Микроморфология поверхности и дислокационная структура крупногабаритных оптических кристаллов германия и парателлурита тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Иванова, Александра Ивановна

• Иванова, Александра Ивановна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Иванова, Александра Ивановна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ (обзор литературы)

1.1 Дефекты кристаллической структуры (общая характеристика и основная классификация)

1.2 Дефекты структуры и оптические аномалии в кристаллах парателлурита и германия

1.3 Механизмы образования и особенности пространственного распределения

дислокации

1.4 Методы исследования дефектов кристаллической структуры

1.4.1 Избирательное травление

1.4.2 Декорирование

1.4.3 Рентгеновская дифракционная топография

1.4.4 Просвечивающая электронная микроскопия (ТЕМ)

1.4.5 Атомно-силовая микроскопия.

1.4.6 Метод фотоупругости

1.4.7 Контроль внутренних напряжений .

1.4.8 Малоугловое рассеяние лазерного излучения (ЬАЬ8)

20

24

25 28 28

32

33

34

1.5 Основные характеристики и области применения оптических кристаллов

германия и парателлурита

1.6 Выращивание монокристаллов германия и парателлурита ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 Исследуемые образцы

2.1.1 Монокристаллы германия

2.1.1.1 Выращивание методом Чохральского .

2.1.1.2 Выращивание методом направленной кристаллизации

2.1.2 Монокристаллы парателлурита

2.1.3 Определение ориентации кристаллов

2.2 Методики структурных исследований

38 42 53 53

53

54 57 60

2.2.1 Оптическая микроскопия

2.2.2 Инфракрасная микроскопия

2.2.3 Интерференционная профилометрия

2.2.4 Растровая электронная микроскопия

2.2.5 Просвечивающая электронная микроскопия

2.2.6 Селективное травление

2.2.6.1 Германий

2.2.6.2 Парателлурит

ГЛАВА 3. МИКРОМОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ

МОНОКРИСТАЛЛОВ ГЕРМАНИЯ

3.1 Дефектная структура кристаллов германия

3.1.1 Объемные дефекты

3.1.2 Бороздчатая структура поверхности

3.1.3 Морфология ямок травления граней (111), (110), (100) 88 3.2. Исследования микроструктуры на просвечивающем электронном микроскопе 99 ГЛАВА 4. МИКРОМОРФОЛОГИЯ ПОВЕРХНОСТИ

КРИСТАЛЛОВ ПАРАТЕЛЛУРИТА

4.1 .Морфология ямок травления граней (110) и (001)

4.2 Поляризационно-оптический анализ внутренних напряжений

и структуры дислокаций

4.3 Секториальное распределение дефектов структуры

4.4 Кристалломорфологический анализ и индексация

граней монокристаллов, выращенных в направлении [110]

4.5 Фотолитографическое микроструктурирование поверхности кристаллов парателлурита 130 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 13

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Микроморфология поверхности и дислокационная структура крупногабаритных оптических кристаллов германия и парателлурита»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Современные технологии микро- и наноэлектроники, квантовой электроники, квантовой и нелинейной оптики, акустооптики, полупроводникового приборостроения и других бурно развивающихся направлений функциональной электроники неразрывно связаны с использованием оптических материалов с особыми физическими свойствами [1-5]. Наряду с многочисленными традиционными применениями оптических материалов в фотоэнергетике и измерительной технике (солнечные фотоэлементы, преобразователи физических величин) в последние годы получили широкое распространение устройства управления лазерными пучками, основанные на взаимодействии упругих волн со световыми излучениями (дефлекторы, модуляторы, электронно-управляемые оптические фильтры).

К числу наиболее эффективных материалов в своих диапазонах прозрачности относятся монокристаллы германия (диапазон длин волн 2...20 мкм) и парателлурита (диапазон 0,35...5,5 мкм). Кристаллы германия находят применения в акустооптических устройствах управления лазерным излучением, главным образом в системах модуляции, сканирования и сдвига частоты излучения СОг-лазеров на длине волны 10,6 мкм. Парателлурит обладает необычной комбинацией материальных констант и физических свойств. Это обусловливает его широкое применение в акустооптических спектральных приборах: электронно-перестраиваемых фильтрах, дисперсионных линиях управления формой ультракоротких лазерных импульсов, процессорах радиосигналов и т.д. Управляющая ВЧ-мощность акустооптического прибора пропорциональна квадрату длины волны оптического излучения. Поэтому естественной тенденцией является увеличение длины акустооптического взаимодействия в кристалле, то есть длины самого кристалла, для снижения уровня управляющей мощности. Одновременно улучшается спектральное

разрешение фильтров и линий задержки. В современных акустооптических приборах длина оптического пути может достигать значительной величины. Типичная длина светозвукопровода в устройствах на основе германия на длине волны 10,6 мкм составляет 50...70 мм; дисперсионные линии задержки на основе парателлурита в ближнем ИК-диапазоне могут достигать длины 70...80 мм, спектральные фильтры - 50...60 мм. Материал светозвукопроводов должен иметь как можно более высокое оптическое пропускание и максимально высокую оптическую однородность, так как от них зависят важнейшие характеристики акустооптических устройств. При работе с мощным лазерным излучением в светозвукопроводах могут возникнуть нежелательные температурные градиенты, вызванные нагревом кристалла.

Несмотря на успехи, достигнутые в получении крупногабаритных монокристаллов германия (диаметром до 300 мм и более) и парателлурита (диаметром до 80 мм), до сих пор эти кристаллы не производятся промышленными способами в широких масштабах. Не выработаны надёжные технологические процедуры, обеспечивающие 100%-ный выход годной продукции кристаллов с заданными свойствами. Не выработаны единые критерии контроля структурного качества и оптической однородности этих кристаллов. Практически отсутствуют экспериментальные данные по исследованиям микроморфологии и дислокационной структуры с помощью современных средств электронной микроскопии, интерференционной профилометрии, поляризационной оптической микроскопии. Нерешённость этих и близких к ним вопросов объясняется сложностью и многофакторностью фундаментальной проблемы кристаллофизики - синтеза кристаллических материалов с заданными свойствами. Актуальность тематики настоящей работы определяется острой востребованностью оптических кристаллов высокого качества в различных отраслях науки и техники, особенно в лазерных технологиях.

Цель настоящей работы: выявление закономерностей формирования микрорельефа поверхности и дислокационной структуры крупногабаритных

5

монокристаллов германия и парателлурита выращенных из расплава. Выбор объектов исследования обусловлен технической ценностью указанных материалов и имеющихся наработках получения их в виде крупногабаритных образцов методами выращивания из расплава. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Адаптировать методики селективного химического травления и наблюдения микроморфологии поверхностей применительно к объектам исследования - монокристаллам германия и парателлурита с различной кристаллографической ориентацией.

2. Исследовать зависимости между микрорельефом поверхности и распределением дислокаций в крупногабаритных монокристаллах германия и парателлурита, выращенных из расплава разными способами.

3. Провести кристалломорфологический анализ и индексацию граней кристаллов парателлурита с секториальным распределением структурных дефектов.

4. Апробировать методы интерференционной профилометрии и пьезооптического эффекта для выявления дислокаций в крупногабаритных монокристаллах германия и парателлурита.

Научная новизна

- Путём совместного комплексного применения методов селективного травления, оптической, растровой электронной микроскопии и интерференционной профилометрии получены новые данные о закономерностях формирования ростового микрорельефа и фигур химического травления поверхности крупногабаритных кристаллов германия и парателлурита.

- Исследована микроморфология свободных поверхностей кристаллов германия, выращенных методами вытягивания из расплава и направленной

кристаллизации. Выявлены и описаны устойчивые периодичности профиля ростовых поверхностей кристаллов обоих типов, связанные с изменениями кинетики кристаллизации. Для кристаллов, полученных методом направленной кристаллизации, двумерная картина распределения неровностей профиля является гексагональной и описывающей ступенчатый характер роста сингулярных граней {111} по тангенциальному механизму.

- Впервые предложено применение пьезооптического эффекта (фотоупругости) для неразрушающего контроля дислокационной структуры парателлурита поляризационно-оптическим методом, основанным на наблюдении в линейно поляризованном свете розеток механических напряжений вокруг выходов дислокаций на поверхность.

- Комбинированными методами интерференционной профилометрии, оптической и электронной микроскопии обнаружено аномальное секториальное восьмиугольное распределение структурных дефектов (дислокаций, газовых пузырьков, примесей) в плоскостях, ортогональных оси вытягивания [110]. Указанные аномалии объяснены существованием ранее неизвестных сингулярных граней. Изучена структура граней, измерены их углы наклона к оси вытягивания. Путем расчетов обнаруженные грани проиндексированы, как грани {113}.

Практическая значимость

Практическая значимость разработанной в диссертации методологии комплексного применения оптической, электронной микроскопии и интерференционной профилометрии определяется широким и непрерывно расширяющимся применением оптических кристаллов в различных отраслях науки, техники и медицины.

Модифицированные методы избирательного химического травления монокристаллов германия и парателлурита, разработанные в диссертации, могут быть применены для контроля качества как крупногабаритных, так и

плёночных оптических элементов и заготовок, используемых в устройствах солнечной энергетики, тепловидения, оптоэлектроники и акустооптики. Уточненные данные о морфологии парателлурита и германия целесоообразно использовать для оптимизации ростовой технологии.

Методология и методы исследования

В работе была развита методология комплементарного применения различных методов и средств наблюдений макро-и микроморфологии оптических кристаллов, включающая оптическую просвечивающую и отражательную светлопольную, тёмнопольную и дифференциальную поляризационную микроскопию, интерференционную оптическую профилометрию, атомно-силовую микроскопию, растровую электронную микроскопию и электронно-зондовый микроанализ.

По результатам проведенных исследований разработаны новые методики подсчета плотности дислокаций и селективного травления.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Свободные плоские или цилиндрические ростовые поверхности кристаллов, выращенных из расплава методом направленной кристаллизации или вытянутых способом Чохральского, характеризуются устойчивыми бороздчатыми периодичностями профиля, отражающими колебания температуры на фронте кристаллизации. Для типовых условий выращивания для обоих видов кристаллов наиболее выражены периодичности двух различных временных и пространственных масштабов кристаллов.

2. Неровности профиля ростовых поверхностей коррелируют с областями повышенной плотности дислокаций в радиальных направлениях и вдоль оси вытягивания для кристаллов германия, полученных методами направленной кристаллизации и Чохральского соответственно.

3. Согласно данным кристалломорфологического анализа, кристаллы парателлурита, выращиваемые в направлении [110], обладают восемью типами выходов граней, характеризуемых индексами (101), (10Т), (10Т), (101), (110), (110), (113) и (113).

4. Распределение плотности структурных дефектов в поперечных срезах булей кристаллов парателлурита, выращиваемых в направлении [110], имеет секториальное строение восьмиугольного характера.

Достоверность результатов диссертации обеспечивается проверкой теоретических положений экспериментальными исследованиями; применением современных методов исследования и обработки экспериментальных результатов; апробацией на международных и всероссийских конференциях; публикациями основных результатов работы в рецензируемых центральных изданиях; использованием результатов работы на практике.

Основное содержание работы опубликовано в 12 статьях во всероссийских и зарубежных реферируемых печатных изданиях, включая 7 статей в журналах из списка ВАК.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены на XII Региональных Каргинских чтениях, ТвГУ. 2005 ( Тверь); XII Национальной конференции по росту кристаллов Институт кристаллографии РАН 23-27 октября 2006. (Москва.); Международной конференции "Прикладная оптика -2008", 20-24 октября 2008 г. (С.Петербург: Оптическое общество им. Д.С. Рождественского);. Конференция стран СНГ по росту кристаллов, 1-5 октября 2012 г. (Харьков); 1 Ith-International Symposium on Ferroic Domains and Micro- to Nanoscopic Structures. August 20-24, 2012. Ural Federal University, Ekaterinburg, Russia; Conference on Functional Materials and Nanotechnologies (FM&NT-2013),

April 24, 2013, Tartu, Estonia; Conference on Functional Materials and Nanotechnologies (RCBJSF - 2014 - FM&NT), October, 2014, Riga, Latvia; XXV Российской конференции по электронной микроскопии г. Черноголовка. 2014; XIX Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ - 2015).

Структура и объём диссертационной работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Работа содержит 157 страниц основного текста, 88 рисунков, 3 таблицы, 192 наименования цитируемой литературы

Личный вклад автора

Диссертантом совместно с научным руководителем проводились выбор темы, планирование работы, постановка задач и обсуждение полученных результатов. Автором самостоятельно выполнены эксперименты по селективному травлению различных кристаллографических плоскостей кристаллов и получены снимки дислокационной структуры на МИМ-8 и JEOL 6610 LV, при личном участии автора проведы эксперименты по выявлению дислокаций в кристаллах парателлурита методом фотоупругости, проведены исследования на оптическом профилометре, получены данные по распределению дислокаций в кристаллах германия и парателлурита, проведены расчеты, обработаны полученные результаты.

Настоящая работа выполнена на кафедре прикладной физики Тверского государственного университета. Исследования дислокационной структуры кристаллов германия на просвечивающем электронном микроскопе проводились в центре коллективного пользования «Диагностики микро- и наноструктур» при Ярославском госуниверситетете.

Работа по теме диссертации проводилась в соответствии с тематическими

планами НИР, в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по

приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса

России на 2014 - 2020 годы» (Соглашение 14.577.21.0004, в плане исследования

ю

дефектов структуры крупногабаритных кристаллов германия и Соглашение 14.574.21.0113, в плане исследования дислокационной структуры крупногабаритных кристаллов парателлурита), проектной части государственного задания №11.1937-2014/К.

ГЛАВА 1. ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ (обзор литературы) 1.1. Дефекты кристаллической структуры (общая характеристика и основная классификация)

Возрастание требований к чистоте и структурной однородности монокристаллов, применяемых в оптике, акустооптике, ИК-оптике, оптоэлектронике и фотонике, связано со стремлением к максимальному повышению функциональных возможностей и характеристик соответствующих полупроводниковых электронных устройств. Все природные и синтезированные монокристаллы и в еще большей степени кристаллиты поликристаллов отличаются от идеальных тем, что содержат различные нарушения структуры кристалла.

В ряде работ подробно изучена связь между структурными дефектами в германии и оптическими неоднородностями в этих кристаллах. В частности, обнаружена корреляция между интенсивностью рассеяния света и плотностью дислокаций в германии. Исследованы малоугловые границы, а также пространственное распределение дислокаций и удельного электросопротивления по кристаллам [6-12].

Значительно менее полно исследована взаимосвязь между кинетикой роста кристаллов германия и образованием дефектов структуры различных размерностей, в том числе и дислокаций [13-17]. Это обусловлено как существенными трудностями экспериментального характера при измерениях мгновенных скоростей роста и колебаний температуры на фронте кристаллизации, так и на отсутствии хорошо разработанной теории, позволяющей рассчитывать кинетические коэффициенты.

По общепринятой классификации к структурным дефектам кристаллических материалов относят нарушения идеальной трансляционной симметрии кристаллической решётки [18-20]. Дефекты оказывают существенное влияние на многие свойства твердых тел: электропроводность,

фотопроводимость, теплопроводность, скорость диффузии, магнитные свойства, твердость, прочность и пластичность, плотность и т. д. Зависимость этих параметров твердого тела от дефектов может оказаться настолько велика, что в итоге они будут определяться не столько исходной структурой материала, сколько типом и числом дефектов в нем. Параметров, не чувствительных к структурным дефектам, строго говоря, нет, но практически такие параметры, как температура плавления, диэлектрическая проницаемость, парамагнитные и диамагнитные характеристики, упругие модули, можно отнести к параметрам, слабо зависящим от влияния дефектов. Очевидно, что, чем чище и совершеннее материал, тем это влияние заметнее. Многие полупроводниковые соединения являются фазами переменного состава с более или менее широкой областью существования. Свойства таких соединений определяются главным образом природой и концентрацией точечных дефектов. Управление структурно-чувствительными свойствами материалов сводится к выбору методов и установлению условий, обеспечивающих возможность контролируемого введения дефектов определенного типа в решетку кристалла либо в процессе его выращивания, либо при его последующих обработках [18-21].

Существует несколько способов классификации дефектов [19-26]: деление дефектов на собственные и примесные, а также рассмотрение дефектов с позиций равновесия в системе (равновесные и неравновесные). Примесные дефекты обусловлены присутствием чужеродных атомов или молекул. Собственные дефекты не меняют качественного состава кристалла (меняется лишь количественный состав). Их возникновение связано с влиянием температуры, механических радиационных и других видов воздействия на твердую фазу. Концентрация равновесных дефектов для конкретного кристалла однозначно зависит от температуры. Следует учитывать кинетический фактор, так как перемещение атомов в твердых телах даже при высоких температурах осуществляется достаточно медленно. Поэтому точное соответствие должно учитывать время достижения равновесного состояния.

Неравновесные дефекты также подвержены влиянию температуры. При выдерживании кристалл с дефектами при постоянной повышенной) температуре достаточно длительное время, может происходить так называемый температурный отжиг дефектов, в процессе которого концентрация неравновесных дефектов уменьшается. Это происходит за счет возрастания их подвижности. Однако, при возвращении кристалла к исходной (пониженной) температуре концентрация таких дефектов не восстанавливается, то есть отсутствует прямая связь концентрации дефектов с температурой, которая имеет место в случае равновесных дефектов.

Наиболее детальной является классификация дефектов по геометрическим признакам - точечные и протяженные. Точечные (нульмерные) дефекты характеризуются тем, что искажения решетки сосредоточены в окрестностях одного узла, то есть локализованы на расстояниях порядка межатомного а; у протяженных дефектов их размеры в одном, двух и трех направлениях соответственно существенно превышают значение а. Протяженные дефекты могут быть линейными (дислокации), плоскостными (межфазные границы) и объемными (поры, трещины).

Нульмерные (точечные) дефекты

К нульмерным дефектам относят дефекты, которые связаны со смещением или заменой небольшой группы атомов (собственные точечные дефекты), а также с примесями. Они возникают при нагреве, легировании, в процессе роста кристалла и в результате радиационного облучения. Свойства таких дефектов и механизмы их образования наиболее изучены, включая движение, взаимодействие, аннигиляцию, испарение [19-21, 25-26].

Вакансии, как и другие точечные дефекты, являются центрами деформации (дилатации): частицы, окружающие вакантный узел. Вакансии смещаются относительно положений равновесия (в узлах кристаллической решётки), что приводит к появлению внутреннего поля механических напряжений. На больших расстояниях г от вакансии поле напряжений убывает как 1 /г3. В объёме совершенного кристалла одиночные вакансии появляться и

14

исчезать не могут; источниками (и стоками) вакансий служат поверхность кристалла, границы зёрен в поликристалле, дислокации. Возможны также процессы образования и уничтожения вакансий в паре с межузельным атомом (пары Френкеля). Энергия вакансии зависит от напряжений в кристалле.

Собственный межузельный атом - атом основного элемента, находящийся в междоузельном положении элементарной ячейки. Атомы или ионы, окружающие межузельный атом, смещаются из своих положений равновесия в узлах решётки и могут изменить зарядовое состояние. Эти смещения и перераспределение электронов определяются из условия минимума свободной энергии кристалла с межузельным атомом. Если смещения малы по сравнению с межатомным расстоянием, внедрённый атом занимает одно из междоузлий в решётке и является межузельным в буквальном смысле. Примесные атомы замещения заменяют атомы одного типа другим в узле кристаллической решётки, а примесные атомы внедрения располагаются в междоузлии кристаллической решетки.

Точечные дефекты и их ассоциация в кристаллах играют важную роль в теории твердого тела и объяснении электрических явлений в полупроводниках, проводимости твердых тел, фазовых превращений, оптических свойств, химической связи в кристаллах.

Одномерные (линейные) дефекты

Одномерные дефекты представляют собой дефекты кристалла, размер которых по одному направлению много больше параметров решётки, а по двум другим - соизмерим с ним. К линейным дефектам относят дислокации и дисклинации.

Границы области незавершенного сдвига в кристалле - дислокации характеризуются вектором сдвига (вектором Бюргерса) и углом ср между ним и линией дислокации. При ф = 0 дислокация является винтовой, при ф=90° -краевой, при других углах - смешанной и тогда может быть разложена на винтовую и краевую компоненты. Дислокации возникают в процессе роста кристалла; при его пластической деформации и во многих других случаях.

15

Дисклинация - граница области незавершенного поворота в кристалле. Характеризуется вектором поворота. Дислокации оказывают большое влияние как на процессы роста кристаллов, так и на их механические свойства. В полупроводниках они влияют, кроме того, и на электрические свойства. Дислокации участвуют в процессах образования и исчезновения собственных точечных дефектов (атомы в междоузлиях, вакансии), давая возможность этим процессам проходить внутри кристалла и исключая необходимость диффузии к внешней поверхности кристалла.

Двумерные дефекты

Двумерными, или поверхностными дефектами являются дефекты упаковки, малоугловые границы (представляющие собой ассоциации дислокаций), границы двойников и зёрен, сама поверхность кристалла. Поверхностные дефекты, обрывающиеся внутри кристалла, ограничены полными или частичными дислокациями либо дисклинациями.

Трехмерные дефекты

К трехмерным (объемным) дефектам относятся скопления вакансий, образующие поры и каналы; частицы, оседающие на различных дефектах (декорирующие), например, пузырьки газов, пузырьки маточного раствора; скопления примесей и зон роста. Как правило, это поры или включения примесных фаз. Происхождение - нарушение режимов роста кристалла, распад пересыщенного твердого раствора, загрязнение образцов.

Основное отличие точечных дефектов от линейных, двумерных и объемных дефектов состоит в том, что они могут существовать в кристалле как в термодинамически равновесном, так и в метастабильном состояниях при конечной температуре [19-26].

Линейные, двумерные и объемные дефекты являются метастабильными образованиями, возникающими при росте, механической деформации или при термической обработке кристалла. Дефекты влияют практически на все свойства кристалла. Каждый тип дефектов по-своему влияет на структурно-чувствительные свойства материала: диффузионные явления (движение

16

точечных дефектов), пластичность (движение дислокаций и точечных дефектов), разрушение (зарождение и рост трещин при объединении дислокаций), рекристаллизация, двойникование, фазовые превращения (движение межзёренных и межфазных границ), радиационные явления (изменения свойств кристаллов под действием быстрых частиц, создающих точечные дефекты), электрические, оптические и другие свойства, обусловленные взаимодействием носителей заряда с дефектами. При наличии в кристалле большого числа различных дефектов невозможно получить материал с контролируемыми параметрами. В связи с этим перед материаловедением и технологией стоит задача получения структурно совершенных и чистых материалов или материалов с определенным типом и концентрацией дефектов, то есть таких материалов, параметрами которых можно было бы управлять. Поэтому выяснение причин возникновения различных структурных дефектов, изучение их поведения в кристалле, их влияния на те или иные параметры материала, разработка методов управления концентрацией дефектов являются важнейшими задачами материаловедения и технологии [20-27]

Выращивание монокристаллов германия и парателлурита из расплава обычно сопровождается возникновением в них термоупругих напряжений и структурных дефектов. Вид дефектов, их распределение в объеме монокристалла и концентрация зависят от условий получения - метода выращивания, температурных условий, размеров монокристаллов и других факторов.

1.2 Дефекты структуры и оптические аномалии в кристаллах парателлурита и германия

Нульмерные дефекты, несмотря на их малые (нанометровые) размеры могут оказывать значительное суммарное воздействие на ряд физических свойств кристаллов, к числу которых относятся большие механические напряжения (десятки - сотни кгс/мм2), что вследствие эффекта фотоупругости вызывает изменение показателей преломления. Это ведет к деполяризации

света, повышенному рассеянию, поглощению света и ультразвука в кристалле.

Особенно чувствительными к посторонним примесям являются свойства

полупроводниковых кристаллов. Повышение концентрации некоторых

элементов в германии всего на порядок может вызвать резкое увеличение

коэффициента поглощения и практически сделать кристалл непрозрачным.

Поэтому концентрации посторонних примесей в кристаллах диэлектриков

могут быть намного выше (~10'6...10"7) чем в полупроводниковых и оптических

кристаллах (порядка 10"16...10"17). Это требует использования особо чистых

исходных веществ и реактивов марок ОСЧ, а также многократно зонно-

очищенного сырья [5,27].

Одномерные дефекты в кристаллах - дислокации - при их плотности N(1 >

103...104 см"2 приводят к затуханию ультразвука. В работе [28] показано, что

значение коэффициента затухания ультразвука в парателлурите может

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванова, Александра Ивановна, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

1. Блистанов, А. А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики / А.А. Блистанов. -М.: МИСИС, 2000. - 432 с.

2. Claeys, С. Extended Defects in Germanium. Fundamental and Technological Aspects / C.Claeys, E.Simoen. -Springer, 2009. -300 p.

3. Bosi, M. Germanium: Epitaxy and its Applications / M.Bosi, G.Attolini // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. -2010. -V.56. - P. 146-174.

4. Dhanaraj, G., Byrappa, K., Prasad, V., Dudley, M. Springer Handbook of Crystal Growth. - Springer Science & Business Media, 2010. -1818 p.

5. Теория и практика современной акустооптики / В.Я.Молчанов, Ю.И.Китаев, А.И. Колесников, В.Н. Нервер, А.З. Розенштейн, Н.П. Солодовников, К.Г. Шаповаленко. -М.:МИСИС, 2015.-459 с.

Глава 1

6. Колесников, А.И. Ослабление света монокристаллами парателлурита / А.И.Колесников, А.В.Шелопаев, И.А.Каплунов, И.В.Талызин, Е.Ю.Воронцова // Изв. ВУЗов. Материалы электронной техники. -2009. -№ 4. - С. 27-30.

7. Залетов, А.Б. Рассеивающие включения в кристаллах парателлурита / А.Б. Залетов, А.В. Шелопаев, М.А. Архипова, И.А. Каплунов, А.И. Колесников, С.А. Третьяков // Вестник ТвГУ. Серия "Физика". -2009. - Вып. 5. - № 24. - С. 4-8.

8. Каплунов, И.А. Влияние характеристик германия на рассеяние ИК излучения / И.А. Каплунов, А.И. Колесников // Поверхность. -2002. - № 2. -С. 14-19.

9. Мильвидский М.Г. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников / М.Г. Мильвидский, В.Б. Освенский. -М.: Металлургия, 1984.-384 С.

10. Смирнов, Ю.М. Распределение дислокаций в монокристаллах германия / Ю.М. Смирнов // Изв.АН СССР. Сер.физическая. -1972. -T.XXXVI. - Вып.З. - С.534-536.

11. Смирнов, Ю.М. Образование дислокаций в бездислокационном германии / Ю.М. Смирнов, И.А. Каплунов, А.Б. Долматов // Изв.ВУЗОВ. Физика. - 2005. -Т. 48. - № 5. - С. 21-24.

12. Каплунов, И.А. Структурные дефекты в монокристаллах германия / И.А. Каплунов, A.B. Шелопаев, А.И. Колесников // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2010. - № 12. -С. 22-25.

13. Тиман, Б.Л. Кинетические зависимости при росте кристаллов способом Чохральского / Б.Л. Тиман, О.Д.Колотий // Кристаллография. -1970. -Т.24. - Вып.1. С. 192-194.

14. Смирнов, В.А. Анализ распределения скоростей, температур и концентрации реагирующей примеси в расплаве при выращивании монокристаллов по Чохральскому / В.А. Смирнов, И.В. Старшинова, И.В. Фразинов. В кн.: Рост кристаллов. М: Наука, -1983. -Т. 14. - С. 124-135.

15. Светухин, В.В. Кинетика и термодинамика комплексообразования и кластеризации дефектов в кремнии и германии: дис. д.ф.-м.н.: 01.04.10 /Светухин Владимир Владимирович. - Ульяновск, - 2003. - 358 с.

16. Жернов, А.П. Кинетические коэффициенты в кристаллах с изотопическим беспорядком / А. П. Жернов, А.И. Инюшкин // Успехи физических наук. -2002. -172.5. - С. 573-599.

17. Червоный, И.Ф. Эффект ускоренной кристаллизации кремния и германия / И.Ф. Червоный // Технологический аудит и резервы производства. -2014.-№ 1(3).-С. 46-48.

18. Кашкаров, П.К. Образование точечных дефектов в полупроводниковых кристаллах/П.К. Кашкаров// Соросовский образовательный журнал. - 1999-№ 1. - С.105-112.

19. Асабина, Е.А. Дефекты в твердых телах и их влияние на свойства функциональных материалов / Е.А. Асабина // Электронное учёбно-методическое пособие. Нижний Новгород ¡Нижегородский университет. - 2012. -65 с.

20. Бюрен, Ван. Дефекты в кристаллах [Текст] : пер. с англ. / В. Бюрен. -М. : Изд-во иностранной лит-ры, 1962. - 584 с.

21. Дамаск А.Точечные дефекты в металлах [Текст] : пер. с англ. / А. Дамаск, Дине Дж. - М.: Мир, 1966. -292 с.

22. Хирт Дж. Теория дислокаций [Текст] : пер. с англ. / Дж. Хирт, И. Лоте. -М.: Атомиздат, 1972. - 600с.

23. Келли А. Кристаллография и дефекты в кристаллах [Текст] : пер. с англ. / А. Келли, Г. Гровс. - М.: Мир, 1974. -496с.

24. Стоунхэм A.M. Теория дефектов в твердых телах [Текст] : пер. с англ. / А. М. Стоунхэм. -М.: Мир, 1978. -Т. 1-2. -575+360с.

25. Современная кристаллография / под ред. Б. К. Вайнштейна. -М.: Наука, 1979.-Т.2.-360с.

26. Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах / А.Н. Орлов. -М.: Высшая школа, 1983. -144с.

27. Колесников, А.И. Акустооптика: Учеб. пособие / А.И. Колесников, В.Я. Молчанов, И.А. Каплунов, С.Е. Ильяшенко. -Тверь: Твер.гос.ун-т, 2011. - 112 с.

28. Янеки, И. О плотности дислокаций и затухания ультразвука в парателлурите / И. Янеки, А. Петер, А. Мечеки и др. // Кристаллография. -1982. - Т.26. - Вып. 1. - С. 152-155.

29. Мозжерин, A.B. Оценка критического радиуса дислокационных петель в кремнии и германии с учетом энергии дефекта упаковки / A.B. Мозжерин // Фуедаментальные исследования. - 2012. - №11. - С.700-704.

30. Смирнов, Ю.М. Концепция особой сингулярной грани (на примере парателлурита) / Ю.М. Смирнов, А.И. Колесников // Физика кристаллизации. -Тверь. -1994. -С.82-85.

31. Смирнов, Ю.М. Выращивание высокочистых крупногабаритных монокристаллов / Ю.М. Смирнов, А.И. Колесников, И.А. Каплунов, Г.Е. Родионова // Высокочистые вещества. М., АН СССР. -1990. - С.213-216.

32. Хартман, П.В. Зависимость морфологии кристалла от кристаллической структуры / П.В. Хартман // Рост кристаллов. М.: Наука, 1967. -Т.7.-С. 8-24.

33. Ормонт, Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников / Б.Ф. Ормонт. -М.: Высшая школа, 1982. -528 с.

34. Смирнов, Б.И. Дислокационная структура и упрочнение кристаллов / Б.И. Смирнов. -Л.: Наука, 1981.-235 с.

35. Владимиров, В.И. Дислокации в кристаллах / В.И. Владимиров, А.Е. Романов. -М.: Наука, 1986. - 223 с.

36. Вахрамеев, С.С. Анализ полей температур и термоупругих напряжений в процессах выращивания монокристаллов из расплава. / С.С. Вахрамеев, М.Г. Мильвидский, В.А. Смирнов, Ю.Ф. Щелкин. Рост и легирование полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск: Наука, 1977.-4.1.-С. 162-168.

37. Мильвидский, М.Г. Изучение формирования дислокационной структуры монокристаллов полупроводников при выращивании из расплава: проблемы и перспективы / М.Г. Мильвидский, В.Б. Освенский, С.С. Шифрин. Рост полупроводниковых кристаллов и пленок. Новосибирск: Наука, 1984. -4.1.-С. 90-104.

38. Инденбом, В. Л. Разделение вклада различных эффектов, определяющих величину и распределение напряжений в кристаллах, выращиваемых из расплава / В.Л. Инденбом, В.Н. Каганер, А.Г. Фролов // Изв.АН СССР. Сер.физическая. -1983. -Т.47. -№ 2. - С.254-260.

39. Инденбом, В.Л. Напряжения и дислокации при росте кристаллов / В.Л. Инденбом // Изв.АН СССР. Сер.физическая. -1973. -Т.37. -№11. -С.2258-2267.

40. Инденбом, B.JI. Теоретические и экспериментальные исследования возникновения напряжений и дислокаций при росте кристаллов / В.Л. Инденбом, В.Б. Освенский // Рост кристаллов. М: Наука, 1980. -Т. 13. - С.240-251.

41. Dew-Hughes, D. Dislocations and Plastic Flow in Germanium / D. Dew-Hughes // JBM Journal. Okt. -1961. -P.279-286.

42. Смирнов, Ю.М. Влияние кривизны фронта кристаллизации на плотность дислокаций в монокристаллах германия / Ю.М. Смирнов, В.Н. Романенко // Изв.АН СССР Неорганические материалы. -1973. -Т.9. -№ 12. -С.2220-2221.

43. Смирнов, Ю.М. Выращивание бездислокационных монокристаллов германия / Ю.М. Смирнов // Цветные металлы. -1977. -№ 5. -С.48-49.

44. Смирнов, Ю.М. Симметрийно-термодинамический подход к анализу дислокационного течения при росте кристаллов / Ю.М. Смирнов, И.А. Каплунов, А.Б. Долматов // Физика кристаллизации. Тверь: ТвГУ. - 2002. -С. 129-131.

45. Смирнов Ю.М. Внутренняя морфология кристаллов / Ю.М. Смирнов // Физика кристаллизации. Калинин: КГУ. -1982. - С. 63-66.

46. Смирнов, Ю.М. Актуальные проблемы кристаллографии. Учебное пособие / Ю.М. Смирнов. -Тверь: ТвГУ, 1998. -36 с.

47. Смирнов, Ю.М. Связь переохлаждения расплава с плотностью дислокаций в монокристаллах германия и парателлурита / Ю.М. Смирнов // Физика кристализации. Калинин.: КГУ. -1983. - С. 146-149.

48. Смирнов, Ю.М. Выращивание крупногабаритных монокристаллов германия / Ю.М. Смирнов, И.А. Каплунов // Минералогическая кристаллография, кристаллогенезис, кристаллосинтез. Сыктывкар: УрО АН СССР.-1990.-С. 102.

49. Smirnov, Yu.M. Growth of Germanium Single Crystals for Infrared Optics / Yu.M. Smirnov, I.A. Kaplunov, A.I. Kolesnikov // Thesis of Second International

workshop "Nucleation and Non-linear Problems in First-Orded Phase Transitions". Institute of Mechanical Engineering Problems. St.Peterburg. -2002. - P. 113-114.

50. Каплунов, И.А. Монокристаллы германия для инфракрасной техники: выращивание, дефекты структуры и оптические характеристики / И.А. Каплунов, Ю.М. Смирнов, А.Б. Долматов, А.И. Колесников // Перспективные материалы. -2003. - № 4. - С.35-41.

51. Смирнов, Ю.М. Монокристаллы германия для инфракрасной техники / Ю.М. Смирнов, И.А Каплунов // Материаловедение. - 2004. - №5. - С.48-52.

52. Зейналов, Д.А. О взаимосвязи гидродинамической устойчивости расплава и радиальной примесной неоднородности в кристаллах. / Д.А. Зейналов, И.В. Старшинова, JI.H. Титюник, М.А. Филиппов. Математическое моделирование. Получение монокристаллов и полупроводниковых структур. М.: Наука, 1986. -С. 59-66.

53. Каплунов, И.А. Внутренние напряжения и дислокационная структура крупногабаритных монокристаллов германия для инфракрасной оптики / И.А. Каплунов // Оптический журнал. - 2006. - Т.73- № 2. - С.85-91.

54. Каплунов, И.А. Малоугловые границы в германии / И.А. Каплунов, А.И. Колесников // Тезисы докладов X национальной конференции по росту кристаллов. М.: ИК РАН, 2002. - С. 90.

55. Каплунов, И.А. Внутренние напряжения и дислокационная структура монокристаллов германия / И.А. Каплунов // Неорганические материалы. -2006. -Т.42. - № 6. - С.652-658.

56. Хейман, Р.Б. Растворение кристаллов / Р.Б. Хейман. -Л.: Недра, 1979. -272с.

57. Амелинкс, С. Методы прямого наблюдения дислокаций / С. Амелинкс. -М.: Мир, 1968.-440с.

58. Сангвал, Л. Травление кристаллов. Теория, эксперимент, применение / Л. Сангвал. М.:Мир, 1990. - 492с.

59. Родес, Р.С. Несовершенства и активные центры в полупроводниках / Р.С. Родес. М.: Металлургия, 1968. - 371с.

60. Calzecchi, F. Preparation and analysis of germanium slices having prevalence of either screw or edge dislocations / F. Calzecchi // II Nuovo Cimento В Series 10. -1967. -V.50. -Issue 2. - P.263-276.

61. Honess A.P. The Nature, Origin and Interpretation of the Etch Figures on Crystals / A. P. Honess. - New York, 1927.

62. Пшеничнов, Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов / Ю.П. Пшеничнов. -М.: Металлурги, 1974. - С.528.

63. Василевская, В.П. / В.П. Василевская, Е.Г. Миселюк // ФТТ. -1961. -Т.З. - № 2. - С.429-435.

64. Wang P. Surface state on germanium // Sylvania Tech. 1958. V.II. P.50

65. Маслов, B.H / B.H. Маслов и др. // Кристаллография. -1964. - Т.9. -№14. - С.568-569.

66. Кокориш, Е.Ю. Рост кристаллов / Е.Ю. Кокориш , Э.В. Мякиненкова. -М.:Наука, 1961. - Т.З. - С.371-379.

67. Wang, G. Optical Methods in Orientation of High-Purity Germanium Crystal / G. Wang, Y. Sun, Y. Guan, D. Mei, G.Yang, A.Alanson Chiller, and B. Grayet // Journal of Crystallization Process and Technology. -2013. -V. 3. -No. 2. -P.60-63.

68. Ellis, S.G. Dislocations in germanium / S.G. Ellis // Journal of Applied Physics. -1955. - V.26. - P. 1140-1146.

69. Кокориш, Е.Ю. Дислокации в полупроводниковых кристаллах / Е.Ю. Кокориш, Н.Н. Шефталъ // Успехи физических наук. - 1967. - Т.72. - Вып.З. -С.479-494.

70. Souriau, L. A Wet etching technique to reveal threading dislocations in thin germanium layers / L. Souriau, V. Terziev, M. Meuris, and M. Caymax // Solid State Phenom. - 2008. - 134. - P.83-86.

71. Fultz, B. Transmission electron microscopy and diffractometry of materials / B. Fultz, & J. M. Howe. - Springer Science & Business Media. - 2012. P. 236.

72. Reimer, Ludwig Transmission electron microscopy: physics of image formation / Ludwig Reimer, and Kohl Helmut. - Springer Science & Business Media, 2008.- Vol.36. -590p.

73. Williams, David B. The Transmission electron microscope / David B. Williams, and Carter C. Barry // Springer US. - 2009. - P.3-22.

74. Kumar, G. Preparation of unsupported metal organic and ceramic thin film specimens for ТЕМ observation / G. Kumar, L. Messing, C.A. Randall // Journal of the American Ceramic Society. - 1993. - V.76(7). -P. 1882-1884.

75. Лучинин, В.В. Фокусированный ионный пучок как технология локального прецизионного травления / В.В. Лучинин, А.Ю. Савенко // Вакуумная техника и технология. - 2008. - 18. -3. - С. 191-195.

76. Герасименко, Н.Н. Метод сфокусированного ионного пучка при формировании наноразмерных структур в микрофлюидных чипах /Н.Н. Герасименко, А.А. Чамов, Н.А. Медетов // Письма в ЖТФ. - 2011. - 37(20). - С. 32-40.

77. Герасименко, Н.Н. Особенности формирования рельефа при травлении кремния фокусированным ионным пучком. / Н.Н. Герасименко, Н.А. Медетов, А.А. Чамов, В.А. Ханин // Письма в ЖТФ. - 36(21).- Р.38-45.

78. Yamaguchi, A. Transmission electron microscopy specimen preparation technique using focused ion beam fabrication: Application to GaAs metal-semiconductor field effect transistors / A. Yamaguchi, M. Shibata, & T. Hashinaga // Journal of Vacuum Science & Technology B. -1993. -11(6). -P.2016-2020.

79. Yamaguchi, A. Low-damage specimen preparation technique for transmission electron microscopy using iodine gas-assisted focused ion beam milling / A.Yamaguchi, & T. Nishikawa // Journal of Vacuum Science & Technology B. -1995.-13(3).-P. 962-966.

80. Болховитинов, Ю.Б. Кремний-германиевые эпитаксиальные плёнки: физические основы получения напряжённых и полностью релаксированных гетероструктур / Ю.Б. Болховитинов, О.П. Пчеляков, С.И. Чикичев // УФН. -2001. - Т. 171. - С.659-715.

81. Bravman, J.C. The preparation of cross-section specimens for transmission electron microscopy / J.C. Bravman, R. Sinclair // Journal of Electron Microscopy Technique. - 1984. - 1(1). - P.53-61.

82. Overwijk, M. H. F. Novel scheme for the preparation of transmission electron microscopy specimens with a focused ion beam / M. H. F. Overwijk, F. C. Van den Heuvel, & C. W. T. Bulle-Lieuwma // Journal of Vacuum Science & Technology. - 1993. -B. \ \(6). -P.2021-2024.

83. Strecker, A. Specimen preparation for transmission electron microscopy: reliable method for cross-sections and brittle materials / A. Strecker, U. Salzberger, J. Mayer // Prakt. Metall. - 1993. - 30. - P.482-495.

84. Kirk, E.C.G. Cross-sectional transmission electron microscopy of precisely selected regions from semiconductor devices / E.C.G. Kirk, D.A. Williams, H. Ahmed // Inst. Phys. Conf. Ser. - 1989. - 100. - P.501-506.

85. Park, K. Cross-sectional TEM specimen preparation of semiconductor devices by focused ion beam etching / K. Park // Mater. Res. Soc. Proc. - 1990. -199. -P.271-280.

86. Rubanov, S. Investigation of the structure of damage layers in TEM samples prepared using a FIB / S. Rubanov, P.R. Munroe // J. Mater. Sci. Lett. -2001. -20(13). - P.l 181-1183.

87. Appleton, B.R. Characterisation of damage in ion implanted Ge / B.R. Appleton, O.W. Holland, J. Narayan // Appl. Phys. Lett. - 1982. - 41(8). - P.711-712.

88. Holland, O.W. Ion implantation damage and annealing in germanium / O.W. Holland, B.R. Appleton, J. Narayan // J. Appl. Phys. - 1983.- 54(5). - P.2295-2301.

89. Vasile, M.J. Microfabrication techniques using focused ion beams and emergent applications / M.J. Vasile, R. Nassar, J. Xie , H. Guo // Micron. - 1999. -30. -P.235 -244.

90. Clavelier, L. Review of some critical aspects of Ge and GeOI substrates / L. Clavelier, C. Le Royer, Y.Morand et.al. // ECS Transactions. - 2006. - V. 3(7). - P. 789-805.

91. Надточий, В. А. Исследование наноструктур на поверхности монокристаллического Ge методом атомно-силовой микроскопии / В.А. Надточий, А.И. Уколов, С.А. Костенко и др. // Зб1рник наукових праць ф1зико-математичного факультета СДПУ. - 2012. - Выпуск 2. - С.94-99.

92. Гришечкин, М.Б., Исследование дефектов структуры в кристаллах CdZnTe методами инфракрасной и оптической микроскопии / М. Б. Гришечкин, И. А. Денисов , А. А. Силина и др. // Прикладная физика. - 2014. - №. 6. - С. 10.

93. Праве, Г.Г. О возможности прямых измерений термоупругих напряжений в несовершенных кристаллах, подвергнутых лазерному воздействию / Г.Г. Праве, B.C. Чудаков, Л.Г. Янусова // Кристаллография. -1983. - Т. 28. - Вып. 5. - С.944-950.

94. Осипян, Ю.А. Электронные свойства дислокации в полупроводниках / Ю.А.Осипян. - ОМ.: Эдиториал УРСС, 2000. -320 с.

95. Шикин, В.Б. Заряженные дислокации в полупроводниковых кристаллах / В.Б. Шикин, Ю.В. Шикина // УФН. - 1995. - Т. 165. - № 8. - С.887-917.

96. Калинушкин, В.П. Исследование примесных дефектов в полупроводниках методом рассеяния лазерного излучения ИК-диапазона /

B.П.Калинушкин // Труды института общей физики. - 1986. -№4. - С.3-58.

97. Воронков, В.В. Рассеяние инфракрасного лазерного излучения - метод исследования локальных неоднородностей в чистых полупроводниках / В.В. Воронков, Г.И. Воронкова, Б.В. Зубови др. // ФТТ. - 1981. - Т.23. - №1. -

C.117-126.

98. Voronkov, V.V. Application of elastic IR light scattering for investigation of large-scale electrically active defects in semiconductors / V.V.Voronkov, S.E. Zabolotskiy, V.P. Kalinushkin et.al. // Journal of Crystal Growth. - 1990. - 103(1). -P. 126-130.

99. Astafiev, O.V. A new optical technique for characterization of technological semiconductor wafers / O.V. Astafiev, V.P.Kalinushkin, & V.A.Yuryev // Materials Science and Engineering: - 1995. -B. 34(2). - P. 124-131.

100. Astafiev, O.V. Mid-IR-laser microscopy as a tool for defect investigation in bulk semiconductors / O.V. Astafiev, V.P. Kalinushkin, & V.A. Yuryev // arXiv preprint arXiv:l 106.0751.-2011.-P. 1-16.

101. Волошинов, В.Б. Отклонение монохроматического терагерцового излучения методами акустооптики / В.Б. Волошинов, П.А. Никитин, В.В. Герасимов, Б.А. Князев, Ю.Ю. Чопорова // Квантовая электроника. -2013.-43 (12).-С.1139-1142.

102. Магдич, JI.H. Акустооптические устройства и их применение / JI.H. Магдич, В.Я. Молчанов. -М.: Советское радио, 1978. -112с.

103. Наумов, А.В. Обзор мирового рынка германия / А.В. Наумов // Изв. вузов, материалы электронной техники. - 2003. - №4. - С.7-14.

104. Нашельский, А.Я. Технология полупроводниковых материалов / А.Я. Нашельский. -М.: Металлургия, 1987. - 336 с.

105. Истомина, Н. Мир лазеров и оптики. Обзор выставки "Фотоника-2009"/ Н. Истомина // Фотоника. - 2009. - №3. - С.38-40.

106. Каравашкина, К.А. Приближение геометрической оптики при расчете коэффициентов пропускания света шероховатыми поверхностями прозрачных материалов и его экспериментальная проверка / К.А. Каравашкина, Н.В. Айдинян, С.Ю. Козинов, Д.В. Хохлов, М.В. Гавалян, А.И. Колесников, К.Р. Гасымова, П.М. Бурак // Вестник ТвГУ. Серия «Физика». - 2013. - Выпуск 18.- С.62-69.

107. Каплунов, И.А. Исследование возможности лазерно-химической очистки металлических поверхностей / И.А. Каплунов, В.Е. Рогалин, С.А. Филин // Цветные металлы. - 2014. - № 7 - С.72-75.

108. Окатов, М.А. Справочник оптика-технолога / М.А. Окатов, Э.А. Антонов, А. Байгожин и др. под ред. М.А. Окатова. - СПб.: Политехника, 2004. - 679 с.

109. Тарасов, В.В. Инфракрасные системы 3-го поколения. / В.В. Тарасов, И.П. Торшина, Ю.Г. Якушенков. - М.: Логос, 2011. - 242 с.

110. Воронкова, Е.М. Оптические материалы для инфракрасной оптики / Е.М. Воронкова, Б.Н. Гречушников, Г.И. Дистлер, И.П. Петров. -М.: Наука, 1965.-335 с.

111. Fox, A. Thermal Design for Germanium Acoustooptic Modulators / A. Fox // Applied Optics. - 1987. - V.26. - № 5. - P.872-884.

112. Fox, A. Acustooptic Figure of Merit for Single Crystal Germanium at 10,6 |um Wavelength / A. Fox // Applied Optics. - 1985. - V.24. - № 14. - P.2040-2041.

113. Блистанов, A.A. Акустические кристаллы. Справочник / A.A. Блистанов, B.C. Бондаренко, H.B. Переломова и др. -М.: Наука, 1982. -632 с.

114. Виноградов, A.B. Рост и некоторые свойства монокристаллов Те02 большого диаметра / A.B. Виноградов, В.А. Ломонов, Ю.А. Першин, Н.П. Сизова // Кристаллография. - 2004. - Т.49. -№ 2. - С.209-211.

115. Leciiejewicz, J. The structure of tellurium dioxide. A rederminaton by neutron difracton / J. Leciiejewicz // Zeitschrift fur Kristallographie. Bd. -1961. -V.116.-P. 345-353.

116. Lindquist, О. Refinement of the structure of а-Те02 /О. Lindquist // Acta chemica scandinavica. - 1968. -V.22. - P. 977-982.

117. Смирнов, Ю.М. Новые применения акустооптических устройств предъявляют новые требования к монокристаллам парателлурита / Ю.М. Смирнов, В.Я. Молчанов, А.И. Колесников, И.А. Терентьев, В.Е. Ильин //Физика кристаллизации. Тверь: ТвГУ. - 2002. - С.9-17.

118. Magdich, L.N. Acoustooptic devices and their applications / L.N. Magdich, V.Ya. Molchanov. - New York: Gordon and Breach Science Pub., 1989. - 238 p.

119. Kolesnikov, A.I. Optical parameters of paratellurite crystals / A.I. Kolesnikov, I.A. Kaplunov, S.E. Ilyashenko, V.Ya. Molchanov, R.M. Grechishkin, M.A. Arkhipova, S.A. Tretyakov // Crystallography Reports. - 2012. - V.57 - №7. -P. 37-39.

120. Xu J. Acousto-Optic Devices: Principles, Design and Applications /J. Xu, R. Stroud. - New York: John Wiley and Sons, 1992. - P.40-42.

121. Goutzoulis, A.P. Design and Fabrication of Acousto-Optic Devices / A.P. Goutzoulis, D.R. Pape. - New York: Marcel Dekker, 1994. - 497 p.

122. Molchanov, V.Ya. Adaptive optical delay lines for femtosecond laser pulses shaping / V.Ya. Molchanov, S.I. Chizhikov, O.Yu. Makarov, N.P. Solodovnikov, V.N. Ginzburg, E.V. Katkin, E.A. Khazanov, V.V. Lozhkarev, I.V. Yakovlev // Acta Physica Polonica. - 2009. - V.l 16. - № 3. - P.335-358.

123. Molchanov, V.Ya. Interaction between femtosecond radiation and sound in a light dispersive delay lines using effect of strong elastic anisotropy / V.Ya. Molchanov, S.I. Shizhikov, O.Yu. Makarov // Journal of Physics: Conference Series. - 2011. - V. 278. -P.102-105.

124. Molchanov, V.Ya. Adaptive acousto-optic technique for femtosecond laser pulses shaping / V.Ya. Molchanov, S.I. Chizhikov, O.Yu. Makarov, N.P. Solodovnikov, V.N. Ginzburg, E.V. Katin, E.A. Khazanov, V.V. Lozhkarev and I.V. Yakovlev // Appl. Optics. -2009. - V.48. - №7. - P. 118-124.

125. Молчанов, В.Я. Двухкаскадная акустооптическая дисперсионная линия задержки для фемтосекундных лазеров / В.Я. Молчанов, С.И. Чижиков, К.Б. Юшков // Квантовая электроника. - 2011. - Т.41. - № 8. - С. 675-676.

126. Алферов, Ж.И. Тенденции и перспективы развития солнечной энергетики / Ж.И. Алферов, В.М. Андреев, В.Д. Румянцев // ФТП. - 2004. -Т.38. - Вып.8. - С.937-948.

127. Андреев, В.М. Нанотехнологии для солнечной фотоэнергетики / В.М. Андреев // Альтернативная энергетика и экология. - 2007. - №2. - С. 1-10.

128. Колесников, А.И. Монокристаллы в оптике / А.И. Колесников // Физика кристаллизации. Калинин: КГУ. -1986. - С.69-76.

129. Лодиз, Р. Рост монокристаллов / Р. Лодиз, Р. Паркер. -М.: Мир, 1974. -540 с.

130. Wimscher, М. Crucible-free Pulling of Germanium Crystals / M. Wimscher, A. Ltidge, H. Riemann // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol.318. -P. 1039-1042.

131. Clayes, С. Germanium Based Technologies: from Materials to Devices / C. Clayes, E. Simoen. - Elsevier, 2007. - 476 p.

131. Clayes, C. Si versus Ge for Future Microelectronics / C. Clayes, J. Mitard, G. Eneman, M. Meuris, Simoen E. // Thin Solid Films. - 2010. - V.518. - P.2301-2306.

133. Brunco, D.P. Germanium MOSFET Devices: Advances in Materials Understanding, Process Development, and Electrical Performance / D.P. Brunco, B.De Jaeger, G. Eneman, J. Mitard, G. Hellings, A. Satta, and M. Heyns // Journal of the Electrochemical Society. - 2008. - 155(7). - P.552-561.

134. Peter, Y.Yu. Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties / Y.Yu. Peter, Cardona Manuel. -Berlin [etc.]: Springer, 2009. -775 p.

135. Depuydt, B. Germanium: From the First Application of Czochralski Crystal Growth to Large Diameter Dislocation-free Wafers / B. Depuydt, A. Theuwis, I. Romandic // Materials Science in Semiconductor Processing. - 2006. -Vol.9. - Issues 4-5. -P.437-443.

136. Edmund, G. Seebauer. Charged Semiconductor Defects: Structure, Thermodynamics and Diffusion / G. Seebauer Edmund, C. Kratzer Meredith. - Berlin [etc.]: Springer, 2008. -294 p.

137. Wang, G. Development of Large Size High Purity Germanium Crystal Growth / G. Wang, Y. Sun, W. Xiang, et al. // Journal of Crystal Growth. - 2012. -Vol.352.-P.27-30.

138. Конаков, П.К. Тепло- и массообмен при получении монокристаллов / П.К. Конаков, Г.Е. Веревочкин, JI.A. Горяинов и др. -М.: Металлургия, 1971. -239 с.

139. Пат. US201001854 А1, СЗОВ 15/14. Method of Producing Single Crystal [Text] / Sumco corp [JP]. №2009US-0458410; application number 10.07.2009; pub. date on: 28.01.2010.

140. Пат. 5817171 A US, C30B 15/14. Apparatus and Method for Producing Single Crystal Using Czochralski Technique [Text] / Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. №655810; application number 31.05.1996; pub. date on: 06.10.1998.

141. Пат. CN101063227 (А), Китай, МПК С30В15/30, С30В29/08, С30В15/30, С30В29/08. Technique and Arrangement for Low Dislocations Germanium Monocrystal with Crucible Lowering Down Czochralski Method [Text] Su Xiaoping Feng (Китай); Beijing Nonferrous Metal (Китай). - №20071099557; application number 24.05.2007; pub. date on: 31.10.2007.

142. Taishi, T. Reduction of Grownin Dislocation Density in Ge Czochralski Grown from the B203 Partially-covered Melt / T.Taishi, Y. Ohno, I. Yonenaga // Journal of Crystal Growth. - 2009. - Vol.311.- Issue 22. - P.4615^1618.

143. Taishi, T. Czochralski-growth of Germanium Crystals Containing High Concentrations of Oxygen Impurities / T. Taishi, H. Ise, Yu. Murao et al.// Journal of Crystal Growth. - 2010. - Vol.312. - P.2783-2787.

144. Taishia, T. Improved Czochralski Growth of Germanium Single Crystals from a Melt Covered by Boron Oxide / T. Taishia, I. Yonenagab, K. Hoshikawaa // Acta Physica Polonica A. - 2013. - V. 124. -N.2. -P.231-234.]

145. Антонов, П.И. Получение профилированных монокристаллов и изделий способом Степанова / П.И. Антонов, JI.M. Затуловский, А.С. Костыгов и др.-Л.: Наука, 1981.-280 с.

146. Богомаз, А.В. Тепловой узел ростовой камеры установки выращивания крупногабаритных кристаллов германия методом погружного вращающегося формообразователя /Богомаз А.В., Критская Т.В., Карпенко А.В./ А.В. Богомаз, Т.В. Критская, А.В. Карпенко // Металурпя: науков1 пращ ЗД1А. - 2010. - Вип.22. - С.139-146.

147. Пат. 2381305 Российская Федерация, С30В13/18, С30В13/28, С30В13/10, С30В13/34, С30В29/08. Способ выращивания монокристаллов германия диаметром до 150 мм методом ОТФ [ Текст] / Голышев В.Д., Цветовский В.Д, Быкова СВ. - № 2008119071/15; заявл. 15.05.2008. опубл. 10.02.2010.

148. Пат. 2330127 Российская Федерация, С30В13/18, С30В13/28, С30В13/10. С30В13/34, С30В29/08. Способ выращивания монокристаллов германия методом ОТФ [ Текст] / Быкова С.В., Голышев В.Д., Гоник М.А.,

152

Цветовский В.Д. - № 2006119535/15; заявл. 06.06.2006; опубл. 27.07.2008, Бюл. №21.

149. Пат. 357023 Российская Федерация, С30В11/00 (2006.01), С30В13/18 (2006.01), С30В13/28. Способ управления процессом выращивания кристаллов из расплава [ Текст] / Гоник М.А. (RU), Гоник М.М. (RU), Кригер В.А. (DE), Лобачев В.А. (RU), Цветовский В.Б. (RU). - № 2007141295/15; заявл. 07.11.2007(24); опубл. 27.05.2009.

150. Balikci, Е. Antimony-doped Germanium Single Crystals Grown from the Melt by the Axial Heat Processing (AHP) Technique / E. Balikci, A. Deal, R. Abbaschian // Journal of Crystal Growth. - 2004. - Vol.262. - P.581-593.

151. Пат. 2357021 Российская Федерация, C30B11/00 (2006.01), C30B13/18. Установка для выращивания монокристаллов методом осевого теплового потока вблизи фронта кристаллизации [ Текст] / Гоник М.А. (RU); патентообладатель ООО "Центр теплофизических исследований "ТЕРМО" (RU). - № 2007141499/15; заявл. 07.11.2007 (24); опубл. 27.05.2009.

152. Bellmann, М.Р. Optimisation of the VGF Growth Process by Inverse Modelling / M.P. Bellmann,O. Patzold, M. Stelter, H.J. Moller // Journal of Crystal Growth. - 2010. - Vol.312. - P.2175-2178.

153. Пат. 6866714 США, C30B11/00, C30B15/00, C30B35/00, C30B29/42. Large Size Semiconductor Crystal with Low Dislocation Density [Text] / Tomohiro K. (JP), Katsushi H. (JP), Shinichi S. (JP), Masami T. (JP); Sumitomo Electric Industries, Ltd. (JP). - № 10/430027; application date: 05.05.2003; pub. date on: 15.03.2005. 154. Пат. WO 2011/072278 A2. Germanium Ingots/wafers Having Low Micropit Density (MPD) as well as Systems and Methods for Manufacturing Same [Text] / Liu Weiguo, Li Xiao; application date: 13.12.2010; pub. date on: 16.06.2011.

155. Langheinrich, D. VGF Growth of Germanium Single Crystals without Crucible Contact / D. Langheinrich, O. Patzold, L. Raabe, M. Stelter // Journal of Crystal Growth. - 2010. - Vol.312. - P.2291-2296.

156. Palosz, W. Detached Growth of Germanium by Directional Solidification / W. Palosz, M.P. Volz, S. Cobb et al. // Journal of Crystal Growth. - 2005. -Vol.277.-P.124-132.

157. Volz, M.P. Existence and Shapes of Menisci in Detached Bridgman Growth / M.P. Volz, K. Mazurak // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol.321. -P.29-35.

158. Frank-Rotsch, Ch. Vertical Gradient Freeze of 4 inch Ge Crystals in a Heater-magnet Module / Ch. Frank-Rotsch, P. Rudolph // Journal of Crystal Growth. - 2009. - Vol.311.- P.2294-2299.

159. Wimscher, M. Crucible-free Pulling of Germanium Crystals / M. Wimscher, A. Ltidge, H. Riemann // Journal of Ciystal Growth. - 2011. - Vol.318. -P. 1039-1042.

160. Veber, P. Bridgman growth of paratellurite single crystals / P. Veber, J. Mangin, P. Strimer, P. Delarue, C. Josse, L. Saviot // Journal of Crystal Growth. -2004.-№270,-P.71-84.

161. Chu, Ya. Growth of the high quality and large size paratellurite single crystals / Ya. Chu, Ya. Li, Z. Ge, G. Wu, H. Wang // Journal of Crystal Growth. -2006. -V.295. - P.158-161.

162. Kokh, A.E. Growth of Te02 single crystals by the low temperature gradient Czochralski method with nonuniform heating / A.E. Kokh, V.S. Shevchenko, V.A. Vlezko, K.A. Kokh // Journal of Crystal Growth. - 2013. - №384. - P. 1-4.

Глава 2

163. Смирнов, Ю.М. Взаимодействие термических условий при росте монокристаллов германия с диаметрами до 600 мм / Ю.М. Смирнов, И.А. Каплунов // Физика кристаллизации. Тверь: ТвГУ. - 1994. - С.21.

164. Каплунов, И.А. Монокристаллы германия для инфракрасной техники: выращивание, дефекты структуры и оптические характеристики / И.А. Каплунов, Ю.М. Смирнов, А.Б. Долматов, А.И. Колесников // Перспективные материалы. -2003.-№4.-С.35-41.

165. Clayes, С. Germanium Based Technologies: from Materials to Devices / C. Clayes, E. Simoen. -Elsevier, 2007. - 476 p.

166. Claeys, C. Extended Defects in Germanium. Fundamental and Technological Aspects. / C. Claeys, E. Simoen. -Springer, 2009. - 300 p.

167. Peter, Y.Yu. Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties / Y.Yu Peter, Cardona Manuel. - Berlin [etc.]: Springer, 2009. - 775 p.

168. Depuydt, B. Germanium: From the First Application of Czochralski Crystal Growth to Large Diameter Dislocation-free Wafers / B. Depuydt, A. Theuwis, I. Romandic // Materials Science in Semiconductor Processing. - 2006. -Vol.9. - Issues 4-5. - P.437-443.

169. Edmund, G. Seebauer. Charged Semiconductor Defects: Structure, Thermodynamics and Diffusion / G. Seebauer Edmund, C. Kratzer Meredith. - Berlin [etc.]: Springer, 2008. - 294 p.

170. Дифрактометр рентгеновский ДСО-2 для уточнения ориентации кристаллов. Руководство по эксплуатации. С.-Пб., - 2011. - 29 с.

171. Dash W. С. Growth and Perfection of Crystals. Ed. R. H. Doremus, Wiley. N. Y. 1958. -361p.

172. NanoMap 1000WLI. Инструкция по эксплуатации.

173. Пат. №2557179 Российская федерация. Способ подготовки диэлектрических образцов для исследований на растровом электронном микроскопе [Текст] / Журавлев О.Е., Иванова А.И., Гречишкин P.M. заявл. 23.06. 2015.

174. Grabmaier, J. G. Suppression of constitutional supercooling in Czochralski-grown paratellurite / J.G. Grabmaier, R.D. Plattner, M. Schieber // Journal of Crystal Growth. - 1973. - T.20. - №.2. - P.82-88.

175. Калашников, А.И. Травление монокристаллов парателлурита в водных растворах сильных щелочей / А.И. Калашников, Е.Б. Шкуратова // Неорганические материалы. - 1983. - Т. 19. - № 2. - С.250-252.

176.Vinogradov, A.V. Growth and some properties of Te02 single crystals with a large diameter / A.V. Vinogradov, V.A. Lomonov, Y.A. Pershin, & N.L. Sizova // Crystallography Reports. - 2002. - T.47. - №. 6. - C. 1036-1040.

177. Kumaragurubaran, S. Growth of paratellurite crystals: effect of axial temperature gradient on the quality of the crystals / S. Kumaragurubaran, D. Krishnamurthy, C. Subramanian, & P. Ramasamy // Journal of crystal growth. - 2000. -T.211. — №.1. — C.276-280.

178. Yasutake, K. Dislocations and ultrasonic attenuation in paratellurite / K. Yasutake, K. Sugiura, H. Inoue, A. Takeuchi, M. Uemura, K. Yoshii, & H. Kawabe // Physica status solidi (a). - 1991. - T.125. -№.2. - C.489-502.

179. Каплунов, И.А. Связь между механическими напряжениями и оптическими аномалиями в германии и парателлурите / И.А. Каплунов, А.И. Колесников, К.П. Скоков и др.// Оптический журн. - 2005- Т. 72. - №7. - С.85-89.

Глава 3

180. Miyano, Т. Fundamentals of Neural Networks: Architectures, Algorithms, and Applications / T. Miyano, H. Morita, A. Shintani, T. Kanda, M. Hourai // Journ. Appl. Phys. - 1994.- V.76. - P. 2681-2693.

181. Strelov V.I. Striation in Ge single crystals grown from melt under vibrations and weak heat convection/ V.I. Strelov, V.S. Sidorov, B.G. Zakharov // Cryst. Reports. - 2001. - V.46. - P.690 -695.

182. Tanner, B.K. Contrast Contrast of crystal defects under polarized light / B.K. Tanner, D.J. Fathers // Phil Mag. - 1974. - A29. - P. 1081-1094.

183. Nikitenko, V.I. Possibility of Direct Investigation of the Influence of Dislocations on the Processes of Magnetization of Yttrium Iron Garnet Crystals/ V.I. Nikitenko, L.M. Dedukh, S.S. Gendelev, N.G. Scherbak // J. Exp Theor Phys Lett. -1968. - V.8. - P.470-473.

184. Shtukenberg, A. Optically Anomalous Crystals / A. Shtukenberg, Y.O. Punin. -New York: Springer, 2007. - 277 p.

Глава 4

185. Шувалов, JI.A. Современная кристаллография. Т.4. Физические свойства кристаллов. / JI.A. Шувалов, A.A. Урусовская, И.С. Желудев и др. -М.: Наука, 1981.-61 с.

186. Колесников, А.И. Дефекты различных размерностей в крупногабаритных монокристаллах парателлурита / А.И. Колесников, И.А. Каплунов, И.А. Терентьев // Кристаллография. - 2004. - Т.49. - № 2. - С.234-238.

187. Калашников А.П. Внешняя морфология и распределение дислокаций в кристаллах парателлурита // Доклады АН СССР. 1982.

188. Смирнов, Ю.М. Морфология, дислокационная структура и оптические свойства парателлурита / Ю.М. Смирнов, Н.М. Павленко // Неорганические материалы. - 1989. -Т.19. -№5. -С.780-784.

189. Данилина, Т.И. Технологические процессы микроэлектроники. Учебное пособие. / Т.И. Данилина, К.И. Смирнова. - Томск, 2005. - 223 с.

190. Броудай, И. Физические основы микротехнологии / И. Броудай, Дж. Мерей. - Пер. с англ. -М.: Мир, 1985.-496 с.

191. Wang, С.М. Anisotropic wet etching on biréfringent calcite crystal / С.M. Wang, Y.C. Chang, C.D. Sungh, H.T Tien,. C.C. Lee, J.Y. Chang // Applied Physics A. -2005. - T.81. - №.4. - C.851-854.

192. Смирнов Ю.М., Павленко Н.М. Морфология, дислокационная структура и оптические свойства парателлурита // Неорганические материалы. 1989. Т. 19. №5. С. 780-784.