Низкоэнергетическое травление в пучково-плазменном разряде как метод создания материалов и структур наноэлектроники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.04, кандидат физико-математических наук Песков, Вадим Вячеславович

• Песков, Вадим Вячеславович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Песков, Вадим Вячеславович

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Цель диссертационной работы

Научная новизна работы

Практическая значимость работы

Основные положения, выносимые на защиту

Апробация работы

Структура и объем диссертации

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Плазмохимические реакторы

1.1.1. Реакторы на основе емкостного разряда

1.1.2. Реакторы на основе индуктивно-связанной плазмы

1.1.3. Реакторы на основе электронно-циклотронного резонанса

1.1.4. Геликонные источники

1.1.5. Другие типы источников

1.2. ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННЫЙ РАЗРЯД

1.3. Методы получения графена

1.3.1. Микромеханическое расслоение графита

1.3.2. Жидкофазное расслоение графита

1.3.3. Метод химического осаждения паров из газовой фазы на поверхностях поликристаллических пленок переходных металлов

1.3.4. Термическое разложение карбида кремния

1.3.5. Эпитаксиалъное выращивание графена на поверхности гетероэттаксиалъной пленки переходного металла

1.3.6. Итоговое сравнение методов получения графеновых пленок

ГЛАВА 2. ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР НА БАЗЕ ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННОГО РАЗРЯДА

2.1. Описание модернизированного плазмохимического реактора

2.2. Создание, поддержание и контроль рабочей среды

2.3. Электрическая схема установки

2.4. Электронный инжектор

2.4.1. Конструкция электронного инжектора

2.4.2. Оптимизация конструкции инжектора при помощи кода КАРАТ

2.4.3. Система импульсного питания инжектора

2.4.4. Испытания электронного инжектора

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТОКА ИОНОВ НА НЕПРОВОДЯЩУЮ ПОВЕРХНОСТЬ

3.1. Описание модели

3.2. Режим травления полупроводниковых структур

3.3. Экспериментальная проверка результатов моделирования

3.4. Расчет для импульсного сигнала

3.5. Режим осаждения алмазоподобных фЬС) пленок

3.6. Модуляция потенциала плазмы

ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ ГРАФЕНА В ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ НА БАЗЕ ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННОГО РАЗРЯДА

4.1. Метод получения

4.2. Характеризация

4.2.1. Рентгеновская дифрактометрия

4.2.2. Оптическая микроскопия

4.2.3. Атомно-силовая микроскопия

4.2.4. Спектроскопия комбинационного рассеяния света (рамановская спектроскопия)

4.2.5. Магнитотранспортные измерения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Список публикаций по теме диссертации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Низкоэнергетическое травление в пучково-плазменном разряде как метод создания материалов и структур наноэлектроники»

Введение

Актуальность темы

В настоящее время при производстве широкого спектра полупроводниковых приборов используются различные плазмохимические процессы как для травления и очистки поверхности полупроводников, диэлектриков и металлов, так и осаждения на поверхность полупроводниковых структур полупроводниковых и диэлектрических пленок.

Для задач современной наноэлектроники отчетливо наметилась потребность в оборудовании, способном производить "мягкое" бездефектное травление открытой поверхности полупроводниковых гетероструктурных соединений GaN, AlGaAs/InGaAs/GaAs, InAlAs/InGaAs/InP.

Основные способы создания плазмы для подобных задач плазмохимической технологии - СВЧ и ВЧ разряды низкого давления. Лидерами в производстве соответствующего оборудования за рубежом являются фирмы Unaxis (США), Oxford Instruments (Англия), Sentech (Германия) и Alcatel (Франция). Получение низкоэнергетичных ионов, необходимых для бездефектного травления полупроводниковых гетероструктурных соединений, в подобных системах связано с крайне сложными и дорогостоящими конструкторскими решениями [1-5]. Подобный факт играет важную роль при выборе оборудования под конкретные задачи, такие как, например, исследование влияния функции распределения ионов на свойства обрабатываемых материалов. Особую сложность представляет создание ионных пучков с заданным энергетическим распределением на электроизолированной поверхности, так как заряд поверхности существенно влияет на это распределение.

В исследованиях [6-9] было предложено использовать эффект формирования ионного потока в пучково-плазменном разряде (ППР) для

травления гетероструктурных соединений в плазмохимическом реакторе. Регистрируемый диапазон энергий ионов аргона 20-70 эВ есть оптимальный диапазон для мягкого травления (распыления) инертными газами (без участия химически активных сред) соединений типа АШВУ и гетероструктур на их основе: ионы с меньшей энергией практически не вызывают распыления, ионы с энергией больше 100 эВ создают радиационные дефекты структуры полупроводника. Отличительными особенностями плазмохимического реактора на базе ППР являются простота управления функцией распределения ионов по энергиям и низкое рабочее давление. Последнее приводит, во-первых, к меньшим ионным токам, что позволяет производить более «мягкую» обработку материалов, во-вторых, к малому рассеянию ионов, что обеспечивает более узкую функцию распределения ионов по энергиям. Описанные выше особенности в совокупности с возможностью простого переключения между различными режимами обработки поверхности позволяют решать в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда различные исследовательские задачи.

Для оптимизации процесса травления и очистки поверхности полупроводников, диэлектриков и металлов необходимо исследовать и научиться управлять характеристиками ионного потока.

"Мягкое" бездефектное травление открытой поверхности полупроводниковых и диэлектрических структур не единственная задача, решаемая в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда. Одно из перспективных направлений применения плазмохимии в технологии получения новых наноматериалов - осаждение алмазоподобных пленок. Алмазоподобный углерод (БЬС) - это метастабильная форма аморфного

о

углерода, содержащая значительную фракцию связей эр . БЬС - широкозонный полупроводник с высокой твердостью, химически инертный и оптически прозрачный. ЭЬС пленки имеют перспективу широкого применения в качестве защитных покрытий для оптических окон, магнитных дисков, биомедицинских

приборов и микромеханических устройств. В работе [6] предложено для осаждения алмазоподобных пленок использовать специальную модификацию ППР, названную «отражательным ППР». В этой модификации в качестве коллектора мишени используется диск из графита диаметром 10 см, на который подается потенциал катода. Таким образом, мишень бомбардируется потоком ионов из разряда с энергией до 2 кэВ. В этом режиме возрастает электронная плотность плазмы (~в 1,5 раза по отношению к обычной схеме) и понижается потенциал плазмы относительно стенок камеры. Специфические свойства плазмы отражательного пучково-плазменного разряда определяют возможность получения пленок с новыми характеристиками.

Для оптимизации этого процесса также необходимо исследовать и научиться управлять характеристиками ионного потока.

Одним из самых перспективных направлений применения плазмохимии в технологии получения наноматериалов нового поколения является получение выделенного недавно в свободном виде при нормальных условиях монослоя графита (графен). Первые образцы графена, полученные механическим отщеплением от графита, имели латеральный размер порядка нескольких микрон и могли быть использованы только для лабораторных исследований.

Значительный прогресс был достигнут недавно с помощью метода химического осаждения графена из газовой фазы (СУБ-метод) на №-подложку с последующим перенесением его на произвольную подложку [10-11]. Хотя полученные таким образом сплошные графеновые пленки имеют большую площадь, микроскопически они имеют значительный разброс по толщине от десяти до одного графенового слоя. Соответствующие домены одно- и двуслойного графена имеют латеральные размеры всего около 5 мкм.

Практическая реализация наноструктур на основе графена в электронике и оптоэлектронике поставила вопрос получения образцов высококачественного графена большой площади.

Цель диссертационной работы

Целью настоящей работы является оптимизация процесса травления и очистки поверхности полупроводников и диэлектриков в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для современных задач наноэлектроники. Поставленная цель достигается путем проведения компьютерных и физических экспериментов, направленных на разработку методов и технических средств управления энергетическими характеристиками ионных потоков на поверхность различных материалов.

Основные задачи диссертационной работы:

1. Разработка электронного инжектора, обеспечивающего необходимые для различных задач режимы пучково-плазменного разряда для модернизированного плазмохимического реактора.

2. Разработка модели, позволяющей без проведения трудоемких экспериментов производить расчет динамики токов и напряжений непроводящей структуры при подаче на нее или на коллектор разряда низкочастотного напряжения произвольной формы.

3. Анализ и оптимизация при помощи разработанной модели технологических режимов травления.

4. Применение низкоэнергетичного травления в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для получения моноатомных слоев графита (графен) и других электропроводящих слоистых материалов большой площади.

5. Определение основных электрофизических характеристик полученных образцов графена.

Научная новизна работы

1. Построена модель для расчета динамики токов и напряжений

обрабатываемой непроводящей структуры. Адекватность расчетов при помощи разработанной модели подтверждена экспериментально.

2. На базе построенной модели показано, что метод модуляции потенциала плазмы позволяет в значительной степени преодолеть проблему заряда поверхности и облегчить решение задачи создания ионного потока заданной энергии как для травления полупроводников и диэлектриков, так и осаждения на поверхность полупроводниковых структур полупроводниковых и диэлектрических пленок.

3. Продемонстрирована возможность получения моноатомных слоев графита (графен) большой площади при помощи совокупности методов механического отслоения и низкоэнергетичного травления тонких монокристаллов графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда.

4. Получены не имеющие аналогов образцы монокристаллов однослойного графена и биграфена с характерными размерами, превышающими

л

100x100 мкм, а также образцы монокристаллов БЬв (графен из

'Ч

нескольких слоев) с размерами, превышающими 500x500 мкм .

5. Методами рентгеновской дифрактометрии, оптической микроскопии, атомно-силовой микроскопии, рамановской спектроскопии, магнитотранспортных измерений показано высокое с точки зрения задач наноэлектроники качество полученных пленок и их однородность по площади.

Практическая значимость работы

1. Разработанный электронный инжектор специальной конструкции может служить прототипом инжектора для использования в технологических плазмохимических реакторах на базе пучково-плазменного разряда.

2. Разработанная программа Ратон позволяет производить расчет динамики токов и напряжений непроводящей структуры, а также оптимизировать процесс обработки поверхности диэлектриков и полупроводников в различных типах плазмохимических реакторов.

3. Метод модуляция потенциала плазмы может быть использован в промышленных установках для эффективного управления энергетическими характеристиками ионов.

4. Продемонстрирована возможность применения плазмохимического реактора на базе пучково-плазменного разряда в качестве модуля для получения графенов и других электропроводящих слоистых материалов большой площади.

5. Полученные образцы графена используются для макетирования и исследования электронных свойств структур и приборов наноэлектроники.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработанная для расчета динамики токов и напряжений непроводящей структуры модель позволяет оптимизировать режимы работы плазмохимических реакторов с модуляцией разности потенциалов плазмы и подложки. Адекватность модели подтверждена сопоставлением результатов расчета с экспериментом.

2. Низкоэнергетичное травление тонких монокристаллов графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда применимо для получения наноразмерных монокристаллических слоев графита (графен) и других слоистых материалов большой площади.

3. Полученные образцы монокристаллов графена, биграфена и БЬв (графена из нескольких слоев) с характерными размерами,

превышающими существующие аналоги, обладают высоким с точки зрения задач наноэлектроники качеством и однородностью по площади.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях:

1. XXXIV - XXXVII Международные (Звенигородские) конференции по физике плазмы и УТС, Звенигород, 2007-2010 гг. (5 докладов)

2. Конкурс работ молодых ученых, специалистов, аспирантов и студентов имени Ивана В. Анисимкина, Москва, 2008-2010 гг. (4 доклада)

3. Научная сессия МИФИ-2008, Москва, 2008 г.

4. VI Российский семинар «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды», Москва, 22-24 октября 2008 г.

5. X International Workshop "Plasma Electronics and new methods of acceleration", Ukraine, Kharkov, August 25-29, 2008.

6. Второй международный конкурс научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, Rusnanotech, Москва, 2009 г.

7. 2 International conference on nanotechnologies (NanoIsrael-2010), Israel, November, 22 - 24 ноября 2010

8. 4-ая Всероссийская конференция молодых ученых "Микро-, нанотехнологии и их применение" имени Ю. В. Дубровского, Черноголовка, 2010 г.

9. VII Научно-практическая конференция "НАНОТЕХНОЛОГИИ -ПРОИЗВОДСТВУ 2010", Фрязино, 2010 г.

10. II региональная конференция «Молодежные научно-инновационные

проекты московской области», Черноголовка, 2011 г.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения. Работа изложена на 121 странице, содержит 58 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 125 наименований, в том числе 20 публикаций по теме диссертации.

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, сформулированы основные цели и задачи, научная новизна, практическая ценность и выносимые на защиту положения.

Первая глава носит обзорный характер. В ней проводится анализ различных плазмохимических реакторов, являющихся наиболее перспективными для современных задач микро- и наноэлектроники. Рассматриваются физические механизмы, отвечающие за уникальные свойства пучково-плазменного разряда. Проведен анализ современных методов получения моноатомных слоев графита (графен).

Во второй главе подробно описывается плазмохимический реактор на базе пучково-плазменного разряда и его модернизация для удовлетворения технологическим требованиям путем замены вакуумных узлов на высоковакуумные и разработки электронного инжектора специальной конструкции.

Третья глава состоит из шести частей и посвящена разработке модели, позволяющей проводить расчет динамики токов и напряжения изолированного электрода при подаче на него или на коллектор разряда пульсирующих напряжения различной формы. На базе разработанной модели проведено сравнение различных методов управления энергетическими характеристиками

ионов на обрабатываемой поверхности. Показана возможность оптимизации процесса обработки различными методами при помощи разработанной модели.

В четвертой главе продемонстрирована возможность применения травления в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда в технологии получения монотоатомных слоев графита и других слоистых материалов большой площади. Получены образцы монокристаллов однослойного графена, биграфена и РЬС Проведено измерение основных электрофизических характеристик и показано высокое качество получаемых образцов графена.

В заключении сформулированы выводы и основные результаты диссертационной работы.

В конце диссертационной работы помещен список цитируемой литературы.

Заключение диссертации по теме «Физическая электроника», Песков, Вадим Вячеславович

Заключение

Итак, в данной работе:

1. Разработан электронный инжектор специальной конструкции, обеспечивающий надежное воспроизведение требуемых режимов пучково-плазменного разряда. Конструкция инжектора может служить прототипом инжектора для использования в технологических плазмохимических реакторах на базе пучково-плазменного разряда.

2. Построена модель для расчета динамики токов и напряжений непроводящей структуры, подвергаемой обработке в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда. На базе модели разработана программа Ратон в среде Ма1:1аЬ*т. Адекватность модели подтверждена сопоставлением результатов расчета с экспериментом.

3. На базе проведенных в программе Ратон расчетов показано: а) В случае потенциала синусоидальной формы энергия ионов на поверхности меняется в широких пределах, а время воздействия сигнала используется недостаточно эффективно. Использование импульсного напряжения на подложке способствует уменьшению этих эффектов. б) Использование импульсного напряжения на подложке также эффективно для управления энергетическими характеристиками ионных потоков в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда в режиме напыления БЬС. в) Метод модуляции разности потенциалов плазмы и подложки эффективен при емкости обрабатываемой структуры, более чем на порядок превышающей емкость плазменного слоя. г) Метод модуляции потенциала плазмы позволяет в значительной степени преодолеть проблему заряда поверхности и облегчить решение задачи создания ионного потока заданной энергии как для травления полупроводников и диэлектриков, так и осаждения на поверхность полупроводниковых структур полупроводниковых и диэлектрических пленок.

4. Показано, что метод модуляции потенциала плазмы может быть эффективен при массовой обработке непроводящих структур, а также применен в совокупности с другими типами воздействия на обрабатываемую структуру.

5. Представленные экспериментальные результаты вместе с данными компьютерного анализа позволяют уверенно прогнозировать энергетические характеристики ионного потока, воздействующего на обрабатываемую поверхность в характерных режимах травления и напыления, и оптимизировать режимы по этим характеристикам.

6. Показана возможность получения монокристаллических наноразмерных слоев графита высокого с точки зрения задач наноэлектроники качества совокупностью методов механического отслоения и низкоэнергетичного травления тонких монокристаллов графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда.

7. Получены не имеющие аналогов образцы однослойного графена и биграфена с характерными размерами, превышающими 100*100 мкм2 и образцы БЬв (графена из нескольких слоев) с характерными размерами, превышающими 500*500 мкм2.

8. Методами рентгеновской дифрактометрии, оптической микроскопии, атомно-силовой микроскопии, рамановской спектроскопии, магнитотранспортных измерений показано высокое с точки зрения задач наноэлектроники качество полученных пленок и их однородность по площади.

9. В процессе получения графена на этапе механического отщепления монокристаллов естественного графита с помощью адгезионной ленты на поверхности кристаллов выявлено формирование складок - нового квазиодномерного нанообъекта, перспективного как для фундаментальных исследований, так и для применений в наноэлектронике на основе графена.

Благодарности

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору физико-математических наук Шустину Евгению Германовичу за постоянную поддержку, помощь в проведении научных исследований и обсуждение полученных результатов; Исаеву Николаю Васильевичу за неоценимую помощь в постановке и проведении экспериментальных исследований; Лисицкой Алле Александровне за помощь в создании необходимых радиотехнических схем.

Автор выражает особую благодарность доктору физико-математических наук Латышеву Юрию Ильичу за неоценимый вклад в процесс получения автором новых знаний и опыта, а также за помощь в проведении научных исследований и обсуждение результатов в области низкоразмерных наноструктур.

Автор выражает отдельную благодарность своему коллеге Клыкову Илье Леонидовичу за долгие плодотворные годы совместной работы.

Автор также выражает благодарность: коллективу лаборатории Condensed Matter and Low Temperatures, Institute Neel, CNRS, Grenoble, France и лично Pierre Monceau.

И самое больше спасибо - моим родителям. За помощь, поддержку и понимание.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Песков, Вадим Вячеславович, 2012 год

Список литературы

1 L. Martinu, J.E Klemberg-Sapieha, О. M. Kuttel et al. Critical ion energy and ion flux in the growth of films by plasma-enhanced chemical-vapor deposition // J. Vac. Sci. Technol., 1994, V 12 P. 1360

2 N. Sato, H Kobayashi, T.Tanabe et al. Control of Ion Energy for Low-Damage Plasma Processing in RF Discharge // Japan. J. Appl. Phys., sec. B, 1995, V.34, P.2158

3 D Barton, DJ Heason, RD Short, JW Bradley. The measurement abd control of the ion energy distribution function at a surface in an RF plasma // Meas. Sci. Technol.,

2000, v. 11, pp. 1726-1731

4 D. J Heason and J. W. Bradley. Modifying the IEDFs at a plasma boundary in a low-pressure RF discharge using electron beam injection // Plasma Sources Sci. Technol,

2001, V.10,P.627

5 N. J. Braithwaite. Internal and external electrical diagnostics of RF plasmas // Plasma Sources Sci. Technol, 1997, V.6, P. 133

6 Научный отчет по НИР «Управление энергетическими характеристиками ионного потока из пучково-плазменного разряда: механизм и возможные применения» («Лоск-ИРЭ»). Н. рук. Е.Г. Шустин. ФИРЭ РАН, г. Фрязино, 2006

7 N.V. Isaev, V.P. Tarakanov, E.G. Shustin. //Вопросы атомной науки и техники, Сер. "Плазменная электроника и новые методы ускорения", 2006, №5, с. 100104

8 Клыков И. JL, Шустин Е. Г., Тараканов В. П. Ионный поток на проводящую и изолированную поверхности в пучково-плазменном разряде: компьютерная модель //Прикладная физика, 2009, №6, с.87.

9 Н.В. Исаев, А.И. Чмиль., Е.Г. Шустин. //Физика плазмы, 2004, т.ЗО, С.292

10 K.S. Kim, Y. Zhao, Н. Jang et al. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes //Nature, 2009, V.457, P. 706.

11 A. Reina, X. Jia, J. Ho et al. Large Area, Few-Layer Graphene Films on Arbitrary Substrates by Chemical Vapor Deposition // Nano Lett., 2009 V.9, P.30.

12 Hittorf W. Ueber die elektricitatsleitung der gase // Annalen der Physik and Chemie, 1884, v. 21, pp. 90-139

13 Hopwood J. Review of inductively coupled plasmas for plasma processing // Plasma Sources Sci. Technol., 1992, v. 1, pp. 109-116.

14 Keller J.H. Inductive plasmas for plasma processing // Plasma Sources Sci. Technol., 1996, v. 5, pp. 166-172.

15 Godyak V.A., Piejak R.B., Alexandrovich B.M. Electrical characteristics and electron heating mechanism of an inductively coupled argon discharge // Plasma Sources Sci. Technol., 1994, v. 3, pp. 169-176.

16 Вавилин K.B., Рухадзе A.A., Ри M.X., Плаксин В.Ю. Радиочастотные индуктивные источники плазмы малой мощности для технологических приложений // Физика плазмы, 2004, т. 30, № 8, с. 739-749.

17 Lieberman М.А., Lichtenberg A.J. Principles of plasma discharges and materials processing. (John Wiley, New York, 1994)

18 Райзер Ю.П., Шнейдер M.H., Яценко H.A. Высокочастотный емкостной разряд. Физика. Техника эксперимента. Приложения, М.: Наука, 1995.

19 Kawamura Е, Vahedi V, Lieberman MA, Birdsall CK. Ion energy distributions in rf sheaths; review, analysis and simulation // Plasma Sources Sci. Technol., 1999, v. 8, pp. R45-R64.

20 Electron cyclotron emission and electron cyclotron heating. Ed. G. Grrizzi, Paris, World Scientific, 2002.

21 Шаповал С.Ю. Применение ЭЦР-плазмы в технологии наноструктур // Материалы Всероссийской научной конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП-20046 Петрозаводск 28-30 июня 2004 г., т. 2, с. 155-161.

22 .Lehane J.A., Thonemann Р.С. An experimental study of helicon wave propagation in a gaseous plasmas // Proc. Phys. Soc., 1965, v. 85, pp. 301-316.

23 Chen F.F., Evans J.D., Tynan G.R. Design and performance of distributed helicon sources // Plasma Sources Sci. Technol., 2001, v. 10, pp. 236-249.

24 Miljak D.G., Chen F.F. Density limit in helicon discharges // Plasma Sources Sci. Technol., 1998, v. 7, pp. 537-549.

25 Chen F.F., Blackwell D.D. Upper limit to Landau damping in helicon discharges // Phys. Rev. Lett., 1999, v. 82, pp. 2677-2680.

26 Blackwell D.D., Chen F.F. Time-resolved measurements of the EEDF in a helicon plasma // Plasma Sources Sci. Technol., 2001, v. 10, pp. 226-235.

27 Chen F.F. The low-field density peak in helicon discharges // Phys. Plasmas, 2003, v. 10, pp. 2586-2592.

28 Shinohara S. Characteristics of a large volume, helicon plasma source // Phys. Plasmas, 2005, v. 12, pp. 044502-5.

29 Leonhardt D, Muratore C, and Walton S G // IEEE Trans, on Plasma Science. 2005.V.33 P.783

30 Тараканов В.П., Шустин Е.Г. Динамика пучковой неустойчивости в ограниченном объеме плазмы: численный эксперимент. Физика плазмы, 2007.

31 Tarakanov V.P. Useras Manual for Code KARAT. Springfield. VA: Berkley Research Associates inc. 1992

32 K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozovet al. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films // Science 2004. V306. p666-669

33 K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin et al. Two-dimensional atomic crystals // Proc. Natl. Acad. Sei. 2005. V102.p. 10451

34 K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov et al. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene // Nature 2005. V.438 p. 197

35 Geim A K, Novoselov K S. The rise of graphene // Nature Mater. 2007. V.6. p. 183

36 Y. Zhang, Y. Tan, H. L. Stormer et al. Experimental observation of the quantum Hall effect and Berry's phase in graphene // Nature. 2005. Vol. 438. pp. 201 - 204.

37 S.V. Morozov, K. S. Novoselov, M. I. Katsnelson et al. Giant Intrinsic Carrier Mobilities in Graphene and Its Bilayer // Phys. Rev. Lett. 2008. Vol. 100. P. 16601672

38 Y. Hernandez, V. Nicolosi, M. Lotya et al. High-yield production of graphene by liquid-phase exfoliation of graphite // Nature Nanotechnol. 2008. Vol. 3. P. 563-568.

39 X. Li, G. Zhang, X. Bai et al. Highly conducting graphene sheets and Langmuir-Blodgett films // Nature Nanotechnol. 2008. V.3 P.538

40 Park S, Ruoff R S. Chemical methods for the production of graphenes // Nature Nanotechnol. 2009. V4. P.217

41 Eda G, Fanchini G, Chhowalla M. Large-area ultrathin films of reduced graphene oxide as a transparent and flexible electronic material // Nature Nanotechnol. 2008. V.3 P.270

42 D. A. Dikin, S. Stankovich, E. J. Zimney et al. Preparation and characterization of graphene oxide paper // Nature 2007. V.448. P. 457

43 S. Stankovich, D. A. Dikin, G. H. B. Dommett et al. Graphene-based composite materials // Nature 2006. V.442 P.282

44 X. Li, X. Wang, L. Zhang et al. Chemically Derived, Ultrasmooth Graphene Nanoribbon Semiconductors // Science 2008. V.319 P. 1229

45 Wu Z-S, Ren W., Gao L., Liu B. et al. Synthesis of high-quality graphene with a predetermined number of layers // Carbon 2009.V. 47 P. 493-499

46 Schafhaeutl C Phil. // Mag.Ser. 1840 V.3 P.570

47 StaudenmaierL Ber. //Deutsch. Chem. Ges. 1898. V.31 P.1481

48 He H, J. Klinowski, M. Forster et al. A new structural model for graphite oxide // Chem. Phys. Lett. 1998. V. 287, P. 53

49 A. Lerf, H. He, M. Forster et al. Structure of Graphite Oxide Revisited // J. Phys. Chem. B 1998. V. 102 P.4477

50 W. Cai, R. D. Piner, F. J et al. Synthesis and Solid-State NMR Structural Characterization of 13C-Labeled Graphite Oxide // Science 2008. V.321 P.1815

51 Buchsteiner A, Lerf A, Pieper J. Water Dynamics in Graphite Oxide Investigated with Neutron Scattering // J. Phys. Chem. B. 2006. V.l 10 P.22328

52 Hummers W S (Jr.), Offeman RE. Preparation of Graphitic Oxide // J. Am. Chem. Soc. 1958. V.80 P.1339

53 Tontegode A.Ya. Carbon on transition metal surfaces // Progress Surf. Sei. 1991. V. 38. P. 201

54 Eizenberg M., Blakely Carbon monolayer phase condensation on Ni(lll) // J.M. Surf. Sei. 1979. V. 82, P.228

55 Reina A, Jia XT, Ho J, Nezich D, et al. Large Area, Few-Layer Graphene Films on Arbitrary Substrates by Chemical Vapor Deposition // Nano Letters 2009. V.9. P. 30-35.

56 K.S. Kim, Y. Zhao, H. Jang. Large-scale pattern growth of graphene films for stretchable transparent electrodes // Nature. 2009. V.457. P.706

57 X.Li, W.Cai, J. An et al. Large-Area Synthesis of High-Quality and Uniform Graphene Films on Copper Foils // Science, 2009. V.324. P. 1312.

58 S.Bae, H. Kim, Y. Leeat al. Roll-to-roll production of 30-inch graphene films for transparent electrodes // Nature Nanotechnol. 2010. V.5, P.574.

59 Reina A.at al. // Nano Res 2009 V.2. P.509

60 Alexander N. Obraztsov A.N. Chemical vapour deposition: Making graphene on a large scale// Nature Nanotechnology 2009. V4, P.212-213

61 Дубков C.B., Гаврилов С.А., Громов Д.Г., Красулин Г.А. Известия вузов. Электроника 2010 № 4(84) с.28-32

62 Усачев Д. Ю., Адамчук В. К., Добротворский А. М., и др. Известия РАН. Серия Физическая, 2010, том 74, № 1, с. 30-33

63 H. Hibino, .H Kageshima, M. Nagase. Epitaxial few-layer graphene: towards single crystal growth // J.Phys. D . 2010 V.43. 374005.

64 C. Berger, Z. Song, T. Li et al. Ultrathin Epitaxial Graphite: 2D Electron Gas Properties and a Route toward Graphene-based Nanoelectronics // J. Phys. Chem. В 2004 V.108 P.19912

65 C. Berger, Z. Song, X. Li et al. Electronic Confinement and Coherence in Patterned Epitaxial Graphene // Science 2006 V.312. P.l 191

66 К. V. Emtsev, A. Bostwick, K. Horn et al. Towards wafer-size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide // Nature Mater. 2009. V.8 P.203

67 Forbeaux I, Themlin JM, Debever JM. High-temperature graphitization of the 6H-SiC (ООО0 face // Surf. Sci.l999.V.442.P.9-18.

68 Forbeaux I, Themlin JM, Debever JM. Heteroepitaxial graphite on 6H-SiC(0001): Interface formation through conduction-band electronic structure // Phys Rev B. 1998. V.58 p. 16396-16406.

69 Charrier A, Coati A, Argunova T, Thibaudau F et al. Solid-state decomposition of silicon carbide for growing ultra-thin heteroepitaxial graphite films // J Appl Phys. 2002.V.92. P.2479-2484.

70 Wu YQ, Ye PD, Capano MA, Xuan Y, et al. Top-gated graphene field-effect-transistors formed by decomposition of SiC // Appl Phys Lett. 2008. V.92:092102.

71 T. Ohta, A. Bostwick, T. Seyller et al. Controlling the Electronic Structure of Bilayer Graphene // Science. 2006.Vol. 313. P. 951-954

72 T. Seyller, K.V. Emtsev, K. Gao et al. Structural and electronic properties of graphite layers grown on SiC(0 0 0 1)// Surf. Sci. .2006. Vol. 600. P. 3906-3910

73 H.S. Bengaard, J.K. Nerskov, J. Sehested et al. Steam Reforming and Graphite Formation on Ni Catalysts // Catal. 2002 V. 209. P. 365-367.

74 P. W. Sutter, J. Flege, E. A. Sutter. Epitaxial graphene on ruthenium // Nature Mater. 2008. V.7 P.406

75 Fujita TK, Kobayashi W., Oshima C. Novel structures of carbon layers on a Pt(lll) surface // Surf Interface Anal. 2005. V.37(2) P.120-123.

76 Gao, Y. Pan, L. Huang, H. Hu et al. Epitaxial growth and structural property of graphene on Pt(l 11) // Applied Physics Letters. 2011. V.98: 033101

77 A. T. N'Diaye, S. Bleikamp, P. J. Feibelman et al. Two-Dimensional Ir Cluster Lattice on a Graphene Moiré on Ir(l 11) // Phys. Rev. Lett. 2006 V.97: 215501

78 J. Coraux, A. T. N'Diaye, C. Busse et al. Structural Coherency of Graphene on Ir(l 11) // Nano Lett. 2008 V.8. P.565

79 H. J. Iwasaki, H. J. Park, M. Konuma et al. Long-Range Ordered Single-Crystal Graphene on High-Quality Heteroepitaxial Ni Thin Films Grown on MgO(lll) // Nano Lett. 2011 V.11,P.79

80 H.B. Исаев, М.П. Темирязева, В.П. Тараканов, Ю.В. Федоров, Е.Г. Шустин. Ионные потоки из пучково-плазменного разряда в слабом магнитном поле: физика и применение // Прикладная физика, 2008, №3, с.73-79

81 E.G. Shustin, N.V. Isaev, M.P. Temiryazeva and Yu.V. Fedorov. Beam plasma discharge at low magnetic field as plasma source for plasma processing reactor // Vacuum, 2009, V.83 №11, P.1350-1354

82 NStJ Braithwaite, JP Booth, G Cunge. A novel electrostatic probe method for ion flux measurements //Plasma Sources Sci. Technol., 1996, v. 5, pp. 677-684.

83 Шустин Е.Г. и др. Отчет по гранту РФФИ №06-08-00014а за 2007 г.

84 Альперт Я.Л., Гуревич А.В., Питаевский Л.П. Волны и искусственные тела в приземной плазме. Издательство Наука, 1974

85 Miyano R, Izumi S, Kitada R, Fujii M, Ikezawa S, Ito A. Influence of electron beam on profile of sheath potentials in electron-beam-excited plasma apparatus // Plasma Sources Sci Technol 1997;6:551.

86 M.A. Blauw, A.H.M. Smets, M.C.M. van de Sanden. Ion energy selection with pulse-shaped RF-bias. XXVIIth ICPIG, Eindhoven, the Netherlands, 18-22 July, 2005.

87 E.G. Shustin, N.V. Isaev, I.L. Klykov, V.V. Peskov. Control of the energy of ion flow affecting electrically insulated surface in plasma processing reactor based on a beam-plasma discharge // Vacuum V. 85 (2011) P. 711-717.

88 Научный отчет о НИР «Использование эффекта генерации ионных потоков в пучково-плазменном разряде для решения задач обработки материалов микро-и наноэлектроники» («Шелк-ИРЭ»). Н. рук. Е.Г. Шустин. ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, г. Фрязино, 2010.

89 А. К. Geim. Graphene: Status and Prospects // Science. 2009. V.324. P. 1530.

90 A.B. Елецкий, И.М. Искандарова, А.А. Книжник, Д.Н. Красиков. УФН, 2011, №3, стр. 233-268

91 Ю.И. Латышев, Е.Г. Шустин, А.Ю. Латышев, Н.В. Исаев, А.А. Щекин, В.А. Быков. Новый метод получения графеновых пленок большой площади в плазменном разряде. Тезисы докладов 2 Межд. Форума по нанотехнологиям, Москва, 2009, с.465-467.

92 Blake Р, Hill EW, Neto АНС, Novoselov KS et al. Making graphene visible // Appl Phys Lett. 2007;V.91(6):063124.

93 Nair R.R., Blake P., Grigorenko A. N. Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene // Science. 2008. V.320. P. 1308.

94 Guinea F., Katsnelson M.I., Geim A.K. Energy gaps and a zero-field quantum Hall effect in graphene by strain engineering //Nat. Phys. 2010. V.6. P.30.

95 Thomsen C, Reich S. Double Resonant Raman Scattering in Graphite // Phys Rev Lett 2000. V.85(24) P.5214-5217.

96 Ferrari AC, Robertson. Resonant Raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamondlike carbon // J. Phys Rev В 2001;V.64(7):075414.

97 Faugeras C, Nerriere A, Potemski M, Mahmood A et al. Few-layer graphene on SiC, pyrolitic graphite, and graphene: A Raman scattering study // Appl Phys Lett 2008; V.92(l):011914.

98 Ferrari А. С., Meyer J.C., Scardaci V., et al. Raman Spectrum of Graphene and Graphene Layers //Phys. Rev. 2006.V.97. 187401.

99 Ю.И. Латышев, А.П. Орлов, B.A. Волков, B.B. Еналдиев, П. Монсо, «Эффект Ааронова-Бома на единичном наноотверстии в тонком кристалле графита», конференция по сильно коррелированным электронным системам и квантовым критическим явлениям, 18 июня 2010 г., г. Троицк Московской области (сб. тезисов докладов, стр. 12).

100 Ю.И. Латышев, А.П. Орлов, Е.Г. Шустин, В. Ескоффиер, П. Монсо. «Квантовая интерференция дираковских фермионов в ультратонких кристаллах графита и графена с наноотверстиями», X Российская конференция по физике полупроводников, Нижний Новгород, 19-23 сентября 2011, тезисы докл., стр. 93.

101 Yu.I. Latyshev, А.Р. Orlov, E.G. Shustin, N.V. Isaev, W. Escoffier, P. Monceau, C.J. van der Beek, M. Konczykowski, I. Monnet. Aharonov-Bohm effect on columnar defects in thin graphite and grapheme // 2010 J. Phys.: Conf. Ser. 248 012001.

102 P. Nuegebauer, M. Orlita, C. Faugeras et. al. How Perfect Can Graphene Be? //Phys. Rev. Lett. 2009, 103 136403.

103 Батавин B.B. Контроль параметров полупроводниковых материалов и эпитаксиальных слоев. М. «Сов. Радио», 1976, с. 104

104 Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. Издательство «Высшая школа», 1975

105 A. Kumar, W. Escoffier, J.M. Poumerol et al. Integer quantum Hall effect in trilayer grapheme, cond-mat, 104.1020 v.l.

Список публикаций по теме диссертации

Публикации в журналах из списка ВАК:

106 В.В. Песков, Е.Г. Шустин. Исследование взаимодействия плазмы с непроводящей поверхностью в пучково-плазменном разряде при слабом магнитном поле // Нелинейный мир, № 6, т.7, 2009, стр. 495.

107 В.А. Курнаев, В.В. Песков, А.И. Чмиль, Е.Г. Шустин. Ионный поток на

непроводящую поверхность в пучково-плазменном разряде: расчет и эксперимент // Прикладная физика №6, 2009, стр. 118.

108 И.Л. Клыков, В.В. Песков, Е.Г. Шустин. Управление энергией ионов при напылении алмазоподобных пленок на диэлектрическую подложку // Нелинейный мир, № 2, т.8, 2010, стр. 113.

109 V. A. Kurnaev, V. V. Peskov, A. I. Chmil', E. G. Shustin. Ion Flux onto a Nonconducting Surface in a Beam-Plasma Discharge: Simulation and Experiment // Plasma Physics Reports, 2010, Vol. 36, No. 13, pp. 1177-1180.

110 И.Л. Клыков, B.B. Песков, Е.Г. Шустин. Инжектор электронов для плазмохимического реактора на базе пучково-плазменного разряда // Нелинейный мир, № 2, т.8, 2010, стр. 117.

111 E.G. Shustin, N. V. Isaev, I.L. Klykov, V.V. Peskov. Control of the energy of ion flow affecting electrically insulated surface in plasma processing reactor based on a beam-plasma discharge // Vacuum 85 (2011) 711-717.

112 B.B. Песков, Ю.И. Латышев, Е.Г. Шустин. Оптимизация режима травления монокристаллов естественного графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для получения графена // Нелинейный мир, № 1, т.9, 2011, стр. 5-6.

ИЗ Ю. И. Латышев, А. П. Орлов, В. В. Песков, Е. Г. Шустин, А.А. Щекин, В.А. Быков. Получение графена при помощи травления монокристаллов естественного графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда // Доклады Академии Наук, 2012, том 442, № 2, с. 181— 183.

Материалы международных и национальных конференций:

114 Визгалов В.И., Клыков И.Л., Курнаев В.А., Песков В.В., Шатунов В.Г., Федоров Ю.В., Шустин Е.Г. Плазмохимический реактор на основе пучково-плазменного разряда // Тезисы докладов XXXIV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, Москва,2007, стр. 299.

115 Визгалов В.И., Клыков И.Л., Курнаев В.А., Песков В.В., Е.Г. Шустин. Инжектор электронов для плазмохимического реактора на основе пучково-плазменного разряда // Тезисы докладов XXXIV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, Москва,2008, стр. 329.

116 Визгалов В.И., Клыков И.Л., Курнаев В.А., Песков В.В., Федоров Ю.В., Е.Г. Шустин. Установка для бездефектного травления гетероструктур в плазменно-пучковом разряде // Тезисы докладов Научной сессии МИФИ -2008, Москва, 2008.

117 Песков В.В., Исаев Н.В., Курнаев В.А., Шустин Е.Г. Исследование взаимодействия плазмы с непроводящей поверхностью в пучково-плазменном разряде при слабом магнитном поле // Тезисы докладов

118 VI Российский семинар «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды», МИФИ, Москва, 22-24 октября 2008, стр. 84.

119 В.А. Курнаев, В.В. Песков, А.И. Чмиль, Е.Г. Шустин. Исследование потока ионов на непроводящую поверхность в пучково-плазменном разряде в

слабом магнитном поле // Тезисы докладов XXXVI Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, Москва, 2009, стр. 316.

120 Н.В. Исаев, И.Л. Клыков, В.А. Курнаев, В.В. Песков, Е.Г. Шустин. Плазмохимический реактор для задач наноэлектроники на базе пучково-плазменного разряда: компьютерные модели // Сборник тезисов докладов участников Второго международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий, Rusnanotech, 2009, стр. 209.

121 Н.В. Исаев, И.Л. Клыков, В.В. Песков, Е.Г. Шустин. Пучково-плазменный реактор в режиме осаждения алмазоподобных пленок // Тезисы докладов XXXVII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, Москва, 2010, стр. 317.

122 И.Л. Клыков, В.В. Песков, Е.Г. Шустин. Оптимизация режимов осаждения алмазоподобных пленок а плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда // Тезисы докладов XXXVII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, Москва, 2010, стр. 318.

123 E.G. Shustin, N.V. Isaev, I.L. Klykov, Yu.I. Latyshev, V.V. Peskov. Plasma processing reactor on a base of beam plasma discharge for soft low energy processing of materials for nanoelectronics // Abstracts of 2 Intern. Conf. On nanotechnologies (NanoIsrael-2010), November 2010.

124 В.В. Песков, Ю.И. Латышев, Е.Г. Шустин. Оптимизация режима травления монокристаллов естественного графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для получения графена // 4-ая Всероссийская конференция молодых ученых "Микро-, нанотехнологии и их применение" имени Ю. В. Дубровского 22 - 24 ноября 2010 г., стр.23.

125 В.В. Песков, Ю.И. Латышев, Е.Г. Шустин. Травление монокристаллов естественного графита в плазмохимическом реакторе на базе пучково-плазменного разряда для получения графена // VII Научно-практическая конференция "НАНОТЕХНОЛОГИИ - ПРОИЗВОДСТВУ 2010".

Переплетено ООО «Цифровичок» [phone]; [phone] www.cfr.ru; [e-mail]