Si02:nc-Si при ионном легировании фосфором [16], впервые обнаруженный в НИФТИ ННГУ. Ионное легирование (а также ионное облучение, являющееся его неотъемлемым этапом) такими примесями, как Р, В, N может существенно модифицировать свойства как НК, так и окружающей матрицы, причем характер и степень влияния существенно зависят от режимов синтеза и легирования системы. Необходимо выявление и классификация возможных механизмов влияния ионного облучения и сопутствующего легирования НК в широких интервалах концентраций примесей и условий обработки. Этот вопрос интересен с точки зрения физики легирования полупроводников, а именно - применимости для наноструктур представлений, выработанных ранее для массивных материалов (см., например, [17]).

Одним из факторов, определяющих свойства НК Si, является совокупность свойств (тип материала, состав, структура) диэлектрической матрицы, в которой эти НК синтезируются. С фундаментальной точки зрения весьма интересно проследить, как изменение состава или типа матрицы будет влиять на закономерности формирования и свойства НК. Более того, сочетание последних со специфичными свойствами матрицы может существенно обогатить функциональные возможности создаваемых материалов. Потенциальными кандидатами для практического осуществления данной идеи служат оксидные материалы Si^Ge^ (в том числе Ge02) и А120з.

Легированные германием силикатные стекла Sii.^Ge^02 (х > 0) давно заинтересовали исследователей и разработчиков в области волоконно-оптической связи [18,19,20,21], в связи с некоторыми их свойствами. Во-первых, это высокая чувствительность их оптических свойств к ультрафиолетовому [19,22] и ионному [23] облучению, позволяющая за счет контролируемой модификации показателя преломления записывать дифракционные решетки и зеркала в волноводных структурах. Во-вторых, высокое сечение рамановского рассеяния делает этот материал перспективным для создания перестраиваемого рамановского лазера [21,24]. Формирование лю-минесцирующих НК в планарном волноводном слое Si^Ge^C^ явилось бы важным шагом на пути к созданию лазера на квантовых точках (КТ) Si. В данной работе применяется оригинальный подход, заключающийся в имплантации ионов Si в пленки Sii.jGe^ различного состава с целью синтеза НК Si.

Пластины сапфира, одной из кристаллических модификаций А120з, успешно применяются при изготовлении радиационно-стойких структур типа «кремний-на-сапфире» (КНС) [25]. Аморфные же пленки А1203 рассматриваются в качестве одного из немногочисленных вариантов замены традиционного окисла кремния при формировании сверхтопких подзатворных диэлектрических слоев в КМОП-технологии [26], благодаря высокой диэлектрической проницаемости (s), большой ширине запрещенной зоны и высоким барьерам по отношению к границам разрешенных зон в энергетической структуре кремния. Последние характеристики создают благоприятные условия для наблюдения квантово-размерного эффекта при встраивании в А120з НК Si, а высокое значение s может в принципе позволить получить более высокую концентрацию электрически изолированных КТ. Наличие преимущественной ориентации НК при их синтезе в кристаллическом сапфире может также привести к обнаружению поляризационных эффектов в люминесцентных свойствах. На момент постановки задач данной работы, факт формирования НК Si в матрице А1203 экспериментально был зафиксирован в нескольких работах [27,28,29], в которых также были обнаружены эффективная люминесценция [27,28] и одноэлектронные эффекты [29]. Однако, вопросы синтеза НК и природы люминесценции в данной системе требуют более детальной проработки для дальнейшего развития этого перспективного направления.

Таким образом, исследование физических процессов при формировании ионно-лучевым методом систем НК Si в оксидных матрицах Si02, Sii^Ge^02, А1203 и изучение их оптических и люминесцентных свойств представляют большой интерес как с фундаментальной, так и с практической точек зрения. Важной особенностью данной работы является то, что применяется единый подход как для формирования наноструктур на основе различных оксидов, так и их изучения. Указанные исследования вносят вклад в новую и быстро развивающуюся область - физику полупроводниковых КТ в диэлектрических матрицах.

Цель и основные задачи работы

Цель работы - исследование люминесцентных свойств и разработка физических основ формирования квантово-размерных структур на основе нанокристалличе-ских включений Si, ионно-синтезированных в оксидных матрицах Si02, Si^Ge/^, А1203.

Основные задачи работы:

1. Установление закономерностей изменения фотолюминесценции (ФЛ) и формирования ионно-синтезированной системы Si02:nc-Si в широких интервалах режимов синтеза. Построение количественной модели экспериментально выявленных закономерностей.

2. Исследование закономерностей влияния ионного облучения и ионного легирования мелкими донорными и акцепторными примесями (Р, В, N) на ФЛ системы Si02:nc-Si. Установление и классификация механизмов такого влияния.

3. Исследование возможности ионно-лучевого синтеза НК в Sii^Ge/^, люминесци-рующих при комнатной температуре, в зависимости от состава исходного оксида, условий имплантации ионов кремния и последующего отжига.

4. Исследование ФЛ и процессов формирования системы Al203:nc-Si в широких интервалах режимов ионно-лучевого синтеза.

Научная новизна работы

1. Установлены закономерности изменения квантово-размерной (то есть связанной с квантово-размерным эффектом) ФЛ НК Si в матрице Si02 в широких интервалах доз имплантации кремния и температур отжига. Разработана количественная физическая модель, описывающая эти закономерности.

2. Выявлены и обоснованы механизмы влияния ионного облучения и ионного легирования донорными (Р, N) и акцепторными (В) примесями на ФЛ системы Si02:nc-Si при различных условиях ее формирования.

3. Обнаружена интенсивная ФЛ в Ge02, характерная для ионно-синтезированных НК Si, и установлено влияние атомно-размерного фактора на синтез НК в смешанном оксиде кремния-германия.

4. Установлена связь между синтезом слоев AbC^inc-Si при ионной имплантации кремния в сапфир и последующем отжиге, с одной стороны, и ФЛ в видимом диапазоне спектра - с другой.

Практическая ценность работы

1. Показана возможность контролируемого изменения люминесцентных свойств ионно-синтезированной системы Si02:nc-Si в видимом и ближнем ИК диапазонах спектра либо путем вариации дозы имплантации Si и температуры отжига, либо путем дополнительного легирования. Это повышает перспективность применения данной системы в оптоэлектронике.

2. Отработаны методы формирования кремниевых наноструктур путем имплантации Si в оксиды Ge02 и А1203. Сочетание возможности люминесценции при комнатной температуре с рядом специфичных свойств оксидов открывает перспективы создания новых многофункциональных устройств для оптики и оптоэлектроники на базе этих материалов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Немонотонная дозовая зависимость интенсивности квантово-размерной люминесценции системы SiCVnc-Si в области 700-900 нм и уменьшение оптимальной дозы имплантации Si+ с ростом температуры отжига в интервале 1000-1200 °С количественно описываются на основе конкуренции процессов роста числа нанокристаллов Si и их коалесценции с учетом зависимости вероятности излучательной рекомбинации от размера нанокристалла.

2. Ионное облучение и ионное легирование примесями Р, В и N слоев Si02:nc-Si модифицирует дефектно-примесную структуру матрицы Si02, приводя к формированию излучательных и безызлучательных дефектных центров. Эффекты многократного усиления или ослабления квантово-размерной люминесценции обусловлены конкурирующими факторами физико-химической (структурной) или электронной природы, относительный вклад которых существенно зависит от типа примеси, условий легирования и условий синтеза нанокристаллов.

3. Люминесцентные свойства и фазовый состав слоев Ge02 и Sio.9Geo.1O2 после имплантации Si+ с последующим высокотемпературным отжигом определяются тем, что в первом случае формируются нанокристаллы Si, ответственные за фотолюминесценцию в области 700-900 нм, а во втором - нанокристаллы Ge (или SiGe), излучающие в области 900-1000 им. Это различие обусловлено влиянием локальных деформаций, возникающих при изовалентпом замещении атомов Ge в чистом оксиде избыточными атомами Si, и, наоборот, их снижением при таком замещении в смешанном оксиде.

4. Фотолюминесценция при 500-550 нм слоев А1203 (сапфира), имплантированных ионами Si+ и отожженных в интервале температур 500-900 °С, обусловлена «нефазовыми» включениями Si, а их трансформация в аморфные нанокластеры и затем нанокристаллы Si по мере повышения температуры отжига не приводит к возникновению типичной для этих объектов люминесценции в красной и ближней ИК областях спектра вследствие высокой концентрации дефектов на границах раздела фаз, связанной с механическими напряжениями.

Публикация и апробация результатов работы

Основные результаты диссертационной работы опубликованы [А1-А70] и докладывались на следующих конференциях: Всероссийский семинар «Физико-химические основы ионной имплантации» (Н.Новгород, 2000, 2004), Всероссийская конференция «Научные чтения имени академика Н.В. Белова» (Н.Новгород, 2000, 2003), Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (С.Петербург, 2001, 2002), Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами (Москва, 2001), International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (Marburg, Germany, 2001; Kusadasi, Turkey, 2005), Международная конференция по люминесценции (Москва, 2001), MRS Fall Meeting (Boston, USA, 2001, 2005), 5-я Всероссийская конференция по физике полупроводников (С.Петербург, 2001), International symposium «Ion implantation and other applications of ions and electrons» (Kazimierz Dolny, Poland, 2002, 2004), Совещание по росту кристаллов, пленок и дефектам структуры кремния «Кремний-2002» (Новосибирск, 2002), 5th ISTC Seminar "Nanotechnologies in the area of physics, chemistry and biotechnology" (Saint-Petersburg, Russia, 2002), International Young Scientists Conference "Problems of Optics and High Technology Material Science" (Kyiv, Ukraine, 2002), Всероссийское совещание «Нано-фотоника» (Н.Новгород, 2002, 2003, 2004), E-MRS Spring Meeting (Strasbourg, France, 2002, 2003), MRS Spring Meeting (San Francisco, USA, 2003), Всероссийская конференция «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий» (Обнинск, 2003, 2005), 5-я Международная конференция «Оптика, опто-электроника и технологии (О Т5)» (Ульяновск, 2003), 5-я Международная конференция «Взаимодействие излучений с твердым телом» (Минск, Беларусь, 2003), Международная конференция «Взаимодействие ионов с поверхностью» (Звенигород, 2003, 2005), Нижегородская научная сессия молодых ученых (Н.Новгород, Голубая Ока, 2003), Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники» (С.Петербург, 2004), 10-я ежегодная международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2004), V International Conference on Low Dimensional Structures and Devices (Mexico, 2004), 6-й Международный Уральский Семинар "Радиационная физика металлов и сплавов" (Снежинск, 2005), IX Ежегодный Симпозиум «Нанофизика и наноэлектроника» (Н.Новгород, 2005), 12-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика" (Москва, Зеленоград, 2005), International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials (Aveiro, Portugal, 2005), First International Workshop on Semiconductor Nanocrystals, SEMINANO 2005 (Budapest, Hungary, 2005).

Ряд докладов отмечен премиями и дипломами: премия и диплом III степени за доклад на Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике» (Санкт-Петербург, 2001), премия и диплом Graduate Student Award of European Material Research Society Meeting (Strasbourg, France, 2003), почетный диплом первой степени 10-й ежегодной международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2004), диплом лауреата 12-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика - 2005" (Москва, Зеленоград, 2005), третья премия и диплом за лучшие стендовые доклады среди студентов 14th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (Kusadasi, Turkey, 2005).

Работа по теме диссертации выполнялась диссертантом (в качестве основного исполнителя) в рамках следующих научно-технических программ и проектов: программа BRHE фонда CRDF и Минобразования РФ (REC-001, 1998-2005), НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (подпрограммы 202, 205, 2001-2004), задание Минобразования РФ (2001-2005), проекты РФФИ (№№ 00-02-17488, 03-02-17125, 05-02-16762, MAC 01-02-06397, 20002006), проект INTAS (No. 00-0064, 2001-2003), грант Минобразования РФ для аспирантов (№ А03-2.9-507, 2003-2004), EU FP6 Programme (STREP No. 505285, 20042007), программа Федерального агентства по образованию РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (разделы 1.2, 2.1 и 3.3, 2005).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ, в том числе 15 статей в реферируемых научных журналах, 8 статей в сборниках трудов конференций и 47 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и заключения. Объем диссертации составляет 153 страницы, включая 141 страницу печатного текста, 1 таблицу и 33 рисунка, размещенных на 29 страницах, список литературы, который содержит 232 наименования и размещен на 13 страницах, и список публикаций по теме диссертации, размещенный на 7 страницах.

Заключение диссертации по теме «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и нано- электроника на квантовых эффектах», Михайлов, Алексей Николаевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Установлены закономерности изменения квантово-размерной фотолюминесценции в диапазоне 700-900 нм системы нанокристаллов Si в матрице Si02 для широкого набора режимов ионно-лучевого синтеза. Показано, что интенсивность люминесценции для температур отжига 1000, 1100 и 1200 °С немонотонно зависит от дозы Si+, что обусловлено ростом числа нанокристаллов без существенного изменения их среднего размера при малых концентрациях Si и их коалесценцией при больших концентрациях. Построена физическая модель, количественно описывающая изменение интенсивности излучения в зависимости от дозы имплантации кремния и температуры отжига. Модель учитывает укрупнение нанокристаллов за счет коалесценции и зависимость вероятности излучательной рекомбинации от их размера. Эксперименты по циклическому ионно-лучевому синтезу нанокристаллов Si подтвердили справедливость основных положений модели. Определены оптимальные режимы ионно-лучевого синтеза НК Si в матрице Si02-Впервые в единых условиях проведено обобщающее исследование влияния ионного облучения и ионного легирования фосфором, бором и азотом на фотолюминесценцию, связанную как с нанокристаллами Si, так и дефектами в матрице Si02. Обнаружено, что облучение ионами примесей слоев Si02, имплантированных Si+, а также слоев Si02 с нанокристаллами Si, синтезированными при 1000 и 1100 °С, приводит к гашению люминесценции в области 700-900 нм за счет радиационного повреждения, формированию излучательных или безызлучательных дефектных центров в оксидной матрице. Установлено, что ионное легирование нанокристаллов бором и азотом ослабляет фотолюминесценцию в диапазоне 700-900 нм, а фосфор при определенных условиях обеспечивает ее многократное усиление. Проанализированы основные механизмы влияния ионного легирования с учетом его воздействия на процессы формирования нанокристаллов Si, дефектообразова-ния и квантовых эффектов. Найдены оптимальные условия легирования, способные обеспечить усиление люминесцентных свойств системы Si02:nc-Si. Впервые исследовано влияние ионной имплантации Si+ и последующего отжига на люминесцентные свойства слоев Si0.9Ge0.|O2 и Ge02. Выявлен общий характер изменения дефектной структуры оксидов и соответствующей фотолюминесценции в области 350-700 нм - усиление люминесценции при малых дозах облучения за счет роста числа кислородо-дефицитных центров и ее ослабление при больших дозах за счет накопления радиационных дефектов - центров безызлучательной рекомбинации. Установлены также специфические особенности фотолюминесценции, связанные с синтезом нанокристаллов Si в GeC>2 (пик при 750 нм) и на-нокристаллов Ge (SiGe) в Sio.9Geo.1O2 (пик при 935 нм). Предложена модель, объясняющая влияние исходного состава на синтез нанокристаллов - наличие связанных с размерным несоответствием атомов локальных напряжений в слоях смешанного оксида способствует протеканию реакции изовалентного замещения атомов Ge атомами Si и, как следствие, преципитации германия, тогда как при внедрении кремния в чистый оксид Ge02 формируются нанокристаллы Si. Исследовано влияние ионной имплантации кремния и последующего отжига на люминесцентные свойства А120з (сапфира). Выявлена роль анионно-вакансионных дефектов, обеспечивающих люминесценцию в области 350-450 нм, и примесных центров Ti3+ и Сг3+, излучающих в диапазоне длин волн 650-900 нм. Показано, что только «зеленая» люминесценция при 500-550 нм коррелирует с процессом разделения фаз в системе Al203:Si - трансформацией «нефазовых» преципитатов Si в компактные аморфные кластеры и нанокристаллы Si. Сделан вывод, что источниками «зеленой» фотолюминесценции являются «нефазовые» включения, а излучательная рекомбинация в нанокристаллах Si гасится в силу наличия дефектной границы раздела с матрицей AI2O3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основываясь на результатах проделанной работы, можно провести сравнительный анализ особенностей ионно-лучевого синтеза и свойств панокристаллов Si в оксидных материалах Si02, Sii.^Ge^02 и AI2O3, а также наметить пути дальнейшего развития исследований, в том числе с целью применения исследуемых наноструктур. Использование единого подхода с вариацией в широких пределах режимов ионно-лучевого синтеза позволило выявить общие и специфические процессы, сопровождающие облучение различных оксидов и последующий отжиг.

Особое внимание в данной работе уделялось влиянию облучения и отжига на люминесцентные свойства оксидных матриц. Специально поставленные эксперименты в совокупности с литературными данными позволили выявить эволюцию дефектной подсистемы оксидов и отделить ее свойства от свойств синтезируемых включений фазы Si (преципитатов, кластеров и нанокристаллов). Следует отметить, что, несмотря на различие в структуре кислородо-дефицитных дефектных центров, свойственных оксидам кремния-германия и оксиду алюминия, выявляются общие закономерности изменения люминесценции в видимой области спектра, связанные с трансформацией исходных и внесением новых дефектных центров в процессе облучения ионами Si+.

В рамках данной работы показано, что свойства матрицы (структура, состав) оказывают определяющее влияние на процессы формирования нанокристаллов и связанную с ними люминесценцию. Наибольший прогресс достигнут в понимании физических процессов синтеза нанокристаллов Si в матрице Si02 и их связи с изменением квантово-размерной фотолюминесценции в области 650-1000 нм. Это обеспечивает контролируемое изменение эффективности люминесценции для широкого набора режимов ионно-лучевого синтеза данной системы. Изменение состава матрицы - использование смешанного оксида кремния-германия и чистого оксида германия - выявило особенности, связанные с относительной ролью размерного несоответствия атомов и реакционно-стимулированным формированием нанокристаллов. Первый фактор обычно не учитывался при анализе возможности синтеза нанокристаллов. Наличие интенсивной люминесценции в веОг открывает возможности создания новых оптически активных материалов и планарных лазерных структур для оптоэлектропи-ки. Исходная кристалличность матрицы А120з позволяет создавать ансамбли ориентированных нанокристаллов, однако механические напряжения, возникающие при их формировании, препятствуют проявлению квантово-размерной фотолюминесценции. Поэтому для сапфира встает дополнительная задача отыскания путей решения данной проблемы. Синтез нанокристаллов Si в А1203 может быть использован как в КМОП, так и КНС-технологии при разработке новых приборных структур, основанных на свойствах квантовых точек Si, не связанных с люминесценцией. В отношении КНС-технологии ионно-синтезированные кристаллические включения Si в поверхностном слое сапфира могут также служить зародышами эпитаксиального роста структурно-совершенных слоев Si.

Еще один важный вопрос, рассмотренный в настоящей работе - это ионное легирование кремниевых наноструктур мелкими донорными и акцепторными примесями, позволяющее управлять свойствами нанокристаллов Si. Этот аспект развит применительно к системе Si02:nc-Si, но в дальнейшем должен быть исследован и для других оксидных матриц, в частности А1203. В последнем случае легирование может обеспечить пассивацию оборванных связей на границе nc-Si/Al203 и привести к обнаружению люминесценции нанокристаллов. Результаты обобщающего исследования влияния легирования Р, В, и N на формирование и свойства НК Si дали возможность провести параллель между физическими процессами, имеющими место в случае на-норазмерных объектов, с известными процессами легирования массивных полупроводников, а также выявить различия, в том числе имеющие квантовую природу.

Таким образом, в представленном цикле исследований не только решены поставленные задачи, но и созданы предпосылки для развития новых фундаментальных и прикладных разработок.

БЛАГОДАРНОСТИ

Выражаю глубокую благодарность научному руководителю - проф. Д.И. Те-тельбауму, а также директору НИФТИ доц. О.Н. Горшкову за постановку настоящей работы и помощь в анализе результатов. Высказывается искренняя признательность сотрудникам НИФТИ, физического факультета ННГУ, ИФМ РАН: зав. лаб. В.Г. Шен-гурову за техническое обеспечение работы; вед. инж. В.К. Васильеву за помощь в проведении ионной имплантации; проф. В.А. Перевощикову за помощь в проведении механико-химической обработки образцов; гл. ииж. В.А. Камину, с.н.с. Ю.И. Чигиринскому и инж. Ю.А. Дудину за предоставление осажденных пленок оксидов кремния-германия; доц. А.В. Ершову за пристальное внимание к работе и предоставление осажденных пленок SiC>2; зав. каф. ЭТТ проф. Е.С. Демидову за помощь в измерениях ЭПР; инж. М.О. Марычеву, н.с. В.А. Новикову, н.с. Д.М. Гапоновой и н.с. С.В. Морозову за помощь в разработке и совершенствовании методик оптической спектроскопии и помощь в проведении соответствующих измерений; с.и.с. А.П. Касаткину за плодотворное обсуждение результатов и физических моделей; доц. В.А. Бурдову за теоретическое обоснование отдельных результатов работы; доц. В.В. Карзанову за постоянный интерес к работе и ее результатам.

Особая благодарность высказывается Г.А. Качурину, А.И. Ковалеву, Д.Л. Вайнштейну, Э.П. Домашевской, В.А. Терехову, R. Turan, Т. Finstad, L. Pavesi и их коллегам, непосредственно участвовавшим в дополнительных исследованиях наших образцов различными аналитическими методами в рамках совместных международных проектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Михайлов, Алексей Николаевич, 2006 год

1. Silicon nanostructures for photonics / P. Bettotti, M. Cazzanelli, L. Dal Negro, B. Danese, Z. Ga-burro, C.J. Oton, G. Vijaya Prakash, L. Pavesi // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. - Vol.14. -P.8253-8281.

2. Pavesi, L. Routes toward silicon-based lasers / Lorenzo Pavesi // Materials Today. 2005. — January. - P. 18-25.

3. Canham, L.T. Silicon quantum wire array fabrication by electrochemical and chemical dissolution of wafers/L.T. Canham//Appl. Phys. Lett. 1990.-Vol.57, №10.-P.1046-1048.

4. Shimizu-Iwayama, T. Visible photoluminescence in Si+-implanted thermal oxide films on crystalline Si / T. Shimizu-Iwayama, S. Nakao, K. Saitoh // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol.65, №14. -P.1814-1816.

5. Guha, S. Characterization of Si+ ion-implanted Si02 films and silica glasses / Soumyendu Guha // J. Appl. Phys. 1998. - Vol.84, №9. -P.5210-5217.

6. Influence of average size and interface passivation on the spectral emission of Si nanocrystals embedded in Si02 / B. Garrido Fernandez, M. Lopez, C. Garcia, A. Perez-Rodriguez, J.R. Morante,

7. C. Bonafos, M. Carrada, A. Claverie // J. Appl. Phys. 2002. - Vol.91, №2. - P.798-807.

8. Optical properties of Si clusters and Si nanocrystallites in high-temperature annealed SiO* films / T. Inokuma, Y. Wakayama, T. Muramoto, R. Aoki, Y. Kurata, S. Hasegawa // J. Appl. Phys. -1998. Vol.83, №4. - P.2228-2234.

9. Nucleation and growth of nanocrystalline silicon studied by ТЕМ, XPS and ESR / K. Sato, T. Izumi, M. Iwase, Y. Show, H. Morisaki, T. Yaguchi, T. Kamino // Appl. Surf. Sci. 2003. -Vol.216.-P.376-381.

10. Tuning the emission wavelength of Si nanocrystals in Si02 by oxidation / M.L. Brongersma, A. Polman, K.S. Min, E. Boer, T. Tambo, H.A. Atwater // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol.72, №20. -P.2577-2579.

11. Optical gain in silicon nanocrystals / L. Pavesi, L. Dal Negro, C. Mazzoleni, G. Franzo, F. Priolo // Nature. 2000. - Vol.408. - P.440-444.

12. Zhuravlev, K.S. Mechanism of photoluminescence of Si nanocrystals fabricated in a Si02 matrix / K.S. Zhuravlev, A.M. Gilinsky, A.Yu. Kobitsky // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol.73, №20. -P.2962-2964.

13. О формировании наиокристаллов кремния при отжиге слоев Si02, имплантированных ионами Si / Г.А. Качурии, С.Г. Яновская, В.А. Володин, В.Г. Кеслер, А.Ф. Лейер, М.-О. Ruault // ФТП. 2002. - Т.36, №6. - С.685-689.

14. The enhancement of luminescence in ion implanted Si quantum dots in Si02 matrix by means of dose alignment and doping / D.I. Tetelbaum, O.N. Gorshkov, S.A. Trushin, D.G. Revin, D.M. Ga-ponova, W. Eckstein //Nanotechnology. 2000. -Vol.11. -P. 295-297.

15. The influence of phosphorus and hydrogen ion implantation on the photoluminescence of Si02 with Si nanoinclusions / D.I. Tetelbaum, S.A. Trushin, V.A. Burdov, A.I. Golovanov, D.G. Revin,

16. D.M. Gaponova // Nucl. Instr. Meth. B. 2001. - Vol.174. - P. 123-129.

17. Control of photoluminescence properties of Si nanocrystals by simultaneously doping n- and p-type impurities / M. Fujii, Y. Yamaguchi, Y. Takase, K. Ninomiya, S. Hayashi // Appl. Phys. Lett. -2004. Vol.85, №7. - P.l 158-1160.

18. Особенности фотолюминесценции в Si02 с нановключениями кремния, полученными методом иониой имплантации / Д.И. Тетельбаум, И.А. Карпович, М.В. Степихова, В.Г. Шенгу-ров, К.А. Марков, О.Н. Горшков // Поверхность. 1998. -№5. - С.31-33.

19. Зорин, Е.И. Ионное легирование полупроводников / Е.И. Зорин, П.В. Павлов, Д.И. Тетельбаум. -М.: Энергия, 1975. 129 с.

20. Low-loss fiber guide with Si02+Ge02 core and borosilicate cladding / A.V. Belov, A.N. Gur'yanov, G. G. Devyatykh, E.M. Dianov, V.G. Luzhain, A.V. Nikolaychik, A.M. Prokhorov, A.S. Yushin // Sov. J. Quantum. Electron. 1976. - Vol.6, №11.- P. 1362-1363.

21. Photosensitivity in optical fiber waveguides: Application to reflection filter fabrication / K.O. Hill, Y. Fujii, D.C. Johnson, B.S. Kawasaki // Appl. Phys. Lett. 1978. - Vol.32, №10. - P.647-649.

22. Ohki, J.L. Brebner, S. Roorda // Opt. Lett. 2000. - Vol.25, №2. - P.88-89.

23. Germania-glass-core silica-glass-cladding modified chemical-vapor deposition optical fibers: optical losses, photorefractivity, and Raman amplification / V.M. Mashinsky et al. // Opt. Lett. -2004. Vol.29, №22. - P.2596-2598.

24. Структурные и фотолюминесцентные свойства гетероэпитаксиальных слоев кремния на сапфире/С.П. Светлов и др. //ФТТ.-2004.-Т.46,№1.-С.15-17.

25. Wilk, G.D. High-A: gate dielectrics: Current status and materials properties considerations / G.D. Wilk, R.M. Wallace, J.M. Anthony // J. Appl. Phys. 2001. - Vol.89, №10. - P.5243-5275.

26. Yanagiya, S. Optical and electrical properties of AI2O3 films containing silicon nanocrystals / S. Yanagiya, M. Ishida // J. Electron. Mat. 1999. - Vol.28, №5. - P.496-500.

27. Resonant tunneling of Si nanocrystals embedded in AI2O3 matrix synthesized by vacuum electron-beam co-evaporation / Q. Wan, Т.Н. Wang, M. Zhu, C.L. Lin // Appl. Phys. Lett. 2002. -Vol.81, №3.-P.538-540.

28. Temperature dependence of the radiative recombination coefficient of intrinsic crystalline silicon / T. Trupke, M.A. Green, P. Wurfel, P.P. Altermatt, A. Wang, J. Zhao, R. Corkish // J. Appl. Phys. 2003. - Vol.94, №8. - P.4930-4937.

29. Efficient silicon light-emitting diodes / M.A. Green, J. Zhao, A. Wang, P.J. Reece, M. Gal // Nature. 2001. - Vol.412. - P.805-808. I. 32. Zhao, J. High-efficiency optical emission, detection, and coupling using silicon diodes / J. Zhao,

30. M. A. Green, A. Wang // J. Appl. Phys. 2002. - Vol.92, №6. - P.2977-2979.

31. Trupke, T. Optical gain in materials with indirect transitions / T. Trupke, M.A. Green, P. Wurfel // J. Appl. Phys. 2003. - Vol.93, №11.- P.9058-9061.

32. An efficient room-temperature silicon-based light-emitting diode / Wai Lek Ng, M.A. Lour-enco, R.M. Gwilliam, S. Ledain, G. Shao, K.P. Homewood // Nature. 2001. - Vol.410. - P. 192194.

33. Эффективный кремниевый светодиод с температурно-стабильными спектральными характеристиками / A.M. Емельянов, Н.А. Соболев, Т.М. Мельникова, S. Pizzini // ФТП. -2003. -Т.37, №6. С.756-761.

34. Stimulated emission in a nanostructured silicon pn junction diode using current injection / M.J. Chen, J.L. Yen, J.Y. Li, J.F. Chang, S.C. Tsai, C.S. Tsai // Appl. Phys. Lett. 2004. - Vol.84, №12. -P.2163-2165.

35. Coffa, S. Transition from small interstitial clusters to extended {311} defects in ion-implanted Si / S. Coffa, S. Libertino, C. Spinella // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol.76, №3. - P.321-323.

36. Kveder, V. Recombination activity of contaminated dislocations in silicon: A model describing electron-beam-induced current contrast behavior / V. Kveder, M. Kittler, W. Schroter // Phys. Rev. B. 2001. - Vol.63. - P.l 15208.

37. Optical properties of oxygen precipitates and dislocations in silicon / S. Binetti, S. Pizzini, E. Leoni, R. Somaschini, A. Castaldini, A. Cavallini // J. Appl. Phys. 2002. - Vol.92, №5. - P.2437-2445.

38. Oxygen participation in the formation of the photoluminescence W center and the center's origin in ion-implanted silicon crystals / M. Nakamura, S. Nagai, Y. Aoki, H. Naramoto // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol.72, №11. - P.1347-1349.

39. Luminescence from /?-FeSi2 precipitates in Si. II: Origin and nature of the photoluminescence / L. Martinelli, E. Grilli, D.B. Migas, L. Miglio, F. Marabelli, C. Soci, M. Geddo, M.G. Grimaldi, C. Spinella // Phys. Rev. B. 2002. - Vol.66. - P.085320.

40. Свойства самоорганизованных SiGe-наноструктур, полученных методом ионной имплантации / Ю.Н. Пархоменко, А.И. Белогорохов, Н.Н. Герасименко, А.В. Иржак, М.Г. Лисаченко // ФТП. 2004. - Т.38, №5. - С.593-597.

41. Wan, Q. Synthesis and optical properties of semiconducting beta-FeSi2 nanocrystals / Q. Wan, Т.Н. Wang, C.L. Lin // Appl. Phys. Lett. 2003. - Vol.82, №19. - P.3224-3226.

42. Desurvire, Е. Erbium-Doped Fiber Amplifiers: Principles and Applications / E. Desurvire. -New York: Wiley, 1994.

43. Priolo, F. Excitation and nonradiative deexcitation processes of Er3+ in crystalline Si / F. Priolo, G. Franzo, A. Camera //Phys. Rev. B. 1998. - Vol.57, №8. -P.4443-4455.

44. Optical properties of a single type of optically active center in Si/Si:Er nanostructures / N.Q.

45. Vinh, H. Przybylinska, Z.F. Krasil'nik, T. Gregorkiewicz // Phys. Rev. B. 2004. - Vol.70. -P.l 15332.

46. Electroluminescence of erbium-doped silicon / J. Palm, F. Gan, B. Zheng, J. Michel, L.C. Ki-merling // Phys. Rev. B. 1996. - Vol.54, №24. - P. 17603-17615.

47. Cullis, A.G. The structural and luminescence properties of porous silicon / A.G. Cullis, L.T. Canham, P.D.J. Calcott // Appl. Phys. Lett. 1997. - Vol.82, №3. - P.909-965.

48. Bisi, O. Porous silicon: a quantum sponge structure for silicon based optoelectronics / O. Bisi, S. Ossicini, L. Pavesi // Surf. Sci. Rep. 2000. - Vol.38, №1-3. - P.l-126.

49. Dynamics of stimulated emission in silicon nanocrystals / L. Dal Negro, M. Cazzanelli, L. Pavesi, S. Ossicini, D. Pacifici, G. Franzo, F. Priolo, F. Iacona // Appl. Phys. Lett. 2003. - Vol.82, №26 - P.4636-4638.

50. Optical gain in Si/Si02 lattice: Experimental evidence with nanosecond pulses / L. Khria-chtchev, M. Rasanen, S. Novikov, J. Sinkkonen // Appl. Phys. Lett. 2001. - Vol.79, №9. -P.1249-1251.

51. Observation of laser oscillation in aggregates of ultrasmall silicon nanoparticles / M.H. Nayfeh, S. Rao, N. Barry, J. Therrien, G. Belomoin, A. Smith, S. Chaieb // Appl. Phys. Lett. 2002. -Vol.81, №1 -P.121-123.

52. Low-loss rib waveguides containing Si nanocrystals embedded in Si02 / P. Pellegrino, B. Gar-rido, C. Garcia, J. Arbiol, J.R. Morante, M. Melchiorri, N. Daldosso, L. Pavesi, E. Scheid, G. Sarra-bayrouse // J. Appl. Phys. 2005. - Vol.97. - P.074312.

53. Stimulated emission in the active planar optical waveguide made of silicon nanocrystals / K. Luterova, D. Navarro, M. Cazzanelli, T. Ostatnicky, J. Valenta, S. Cheylan, I. Pelant, L. Pavesi //ш Phys. Stat. Sol. C. 2005. - Vol.2, №9. - P.3429-3434.

54. Toshikiyo, K. Enhanced optical properties of Sii^Ge* alloy nanocrystals in a planar microcavity / K. Toshikiyo, M. Fujii, S. Hayashi // J. Appl. Phys. 2003. - Vol.93, №4. - P.2178-2181.

55. Design of a nanoscale silicon laser / S.L. Jaiswal, J.T. Simpson, S.P. Withrow, C.W. White, P.M. Norris // Appl. Phys. A. 2003. - Vol.77. - P.57-61.

56. Fujii, M. Excitation of intra-4/shell luminescence of Yb3+ by energy transfer from Si nanocrystals / M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol.73, №21. - P.3108-3110.

57. Er3+ ions-Si nanocrystals interactions and their effects on the luminescence properties / G. Franzo, D. Pacifici, V. Vinciguerra, F. Priolo, F. Iacona // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol.76, №16 -P.2167-2169.

58. Kik, P.G. Strong exciton-erbium coupling in Si nanocrystal-doped Si02 / P.G. Kik, M.L. Brongersma, A. Polman // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol.76, №17. - P.2325-2327.

59. Role of the energy transfer in the optical properties of undoped and Er-doped interacting Si nanocrystals / F. Priolo, G. Franzo, D. Pacifici, V. Vinciguerra, F. Iacona, A. Irrera // J. Appl. Phys. 2001. - Vol.89, №1. - P.264-272.

60. Qin, G. Theory of photoluminescence from Si02 films containing Si nanocrystals and Er ions /

61. G. Qin, G.G. Qin, S.H. Wang // J. Appl. Phys. 1999. - Vol.85, №9. - P.6738-6745.

62. Silicon nanocrystals and Er3+ ions in an optical microcavity / F. Iacona, G. Franzo, E.C. Moreira, F. Priolo // J. Appl. Phys. 2001. - Vol.89, №12. - P.8354-8356.

63. Han, H.-S., Optical gain at 1.54 //m in erbium-doped silicon nanocluster sensitized waveguide /

64. H.-S. Han, S.-Y. Seo, J.H. Shin // Appl. Phys. Lett. 2001. - Vol.79, №27. - P.4568-4570.

65. Electroluminescence at 1.54 //m in Er-doped Si nanocluster-based devices / F. Iacona, D. , Pacifici, A. Irrera, M. Miritello, G. Franzo, F. Priolo, D. Sanfilippo, G. Di Stefano, P.G. Fallica //

66. Appl. Phys. Lett. -2002. Vol.81, №17. -P.3242-3244.

67. A continuous-wave Raman silicon laser / H. Rong, R. Jones, A. Liu, O. Cohen, D. Hak, A. Fang, M. Paniccia // Nature. 2005. - Vol.433. - P.725-728.

68. De Blauwe, J. Nanocrystal nonvolatile memory devices / Jan De Blauwe // IEEE Trans. Nanotechnology. -2002. Vol.1., №1. - ?.12-11.

69. Грехов, И.В. Деградация туннельных МОП структур при высокой плотности тока / И.В. Грехов, А.Ф. Шулекин, М.И. Векслер // ФТП. 1998. - Т.32, №6 - С.743-747.

70. Volatile and nonvolatile memories in silicon with nano-crystal storage / S. Tiwari, F. Rana, K. Chan, H. Hanafi, C. Wei, D. Buchanan // IEEE Int. Electron Devices Meeting Tech. Dig. 1995. -P.521-524.

71. Silicon nanocrystal memory devices obtained by ultra-low-energy ion-beam synthesis / P. Dimi-trakis et al. // Solid-State Electronics. 2004. - Vol.48. - P.1511-1517.

72. Glazman, L.I. Single electron tunneling / L.I. Glazman // J. Low Temp. Phys. 2000. -Vol.118, №5/6.-P.247-269.

73. Kanemitsu, Y. Resonantly excited photoluminescence from porous silicon: Effects of surface oxidation on resonant luminescence spectra / Y. Kanemitsu, S. Okamoto // Phys. Rev. B. 1997.

74. Vol.56, №4.-P.R1696-R1699.

75. Electronic states and luminescence in porous silicon quantum dots: The role of oxygen / M.V. Wolkin, J. Jorne, P.M. Fauchet, G. Allan, C. Delerue // Phys. Rev. Lett. 1999. - Vol.82, №1. -P. 197-200.

76. Two-peak photoluminescence and light-emitting mechanism of porous silicon / S.L. Zhang, F.M. Huang, K.S. Ho, L. Jia, C.L. Yang, J.J. Li, T. Zhu, Y. Chen, S.M. Cai, A. Fujishima, Z.F. Liu // Phys. Rev. B. 1995. - Vol.51, №16. - P.l 1194-11197.

77. Visible photoluminescence from oxidized Si nanometer-sized spheres: Exciton confinement on a spherical shell / Y. Kanemitsu, T. Ogawa, K. Shiraishi, K. Takeda // Phys. Rev. B. 1993. -Vol.48, №7.-P.4883-4886.

78. Kanemitsu, Y. Luminescence properties of nanometer-sized Si crystallites: Core and surface states / Yoshihiko. Kanemitsu // Phys. Rev. B. 1994. - Vol.49, №23. - P.l6845-16848.

79. Kanemitsu, Y. Photoluminescence spectrum and dynamics in oxidized silicon nanocrystals: A nanoscopic disorder system / Yoshihiko Kanemitsu // Phys. Rev. B. 1996. - Vol.53, №20. -P.13515-13520.

80. Photoluminescence mechanism in surface-oxidized silicon nanocrystals / Y. Kanemitsu, S. Okamoto, M. Otobe, S. Oda // Phys. Rev. B. 1997. - Vol.55, №12. - P.R7375-R7378.

81. Size, shape, and composition of luminescent species in oxidized Si nanocrystals and H-4 passivated porous Si / S. Schuppler etal. //Phys. Rev. В. 1995.-Vol.52,№7.-P.4910-4925.

82. Quantum confinement effect in self-assembled, nanometer silicon dots / S.A. Ding, M. Ikeda, M. Fukuda, S. Miyazaki, M. Hirose // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol.73, №26. -P.3881-3883.

83. Kamenev, B.V. Self-trapped excitons in silicon nanocrystals with sizes below 1.5 nm in Si/Si02 multilayers / B.V. Kamenev, A.G. Nassiopoulou // J. Appl. Phys. 2001. - Vol.90, №11. - P.57355740.

84. Photoluminescence of size-separated silicon nanocrystals: Confirmation of quantum confinement / G. Ledoux, J. Gong, F. Huisken, O. Guillois, C. Reynaud // Appl. Phys. Lett. 2002. -Vol.80, №25. - P.4834-4836.

85. Changes in the electronic properties of Si nanocrystals as a function of particle size / T. van Buuren, L.N. Dinh, L.L. Chase, W.J. Siekhaus, L.J. Terminello // Phys. Rev. Lett. 1998. - Vol.80, №17. - P.3803-3806.

86. Photoluminescence of silicon nanoclusters with reduced size dispersion produced by laser ablation / L. Patrone, D. Nelson, V.I. Safarov, M. Sentis, W. Marine, S. Giorgio // J. Appl. Phys. -2000. Vol.87, №8. - P.3829-3837.

87. Кинетика экситонной фотолюминесценции в низкоразмерных структурах кремния / А.В. Саченко, Э.Б. Каганович, Э.Г. Манойлов, С.В. Свечников // ФТП. 2001. - Т.35, №12. -С.1445-1451.

88. Zhang, Q. Blue photoluminescence and local structure of Si nanostructures embedded in Si02 matrices / Q. Zhang, S.C. Bayliss, D.A. Hutt // Appl. Phys. Lett. 1995. - Vol.66, №15. - P.1977-1979.

89. Raman scattering from acoustic phonons confined in Si nanocrystals / M. Fujii, Y. Kanzawa, S. Hayashi, K. Yamamoto // Phys. Rev. B. 1996. - Vol.54, №12. - P.R8373-R8376.

90. Rinnert, H. Evidence of light-emitting amorphous silicon clusters confined in a silicon oxide matrix / H. Rinnert, M. Vergnat, A. Burneau // J. Appl. Phys. 2001. - Vol.89, №1. - P.237-243.

91. Kim K. Visible light emissions and single-electron tunneling from silicon quantum dots embedded in Si-rich Si02 deposited in plasma phase / Keunjoo Kim // Phys. Rev. B. 1998. - Vol.57, №20. - P.13072-13076.

92. Takeoka, S. Size-dependent photoluminescence from surface-oxidized Si nanocrystals in a weak confinement regime / S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi // Phys. Rev. B. 2000. - Vol.62, №24. -P.16820-16825.

93. Role of the energy transfer in the optical properties of undoped and Er-doped interacting Si nanocrystals / F. Priolo, G. Franzo, D. Pacifici, V. Vinciguerra, F. Iacona, A. Irrera // J. Appl. Phys. 2001. - Vol.89, №1. - P.264-272.

94. Size-controlled highly luminescent silicon nanocrystals: A Si0/Si02 superlattice approach / M. Zacharias, J. Heitmann, R. Scholz, U. Kahler, M. Schmidt, J. Biasing // Appl. Phys. Lett. 2002. -Vol.80, №4.-P.661-663.

95. Si rings, Si clusters, and Si nanocrystals different states of ultrathin SiOx layers / L.X. Yi, J. Heitmann, R. Scholz, M. Zacharias // Appl. Phys. Lett. - 2002. - Vol.81, №22. -P.661-663.

96. Electroluminescence of silicon nanocrystals in MOS structures / G. Franzo, A. Irrera, E.C. Moreira, M. Miritello, F. Iacona, D. Sanfilippo, G. Di Stefano, P.G. Fallica, F. Priolo // Appl. Phys.

97. A. -2002.- Vol.74. -P.l-5.

98. Raman scattering and photoluminescence from Si nanoparticles in annealed SiO* thin films / D. Nesheva, C. Raptis, A. Perakis, I. Bineva, Z. Aneva, Z. Levi, S. Alexandrova, H. Hofmeister // J. Appl. Phys. 2002. - Vol.92, №8. - P.4678-4683.

99. Nature of visible luminescence and its excitation in Si-SiO* systems / L. Khomenkova, N. Kor-sunska, V. Yukhimchuk, B. Jumayev, T. Torchynska, A.V. Hernandez, A. Many, Y. Goldstein, E. Savir, J. Jedrzejewski //J. Lum. -2003. Vol. 102-103. -P.705-711.

100. Excitons in Si nanocrystals: Confinement and migration effects / J. Heitmann, F. Muller, L. Yi, M. Zacharias, D. Kovalev, F. Eichhorn // Phys. Rev. B. 2004. - Vol.69. - P. 195309.

101. Influence of light intensity on the photoluminescence of silicon nanostructures / D. Amans, O. Guillois, G. Ledoux, D. Porterat, C. Reynaud // J. Appl. Phys. 2002. - Vol.91, №8. - P.5334-5340.

102. Delerue, C. Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon / C. Delerue, G. Allan, M. Lannoo // Phys. Rev. B. 1993. - Vol.48, №15. - P.l 1024-11036.

103. Photoluminescence in amorphous Si/Si02 superlattices fabricated by magnetron sputtering /

104. B.T. Sullivan, D.J. Lockwood, H.J. Labbe, Z.-H. Lu // Appl. Phys. Lett. 1996. - Vol.69, №21. -P.3149-3151.

105. Thermal crystallization of amorphous Si/Si02 superlattices / M. Zacharias, J. Biasing, P. Veit, L. Tsybeskov, K. Hirschman, P.M. Fauchet // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol.74, №18. - P.2614-2616.

106. Substrate-dependent crystallization and enhancement of visible photoluminescence in thermal annealing of Si/Si02 superlattices / L. Khriachtchev, O. Kilpela, S. Karirinne, J. Keranen, T. Le-pisto // Appl. Phys. Lett. 2001. - Vol.78, №3. - P.323-325.

107. Room temperature visible light emission from Si/SiC>2 multilayers: Roles of interface electronic states and silicon phase / C. Ternon, F. Gourbilleau, C. Dufour, J.L. Doualan, B. Garrido // J. Lum. 2002. - Vol.99. - P.361-364.

108. Nanoprecipitation in transparent matrices using an energetic ion beam / T. Mohanty, A. Prad-han, S. Gupta, D. Kanjilal // Nanotechnology. 2004. - Vol.15. - P.1620-1624.

109. Королев, Д.Н. Образование нановыделений при распаде пересыщенных твердых растворов в треках быстрых тяжелых ионов / Д.Н. Королев, А.Е. Волков // ЖТФ. 2004. - Т.74, №10. - С.64-68.

110. Afanas'ev, V.V. Photoionization of silicon particles in Si02 / V.V. Afanas'ev, A. Stesmans // Phys. Rev. B. 1999. - Vol.59, №3. - P.2025-2034.

111. Visible photoluminescence in Si+-mplanted silica glass / T. Shimizu-Iwayama, K. Fujita, S. Nakao, K. Saitoh, T. Fujita, N. Itoh // J. Appl. Phys. 1994. - Vol.75, №12. - P.7779-7783.

112. Characterization of Si nanocrystals grown by annealing Si02 films with uniform concentrations of implanted Si / S. Guha, S.B. Qadri, R.G. Musket, M.A. Wall, T. Shimizu-Iwayama // J. Appl. Phys. 2000. - Vol.88, №7. - P.3954-3961.

113. Optical properties of silicon nanoclusters fabricated by ion implantation / T. Shimizu-Iwayama, N. Kurumado, D.E. Hole, P.D. Townsend // J. Appl. Phys. 1998. - Vol.83, №11. -P.6018-6022.

114. Photoluminescent spectrum and dynamics of Si+-ion-implanted and thermally annealed Si02 glasses / Y. Kanemitsu, N. Shimizu, T. Komoda, P.L.F. Hemment, B.J. Sealy // Phys. Rev. B. -1996. Vol.54, №20. - P. 14329-14332.

115. Effects of hydrogen in the annealing environment on photoluminescence from Si nanoparticles in Si02 / S.P. Withrow, C.W. White, A. Meldrum, J.D. Budai, D.M. Hembree, Jr., J.C. Barbour // J. Appl. Phys. 1999. - Vol.86, №1. - P.396-401.

116. Cheylan, S. Effect of particle size on the photoluminescence from hydrogen passivated Si nanocrystals in Si02 / S. Cheylan, R.G. Elliman // Appl. Phys. Lett. 2001. - Vol.78, №13. -P.1912-1914.

117. Visible light emission from Si nanocrystals grown by ion implantation and subsequent annealing / S. Guha, M.D. Pace, D.N. Dunn, I.L. Singer // Appl. Phys. Lett. 1997. - Vol.70, №10. -P.1207-1209.

118. Sidebands in nontunable photoluminescence of Si+-implanted Si02 / H.E. Porteanu, E. Lif-shitz, Th. Dittrich, V. Petrova-Koch // Phys. Rev. B. 1999. - Vol.60, №23. - P. 15538-15541.

119. Optical and electron paramagnetic resonance study of light-emitting Si+ ion implanted silicon dioxide layers / M.Ya. Valakh, V.A. Yukhimchuk, V.Ya. Bratus', A.A. Konchits, P.L.F. Hemment, T. Komoda // J. Appl. Phys. 1999. - Vol.85, №1. - P. 168-173.

120. Self-trapped exciton recombination in silicon nanocrystals / A.Yu. Kobitski, K.S. Zhuravlev, H.P. Wagner, D.R.T. Zahn // Phys. Rev. B. 2001. - Vol.63. - P. 115423.

121. Red electroluminescence in Si+-implanted sol-gel-derived Si02 films / K. Luterova, I. Pelant, J. Valenta, J.-L. Rehspringer, D. Muller, J.J. Grob, J. Dian, B. Honerlage // Appl. Phys. Lett. -2000. Vol.77, № 19. - P.2952-2954.

122. Wang, Y.Q. The effect of implantation dose on the microstructure of silicon nanocrystals in Si02/Y.Q. Wang, R. Smirani, G.G. Ross //Nanotechnology. -2004. -Vol.15. -P. 1554-1560.

123. Ground and first excited states observed in silicon nanocrystals by photocurrent technique / J. De la Torre, A. Souifi, A. Poncet, G. Bremond, G. Guillot, B. Garrido, J.R. Morante // Sol.-St. Electr. 2005. - Vol.49, №7. - P.l 112-1117.

124. Лифшиц, И.М. О кинетике распада пересыщенных твердых растворов / И.М. Лифшиц, В.В. Слезов // ЖЭТФ. 1958. - Т.35, вып.2, №8. - Р.479-492.

125. Strobel, М. Three-dimensional domain growth on the size scale of the capillary length: Effective growth exponent and comparative atomistic and mean-field simulations / M. Strobel, K.-H. Heinig, W. Moller // Phys. Rev. B. 2001. - Vol.64. - P.245422.

126. Моделирование формирования нанопреципитатов в Si02, содержащем избыточный кремний / А.Ф. Лейер, Л.Н. Сафронов, Г.А. Качурин // ФТП. 1999. - Т.ЗЗ, №4. - С.389-394.

127. Muller, Т. Size and location control of Si nanocrystals at ion beam synthesis in thin Si02 films /Т. Muller, K.-H. Heinig, W. Moller//Appl. Phys. Lett.-2002.- Vol.81, №16.- P.3049-3051.

128. Бурдов, В.А. Зависимость ширины оптической щели кремниевых квантовых точек от их размера / В.А. Бурдов // ФТП. 2002. - Т.36, №10. - С. 1233-1236.

129. Takagahara, Т. Theory of quantum confinement effect on excitons in quantum dots of indirect-gap materials / T. Takagahara, K. Takeda // Phys. Rev. B. 1992. - Vol.46, №23. - P. 1557815581.

130. Allan, G. Nature of luminescent surface states of semiconductor nanocrystallites / G. Allan, C. Delerue, M. Lannoo // Phys. Rev. Lett. 1996. - Vol.76, №16. -P.2961-2964.

131. Ogut, S. Quantum confinement and optical gaps in Si nanocrystals / S. Ogut, J.R. Chelikowsky, S.G. Louie // Phys. Rev. Lett. 1997. - Vol.79, №9. - P. 1770-1773.

132. Ranjan, V. The band gap in silicon nanocrystallites / V. Ranjan, M. Kapoor, V.A. Singh // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. - Vol.14. - P.6647-6655.

133. Delerue, C. Excitonic and quasiparticle gaps in Si nanocrystals / C. Delerue, M. Lannoo, G. Allan // Phys. Rev. Lett. 2000. - Vol.84, №11.- P.2457-2460.

134. Hybertsen, M.S. Absorption and emission of light in nanoscale silicon structures. M.S. Hybert-sen // Phys. Rev. Lett. 1994. - Vol.72, №10. - P. 1514-1517.

135. Breakdown of the k-Conservation Rule in Si Nanocrystals / D. Kovalev, H. Heckler, M. Ben-Chorin, G. Polisski, M. Schwartzkopff, F. Koch // Phys. Rev. Lett. 1998. - Vol.81, №13. -P.2803-2806.

136. Спектры фотолюминесценции нанокристаллов кремния / Э.Б. Каганович, Э.Г. Маной-лов, И.Р. Базылюк, С.В. Свечников // ФТП. 2003. - Т.37, №3. - С.353-357.

137. The effects of СеБз doping on the photoluminescence of Si nanocrystals embedded in a Si02 matrix / Ying-cui Fang, Zhi-qiang Xie, Le-jun Qi, Wei-qing Li, Zhuang-jian Zhang, Ming Lu // Nanotechnology. 2005. - Vol. 16. - P.769-774.

138. Mulloni, V. XPS and SIMS investigation on the role of nitrogen in Si nanocrystals formation / V. Mulloni, P. Bellutti, L. Vanzetti // Surf. Sci. 2005. - Vol.585, №3. - P. 137-143.

139. Visible light emission from thin films containing Si, O, N, and H / B.H. Augustine, E.A. Irene, Y.J. He, K.J. Price, L.E. McNeil, K.N. Christensen, D.M. Maher // J. Appl. Phys. 1995. - Vol.78, №6. - P.4020-4030.

140. Роль азота в формировании люминесцирующих кремниевых нанопреципитатов при отжиге слоев SiC>2, имплантированных ионами Si / Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, К.С. Журавлев, М.-О. Ruault // ФТП. 2001. - Т.35, №10. - С. 1235-1239.

141. Implantation of Р ions in SiC>2 layers with embedded Si nanocrystals / G.A. Kachurin, S.G. Cherkova, V.A. Volodin, V.G. Kesler, A.K. Gutakovsky, A.G. Cherkov, A.V. Bublikov, D.I. Tetel-baum // Nucl. Instr. Meth. B. 2004. - Vol.222. - P.497-504.

142. Влияние имплантации ионов бора и последующих отжигов на свойства нанокристал-лов Si / Г.А. Качурин, С.Г. Черкова, В.А. Володин, Д.М. Марин, Д.И. Тетельбаум, Н. Becker // ФТП. 2006. - Т.40, №1. - С.75-81.

143. Fujii, М. Photoluminescence from B-doped Si nanocrystals / M. Fujii, S. Hayashi, K. Yama-moto // J. Appl. Phys. 1998. - Vol.83, №12. - P.7953-7957.

144. Improvement in photoluminescence efficiency of Si02 films containing Si nanocrystals by P doping: An electron spin resonance study / M. Fujii, A. Mimura, S. Hayashi, K. Yamamoto, C. Urakawa, H. Ohta// J. Appl. Phys. -2000. Vol.87, №4. - P. 1855-1857.

145. Photoluminescence and free-electron absorption in heavily phosphorus-doped Si nanocrystals /

146. A. Mimura, M. Fujii, S. Hayashi, D. Kovalev, F. Koch // Phys. Rev. B. 2000. - Vol.62, №19. -P.12625-12627.

147. Below bulk-band-gap photoluminescence at room temperature from heavily P- and B-doped Si nanocrystals / M. Fujii, K. Toshikiyo, Y. Takase, Y. Yamaguchi, S. Hayashi // J. Appl. Phys. -2003. Vol.94, №3. - P.1990-1995.

148. Влияние имплантации ионов P на фотолюминесценцию нанокристаллов Si в слоях Si02 / Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, Д.И. Тетельбаум, А.Н. Михайлов // ФТП. 2003. - Т.37, №6. -С.738-742.

149. Reordering of amorphous layers of Si implanted with 31P, 75As, and nB ions / L. Csepregi, E.F. Kennedy, T.J. Gallagher, J.W. Mayer, T.W. Sigmon // J. Appl. Phys. 1977. - Vol.48, №10. -P.4234-4240.

150. Тетельбаум, Д.И. К эффекту больших доз при ионной имплантации кремния / Д.И. Тетельбаум, А.И. Герасимов // ФТП. 2004. - Т.38, №11. - С.1301-1303.

151. Численное моделирование собственных дефектов в SiC>2 и Si3N4 / В.А. Гриценко, Ю.Н. Новиков, А.В. Шапошников, Ю.Н. Мороков // ФТП. 2001. - Т.35, №9. - С.1041-1049.

152. Correlation of the 5.0- and 7.6-eV absorption bands in Si02 with oxygen vacancy / R. Toh-mon, H. Mizuno, Y. Ohki, K. Sasagane, K. Nagasawa, Y. Hama // Phys. Rev. B. 1989. - Vol.39, №2. - P.1337-1345.

153. Skuja, L. Isoelectronic series of twofold coordinated Si, Ge, and Sn atoms in glassy SiCh: a luminescence study / Linards Skuja // J. Non-Cryst. Sol. 1992. - Vol.149, №1-2. - P.77-95.

154. Sulimov, V.B. Cluster modeling of the neutral oxygen vacancy in pure silicon dioxide / V.B. Sulimov, V.O. Sokolov // J. Non-Cryst. Sol. 1995. - Vol.191, №3. - P.260-280.

155. Photoluminescence from defect centers in high-purity silica glasses observed under 7.9-eV excitation / H. Nishikawa, T. Shiroyama, R. Nakamura, Y. Ohki, K. Nagasawa, Y. Hama // Phys. Rev.

156. B. 1992. - Vol.45, №2. - P.586-591.

157. Meinardi, F. Native and radiation-induced photoluminescent defects in Si02: Role of impurities / F. Meinardi, A. Paleari // Phys. Rev. B. 1998. - Vol.58, №7. - P.3511-3514.

158. Gallagher, M. Spectroscopy of defects in germanium-doped silica glass / M. Gallagher, U. Os-terberg// J. Appl. Phys. 1993. - Vol.74, №4. -P.2771-2778.

159. Photoluminescence study of defects in Si ion implanted thermal Si02 films / J.-Y. Zhang, X.-M. Bao, N.-S. Li, H.-Z. Song // J. Appl. Phys. 1998. - Vol.83, №7. - P.3609-3613.

160. Коротковолновая фотолюминесценция слоев Si02, имплантированных большими дозами ионов Si+, Ge+ и Аг+ / Г.А. Качурин, JI. Реболе, В. Скорупа, Р.А. Янков, И.Е. Тысченко, X. Фрёб, Т. Бёме, К. Лео // ФТП. 1998. - Т.32, №4. - С.439-444.

161. Энергии разрыва химических связей. Потенциалы ионизации, сродства к электрону / В.И. Веденеев и др. -М.: АН СССР, 1962.

162. Simmons, K.D. Red photoluminescence and optical absorption in hydrogen-treated Ge02-Si02 sol-gel-derived planar waveguides / K.D. Simmons, B.G. Potter, Jr., G.I. Stegeman // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol.64, №19. - P.2537-2539.x

163. Bakos, T. Optically active defects in Si02: The nonbridging oxygen center and the interstitial OH molecule / T. Bakos, S.N. Rashkeev, S.T. Pantelides // Phys. Rev. B. 2004. - Vol.70. -P.075203.

164. Defect-related infrared photoluminescence in Ge+-implanted Si02 films / X.L. Wu, T. Gao,

165. G.G. Siu, S. Tong, X.M. Bao // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol.74, №17. - P.2420-2422.

166. The origin of visible photoluminescence from silicon oxide thin films prepared by dual-plasma chemical vapor deposition / M. Zhu, Y. Han, R.B. Wehrspohn, C. Godet, A. Etemadi, D. Ballutaud // J. Appl. Phys. 1998. - Vol.83, №10. - P.5386-5393.

167. Characteristics of 5-eV absorption band in sputter deposited Ge02-Si02 thin glass films / J. Nishii, H. Yamanaka, H. Hosono, H. Kawazoe // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol.64, №3. - P.282-284.

168. Photochemical reactions in Ge02-Si02 glasses induced by ultraviolet irradiation: Comparison between Hg lamp and excimer laser / J. Nishii, K. Fukumi, H. Yamanaka, K. Kawamura, H. Hosono, H. Kawazoe // Phys. Rev. B. 1995. - Vol.52, №3. - P.1661-1665.

169. Hosono, II. Preferred concentration enhancement of photobleachable defects responsible for 5eV optical absorption band in Si02:Ge02 glass preform by heating in a H2 atmosphere / H. Hosono,

170. H. Kawazoe, K. Muta // Appl. Phys. Lett. 1993. - Vol.63, №4. - P.479-481.

171. High temperature proton implantation induced photosensitivity of Ge-doped Si02 planar waveguides / P.J. Hughes, A.P. Knights, B.L. Weiss, S. Kuna, P.G. Coleman, S. Ojha // Appl. Phys.1.tt. 1999. - Vol.74, №22. - P.3311-3313.

172. Nanometer-scale heterogeneity in Si02-Ge02 glass preforms and fibers prepared by vapor phase axial deposition method / H. Hosono, K. Kawamura, H. Kawazoe, J. Nishii // J. Appl. Phys. -1996. Vol.80, №5. - P.3115-3117.

173. Paine, D.C. Nanocrystalline germanium synthesis from hydrothermally oxidized Sii.,Ge, alloys / D.C. Paine, C. Caragianis, Y. Shigesato // Appl. Phys. Lett. 1992. - Vol.60, №23. - P.2886-2888.

174. Visible photoluminescence from nanocrystalline Ge formed by H2 reduction of Sio.6Geo.402 / D.C. Paine, C. Caragianis, T.Y. Kim, Y. Shigesato, T. Ishahara // Appl. Phys. Lett. 1993. -Vol.62, №22. - P.2842-2844.

175. Nogami, M. Sol-gel method for synthesizing visible photoluminescent nanosized Ge-crystal-doped silica glasses / M. Nogami, Y. Abe // Appl. Phys. Lett. 1994. - Vol.65, №20. - P.2545-2547.

176. Fujii, M. Raman scattering from quantum dots of Ge embedded in Si02 thin films / M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto // Appl. Phys. Lett. 1990. - Vol.57, №25. - P.2692-2694.

177. On the origin of visible photoluminescence in nanometer-size Ge crystallites / Y. Kanemitsu, H. Uto, Y. Masumoto, Y. Maeda // Appl. Phys. Lett. 1992. - Vol.61, №18. - P.2187-2189.

178. Maeda, Y. Visible photoluminescence from nanocrystallite Ge embedded in a glassy Si02 ma* trix: Evidence in support of the quantum-confinement mechanism / Y. Maeda // Phys. Rev. B.1995.-Vol.51, №3.-P.1658-1670.

179. Ge-Si02 thin films / Lanping Yue, Yizhen He // J. Appl. Phys. 1997. - Vol.81, №6. - P.2910-2912.

180. Size-dependent near-infrared photoluminescence from Ge nanocrystals embedded in Si02 matrices / S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto // Phys. Rev. B. 1998. - Vol.58, №12. -P.7921-7925.

181. Dutta, A.K. Visible photoluminescence from Ge nanocrystal embedded into a Si02 matrix fabricated by atmospheric pressure che mical vapor deposition / A.K. Dutta // Appl. Phys. Lett. 1996. -Vol.68,№9.-P.1189-1191.

182. Zacharias, M. Blue luminescence in films containing Ge and Ge02 nanocrystals: The role of defects /М. Zacharias, P.M. Fauchet // Appl. Phys. Lett. 1997. - Vol.71, №3. - P.380-382.

183. A comparative study of Ge nanocrystals in Si^Ge^Oz alloys and SiO^/GeO^ multilayers / M. Zacharias, R. Weigand, B. Dietrich, F. Stolze, J. Biasing, P. Veit, T. Drusedau, J. Christen // J. Appl. Phys. 1997. - Vol.81, №5. - P.2384-2390.

184. Growth of Ge, Si, and SiGe nanocrystals in Si02 matrices / J.G. Zhu, C.W. White, J.D. Budai, S.P. Withrow, Y. Chen // J. Appl. Phys. 1995. - Vol.78, №7. - P.4386-4389.

185. Blue and red photoluminescence from Ge+ implanted Si02 films and its multiple mechanism / J.-Y. Zhang, X.-M. Bao, Y.-H. Ye, X.-L. Tan // Appl. Phys. Lett. 1998. - Vol.73, №13. - P.17901792.

186. Effect of density of Ge nanocrystals on violet—blue photoluminescence of Ge+-implanted Si02 film / J.-Y. Zhang, Y.-H. Ye, X.-L. Tan, X.-M. Bao // J. Appl. Phys. 1999. - Vol.86, №11.-P.6139-6142.

187. Формирование центров фотолюминесценции при отжиге слоев Si02, имплантированных У ионами Ge / Г.А. Качурин, JT. Реболе, И.Е. Тысченко, В.А. Володин, М. Фёльсков, В. Скорупа, X. Фрёб // ФТП. 2000. - Т.34, №1. - С.23-27.

188. An electron microscopy study of the growth of Ge nanoparticles in Si02 / C. Bonafos, B. Gar-rido, M. Lopez, A. Perez-Rodriguez, J.R. Morante, Y. Kihn, G. Ben Assayag, A. Claverie // Appl. Phys. Lett. 2000. - Vol.76, №26. - P.3962-3964.

189. Photoluminescence from Sii.xGex alloy nanocrystals / S. Takeoka, K. Toshikiyo, M. Fujii, S. Hayashi, K. Yamamoto // Phys. Rev. B. 2000. - Vol.61, №23. - P.l5988-15992.

190. Breakdown of the ^-conservation rule in Sii^Ge* alloy nanocrystals: Resonant photoluminescence study / M. Fujii, D. Kovalev, J. Diener, F. Koch, S. Takeoka, S. Hayashi // J. Appl. Phys. -2000. Vol.88, №10. - P.5772-5776.

191. Electron spin resonance study of defects in Sii^Ge* alloy nanocrystals embedded in Si02 matrices: Mechanism of luminescence quenching / K. Toshikiyo, M. Tokunaga, S. Takeoka, M. Fujii, S. Hayashi // J. Appl. Phys: 2001. - Vol.89, №9. - P.4917-4920.

192. Raman scattering and x-ray absorption studies of Ge-Si nanocrystallization / A. Kolobov, H. Oyanagi, N. Usami, S. Tokumitsu, T. Hattori, S. Yamasaki, K. Tanaka, S. Ohtake, Y. Shiraki // Appl. Phys. Lett. 2002. - Vol.80, №3. - P.488-490.

193. Visible photoluminescence of co-sputtered Ge-Si duplex nanocrystals / Z.W. Xu, A.H.W. Ngan, W.Y. Hua, X.K. Meng // Appl. Phys. A. 2005. - Vol.81, №3. - P.459-463.

194. C.W. White, J.D. Budai, S.P. Withrow, S.J. Pennycook, D.M. Hembree, D.S. Zhou, T. Vo-Dinh, R.H. Magruder // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1994. - Vol.316. - P.487.

195. Evans, B.D. Optical properties of the F^-center in crystalline AI2O3 / B.D. Evans, M. Stapel-broek // Phys. Rev. B. 1978. - Vol.18, №12. - P.7089-7098.

196. Evans, B.D. Optical properties of lattice defects in (X-AI2O3 / B.D. Evans, G.J. Pogatshnik, Y.

197. Chen //Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. В. 1994.-Vol.91.-P.258-262.

198. Draeger, B.G. Defects in unirradiated а-А120з / B.G. Draeger, G.P. Summers // Phys. Rev. B. 1979. - Vol.19, №2. - P.l 172-1177.

199. F* and F centers in а-А120з by electron-induced x-ray emission spectroscopy and cathodolu-minescence / P. Jonnard, C. Bonnelle, G. Blaise, G. Remond, C. Roques-Carmes // J. Appl. Phys.2000. Vol.88, №11.- P.6413-6417.

200. Influence of gamma-irradiation sterilization on the structural defects of sapphire single crystals ((X-AI2O3) / J.C. Dubois, C. Jardin, P. Exbrayat, M. Lissac, D. Treheux // Bio-Med. Mat. Eng. —2001.-Vol.11.-P.265-273.

201. Luminescence studies of Ti-doped AI2O3 using vacuum ultraviolet synchrotron radiation / V.B. Mikhailik, H. Kraus, D. Wahl, M.S. Mykhaylyk // Appl. Phys. Lett. 2005. - Vol.86. - P. 101909.

202. Radiation-induced conductivity of AI2O3: Experiment and theory / R.W. Klaffky, B.H. Rose, A.N. Goland, G.J. Dienes // Phys. Rev. B. 1980. - Vol.21, №8. - P.3610-3634.

203. Changes in the properties of polycrystalline corundum during bombardment by intermediate-energy hydrogen and helium ions / S.I. Anisimov, O.N. Gorshkov, V.K. Vasil'ev // Sov. Phys. Tech. Phys. 1981. - Vol.26, №3. - P.374-377.

204. Kiick, S. Laser-related spectroscopy of ion-doped crystals for tunable solid-state lasers / S. 1 Kiick // Appl. Phys. B.-2001.- Vol.72. P.515-562.

205. Ultraviolet laser excited luminescence of Ti-sapphire / L.E. Bausa, I. Vergara, F. Jaque, J. Garcia Sole // J. Phys.: Condens. Matter. 1990. - Vol.2. - P.9919-9925.

206. Meldrum, A. Nanocomposites formed by ion implantation: Recent developments and future opportunities / A. Meldrum, L.A. Boatner, C.W. White // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B. 2001.• Vol.178.-P.7-16.

207. Origin of luminescence from Si'-implanted (1102) AI2O3 / C.J. Park, Y.H. Kwon, Y.H. Lee, T.W. Kang, H.Y. Cho, S. Kim, S.-H. Choi, R.G. Elliman // Appl. Phys. Lett. 2004. - Vol.84, №14. - P.2667-2669.

208. Structural and electrical characteristics of Ge nanoclusters embedded in AI2O3 gate dielectric / Q. Wan, C.L. Lin, W.L. Liu, Т.Н. Wang// Appl. Phys. Lett.-2003.-Vol.82, №26.-P.4708-4710.

209. Ансельм, А.И. Введение в теорию полупроводников / А.И. Ансельм. М.: Наука, 1978. -616 с.-ISBN 10238.

210. Копылов, А.А. «Двухгорбовая» структура и параметры ЛГ-минимума в зоне проводимости полупроводников III-V групп / А.А. Копылов // ФТП. 1982. - Т. 16, №12. - С.2141-2144.

211. Бурдов, В.А. Электронные и дырочные спектры кремниевых квантовых точек / В.А. Бурдов // ЖЭТФ. 2002. - Т. 121, №2. - С.480-488.

212. Н.Н. Герасименко. «Способ ионного внедрения в кристаллические подложки» Авторское свидетельство СССР № 906304, приоритет от 02.10.1980.

213. Действие облучения и последующего отжига на нанокристаллы Si, сформированные в слоях Si02 / Г.А. Качурин, С.Г. Яновская, М.-О. Ruault, А.К. Гутаковский, К.С. Журавлев, О. Kaitasov, Н. Bernas // ФТП. 2000. - Т.34, №8. - С. 1004-1009.

214. Синхротронные исследования особенностей электронно-энергетического спектра кремниевых наноструктур / Э.П. Домашевская и др. // ФТТ. 2004. - Т.46, №2. - С.335-340.

215. Blue luminescence from Si+-implanted SiC>2 films thermally grown on crystalline silicon / L.-S. Liao, X.-M. Bao, X.-Q. Zheng, N.-S. Li, N.-B. Min // Appl. Phys. Lett. 1996. - Vol.68, №6. -P.850-852.

216. The nitrogen as the doping impurity in silicon and germanium / P.V. Pavlov, E.I. Zorin, D.I. Tetelbaum, A.F. Khokhlov// Phys. Stat. Sol. A. 1976. - Vol.35, №11. - P.l 1-36.

217. Short-wavelength photoluminescence from silicon and nitrogen coimplanted Si02 films / J. Zhao, D.S. Mao, Z.X. Lin, X.Z. Ding, B.Y. Jiang, Y.H. Yu, X.H. Liu, G.Q. Yang // Appl. Phys. Lett. 1999. - Vol.74, №10. - P. 1403-1405.

218. Lannoo, M. Theory of radiative and nonradiative transitions for semiconductor nanocrystals / M. Lannoo, C. Delerue, G. Allan // J. Lum. 1996. - Vol.70, №1-6. - P. 170-184.

219. Ultraviolet-radiation-induced chemical reactions through one- and two-photon absorption processes in Ge02-Si02 glasses / J. Nishii, N. Kitamura, H. Yamanaka, H. Hosono, H. Kawazoe // Opt. Lett. 1995. - Vol.20, № 10. - P. 1184-1186.

220. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

221. D.I. Tetelbaum, O.N. Gorshkov, D.G. Revin, D.M. Gaponova // Surface and Coatings Technology. -2002. Vol. 158-159. -P.717-719.

222. A6. The properties of the phosphorus- and boron-doped Si02:Si nanostructures / D.I. Tetelbaum,

223. A 12. Влияние легирования азотом и бором на фотолюминесценцию ионно-сиитезировагшых слоев Si02.'nc-Si / Д.И. Тетельбаум, О.Н. Горшков, А.Н. Михайлов, С.В. Морозов, А.И. Ковалев // Труды 16-й Международной конференции

224. Взаимодействие ионов с поверхностью» (ВИП 2003), Звенигород, Россия, 25-29 авг.,2003. Т.2. — С.63-65.

225. А 13. Влияние ионной имплантации Р+, В+ и N* на люминесцентные свойства системы SiC>2:nc-Si / Д.И. Тетельбаум, О.Н. Горшков, В.А. Бурдов, С.А. Трушин, А.Н. Михайлов, Д.М. Гапонова, С.В. Морозов, А.И. Ковалев // ФТТ. 2004. - Т.46, №1.

226. D.I. Tetel'baum, D.V. Marin, A.F. Leer, A.K. Gutakovski, A.G. Cherkov, A.N. Mikhaylov // Semiconductors. 2005. - Vol.39, №5. - P.552-556.

227. C.217-220. ISBN 5-7035-1561-0.

228. D.G. Revin, D.M. Gaponova, D.I. Tetelbaum, O.N. Gorshkov // Abstracts of 12th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams, Marburg, Germany, Sept. 9-14, 2001. P.808

229. А31. The influence of annealing temperature and doping on the red/near-infrared luminescence of ion implanted Si02:nc-Si / D.I. Tetelbaum, V.A. Burdov, S.A. Trushin, A.N. Mikhailov,

230. D.G. Revin, D.M. Gaponova // Abstracts of MRS 2001 Fall Meeting, Boston, USA, Nov. 26-30, 2001. — P.164-165.

231. D.I. Tetelbaum, E.S. Demidov, V.A. Burdov, A.N. Mikhaylov, S.A. Trushin, A.I. Kovalev,

232. D.L. Wainstein, D.M. Gaponova // Abstracts of IV International symposium (ION 2002), Kazimierz Dolny, Poland, Jun. 10-13,2002. -P.124.

233. А64. Влияние легирования донорными и акцепторными примесями на люминесценцию ионно-синтезированных нанокристаллов Si в Si02 / А.Н. Михайлов, Д.И. Тетельбаум,

234. А.И. Белов, Д.А. Камбаров // Тезисы 3-й Международной научной конференции «Фундаментальные проблемы физики», Казань, Россия, 13-18 июн., 2005. С.156.

235. A68. Influence of ion doping with donor and acceptor impurities on photoluminescence of defects and Si nanocrystals in Si02 films / Abstracts of MRS 2005 Fall Meeting, Boston, USA, 28 Nov. 2 Dec., 2005. - 0014.10. - P.995.