Особенности формирования наноразмерных металлических частиц методом ионной имплантации в стабилизированном диоксиде циркония и исследование его оптических и электронных свойств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Шенина, Мария Евгеньевна

• Шенина, Мария Евгеньевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Шенина, Мария Евгеньевна

СОДЕРЖАНИЕ

Список основных сокращений и обозначений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКОВ, СОДЕРЖАЩИХ НАНОРАЗМЕРНЫЕ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ

(Обзор литературы)

1.1. Методы формирования металлических нанокластеров в диэлектрических матрицах

1.2. Методы исследования диэлектрических матриц с металлическими нанокластерами

1.3. Оптические и электронные свойства диэлектриков, содержащих наноразмерные металлические частицы

1.3.1. Оптические свойства

1.3.2. Электронные свойства

1.4. Модификация свойств стабилизированного диоксида циркония при формировании в нём металлических наночастиц

1.4.1. Оптические и электронные свойства стабилизированного диоксида циркония

1.4.2. Влияние металлических нанокластеров на электронные и оптические

свойства стабилизированного диоксида циркония

Выводы и постановка задачи

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ В СТАБИЛИЗИРОВАННОМ ДИОКСИДЕ ЦИРКОНИЯ И МЕТОДИКИ

ИССЛЕДОВАНИЯ ЕГО СВОЙСТВ

2.1. Формирование металлических наночастиц в объёмных монокристаллах и плёнках стабилизированного диоксида циркония методом ионной имплантации

Л^А^ДУШ V X VII

1ия оптических характеристик монокристаллов и плен диоксида циркония, содержащих наноразмерш

гомно-силовая и сканирующая туннельная микроскопш фии и электрофизических свойств тонких ело диоксида циркония, содержащих наноразмерн]

ионами

3.3. Формирование металлических наночастиц в стабилизированном диоксиде циркония при облучении ионами Ag и постимплантационном отжиге

3.4. Показатель преломления стабилизированного диоксида циркония, наведенный возникновением полос при облучении ионами золота и серебра

3.5. Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ С НАНОРАЗМЕРНЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЧАСТИЦАМИ

4.1. Резонансное туннелирование в тонких пленках стабилизированного диоксида циркония, содержащих металлические нанокластеры

4.2. Изучение комбинированным методом АСМ/СТМ влияния нанокластеров Аи на проводимость и ВАХ структур «стабилизированный диоксид циркония/ БЬ),

модифицированных электрическим полем

4.3 Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Список основных сокращений и обозначений:

ИИ - ионная имплантация,

СДЦ - стабилизированный диоксид циркония,

Комбинированная АСМ/СТМ - комбинированная атомно-силовая / сканирующая туннельная микроскопия,

(Н)ПП - (наведенный) показатель преломления,

ВЧ - высокочастотный,

УФ - ультрафиолетовый,

ИК - инфракрасный,

(М)НК -(металлические) нанокластеры,

(П)ПР - поверхностный плазменный резонанс,

ВАХ - вольтамперная характеристика,

Г.ц.к. решетка - гранецентрированная кубическая решетка,

РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия,

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия,

ЭДС - энергодисперсионная спектроскопия,

X - длина волны фотона,

Л - длина свободного пробега электрона,

а - коэффициент поглощения,

со - частота фотона,

Е - энергия фотона,

Её - ширина запрещенной зоны,

п - показатель преломления,

Я - средний радиус металлической наночастицы,

ЫУ- объёмная доля (фактор заполнения) металлических наночастиц,

Ы0 - концентрация электронов,

N -концентрация частиц,

со- проводимость на нулевой частоте,

И - коэффициент прозрачности диэлектрического барьера,

¡.I - энергия Ферми,

а - ширина диэлектрического барьера, 1]а - высота диэлектрического барьера,

АЕпт - среднее расстояние между уровнями электрона в нанокластере

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности формирования наноразмерных металлических частиц методом ионной имплантации в стабилизированном диоксиде циркония и исследование его оптических и электронных свойств»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Создание перспективных наноструктурированных материалов для разработки нового класса одноэлектронных и оптоэлектронных устройств на их основе является актуальной задачей. Её решение позволит радикально повысить степень интеграции и быстродействие интегральных схем, создать светоизлучающие источники, нелинейные оптические устройства, энергонезависимые элементы памяти, формировать на одном чипе многофункциональные устройства.

К таким перспективным материалам относятся диэлектрики с встроенными в них наноразмерными включениями (нанокластерами). Среди диэлектриков особое место занимают оксиды, такие как 8102, А120з, Zr02, НЮ2, ZnO, \\Ю3, Та205, ТЮ2 и др. Эти матрицы являются многофункциональными материалами и используются при создании как электронных, так и оптических устройств. Формирование в диэлектрических матрицах наноразмерных включений может приводить к существенным изменениям их физических свойств. К настоящему времени опубликовано значительное количество экспериментальных работ, описывающих различные способы получения такого рода нанокомпозитных материалов. Одним из основных методов формирования нанокластеров является ионная имплантацию (ИИ), с последующим термическим отжигом в различных атмосферах. Этот метод обладает простотой, возможностью точного контроля концентрации вводимой примеси и позволяет существенно изменять электрофизические, оптические, механические и другие свойства материалов.

Накоплен значительный объём экспериментальных данных по формированию металлических нанокластеров в оксидных матрицах, по изучению их физических свойств, разработаны теоретические модели, описывающие свойства наноструктурированных диэлектриков. Вместе с тем, практически не изученными остаются вопросы, связанные с образованием нанокластеров в оксидах с высокой подвижностью анионов, в том числе в фианитах, при внедрении в такие матрицы ионов атомов металлов или атомов полупроводников.

Фианиты, в частности объемные монокристаллы стабилизированного диоксида циркония (СДЦ), а также тонкие плёнки СДЦ являются перспективными материалами при создании оптоэлектронных устройств. СДЦ обладает высокой твёрдостью, химической стойкостью, хорошей прозрачностью в широком диапазоне спектра и высоким показателем преломления. Кроме того, являясь хорошим диэлектриком с шириной запрещенной зоны ~5.5 эВ, диоксид циркония и СДЦ находит применение при создании транзисторных структур в качестве подзатворного диэлектрика. Высокая подвижность ионов кислорода в кристаллах СДЦ сделала этот материал одним из перспективных для создания на его основе топливных ячеек.

Вместе с тем, оптические и электронные свойства стабилизированного диоксида циркония с металлическими нанокластерами остаются слабо изученными. При изучении механизмов формирования в оксидных матрицах металлических нанокластеров (МНК) методом ионной имплантации обычно используются ионы химически не активных металлов, например - ионы золота. Это связано с тем, что они являются наиболее химически стабильными металлическими наночастицами и способны входить в состав различных материалов. Поэтому изучение этих объектов представляет большой интерес, как с точки зрения понимания фундаментальных вопросов формирования МНК, так и применений таких материалов в оптике, наноэлектронике, гетерогенном катализе, биологии и медицине. Атомы серебра, а также другие атомы, обладающие способностью к окислению, часто используется для создания металлических нанокристаллов в различных матрицах. Однако, определение параметров таких кластеров и исследования их стабильности в матрице СДЦ с высокой подвижностью ионов кислорода, в том числе и при постимплантационном отжиге до настоящего времени не проводилось.

Цель и основные задачи работы

Целью диссертационной работы являлось изучение формирования

наноразмерных металлических частиц в стабилизированном диоксиде циркония

методом ионной имплантации и исследование его оптических и электронных

свойств.

Основными задачами работы являлись:

1. Исследования процессов формирования и термической стабильности металлических нанокластеров в объемных монокристаллах и плёнках СДЦ;

2. Исследования оптических свойств объемных монокристаллов СДЦ, содержащих металлические наночастицы;

3. Определение параметров сформированных наночастиц;

4. Исследование электронных свойств тонкопленочных структур на основе СДЦ, содержащих металлические нанокластеры;

5. Исследование влияния ионного облучения на устойчивость металлических нанокластеров в СДЦ.

Научная новизна работы

1. Впервые методами оптической спектроскопии и сканирующей туннельной микроскопии показано, что в процессе облучения ионами золота с дозами

15 2

~5*10 см" в матрице СДЦ формируются нанокластеры из катионов матрицы (¿г). Последующий отжиг при температуре ~400С° приводит к распаду этих нанокластеров, а при температурах 70(Н1000Со - к формированию нанокластеров золота.

2. Методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения установлено, что в случае облучения матриц СДЦ ионами золота с дозами

1 (л О

(1-^4)10 см" в них могут формироваться как МНК Аи, так и МНК сложного состава (Аи42г).

3. Установлена зависимость параметров нанокластеров Аи и Ag (объёмная доля, размер, концентрация) от дозы и температуры и атмосферы постимплантационного отжига.

4. Показано, что окисление МНК Ag сопровождается уменьшением размера кластеров, образовавшихся при облучении, и формированием новых кластеров с меньшими размерами и большей концентрацией.

5. Методом сканирующей туннельной микроскопии впервые показано, что введение золотых нанокластеров в матрицу СДЦ усиливает гистерезисный эффект в вольтамперных характеристиках (эффект памяти) в области локализации нанокластеров.

6. Установлено, что облучение СДЦ, содержащего нанокластеры Аи, ионами Б (с энергией 26 кэВ) и № (с энергией 27 кэВ) с дозами в диапазоне

11 9

(0.45-К2)-10 см" приводит к существенному распаду нанокластеров золота в области доз ~5-1016см"2.

Практическая ценность работы

1. Установлены режимы ионного облучения и постимплантационного отжига для формирования металлических нанокластеров Аи и Ag с определенными параметрами (концентрация электронов, размер и концентрация наночастиц) в СДЦ.

2. Объемные монокристаллы СДЦ с нанокластерами Аи и Ag имеют полосу поглощения с максимумом в диапазоне длин волн 490-К>10 нм, что может быть использовано при создании устройств интегральной оптики (планарных оптических волноводов, усилителей, оптических фильтров).

3. Эффект резонансного туннелирования в тонких плёнках на основе СДЦ с нанокластерами Аи может быть использован при создании устройств одноэлектроники.

4. Формирование МНК Аи методом ионного облучения в матрице СДЦ в

I

установленных режимах может быть использовано для улучшения характеристик элементов энергонезависимой резистивной памяти на основе этой матрицы.

5. Термическая стабильность нанокластеров золота в объемных монокристаллах СДЦ вплоть до температур 1000°С может быть использована при создании высокотемпературных топливных элементов.

На защиту выносятся следующие основные положения

1.При облучении ионами Аи в области низких доз (~ 5-1015 см"2) в СДЦ формируются металлические нанокластеры из катионов матрицы (циркония), распадающиеся при последующем отжиге с температурой -400°С. При температуре ~700°С в матрице СДЦ начинают формироваться МНК Аи, содержание которых увеличивается с ростом температуры отжига вплоть до температуры 1000°С.

16 2

2. В области доз ~ (1-И)-10 см" в процессе имплантации ионов Аи и при последующем отжиге (400^800°С) в СДЦ формируются МНК как из внедрённых ионов, так и с участием катионов матрицы. МНК Аи в матрице СДЦ стабильны при высоких температурах вплоть до температур 1000°С.

3. Кинетика параметров МНК Ag при их окислении состоит в следующем: 1) этот процесс сопровождается уменьшением размера кластеров, образовавшихся при облучении, и формированием новых кластеров с меньшими размерами и большей концентрацией, 2) изменение этих параметров в случае атмосферы аргона происходит в интервале температур 200+400°С, а в случае воздушной атмосферы - в интервале 200-^700°^ такое различие обусловлено тем, что окисление МНК в аргоне происходит за счёт кислорода матрицы, а в воздухе -дополнительно за счёт кислорода воздуха.

4. Наличие нанокластеров Аи в тонких плёнках СДЦ приводит к усилению эффекта гистерезиса на вольтамперных зависимостях этих структур по сравнению с таковым для плёнок, не содержащих нанокластеров Аи.

Личный вклад автора

Автором спланированы эксперименты по изучению формирования МНК Au и Ag в матрице стабилизированного диоксида циркония в процессе ионной имплантации и последующего отжига. Разработана методика обработки экспериментальных данных оптических измерений, проведены измерения, и выполнен анализ оптических характеристик объёмных монокристаллов и тонких пленок стабилизированного диоксида циркония, определены параметры металлических нанокластеров в стабилизированном диоксиде циркония. Выполнены расчёты по определению параметров нанокластеров и наведенного показателя преломления. Дано теоретическое обоснование особенностям формирования нанокластеров в СДЦ при облучении ионами Au. Совместно с проф. каф. теор. физ. ННГУ д.ф.-м. н. Г.А. Вугальтером и с.н.с., к. ф.-м.н. Д.О. Филатовым была модифицирована модель резонансного туннелирования через двухбарьерную структуру и проведено моделирование вольтамперных характеристик тонкопленочных структур на основе диоксида циркония с металлическими нанокластерами. Совместно с д.ф.-м.н., проф. каф. ФПО ННГУ Д.А. Павловым и аспирантом ННГУ А.И. Бобровым была проведена интерпретация результатов высокоразрещающей просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа и электронной дифракции. Анализ полученных результатов.

Апробация работы

Результаты, полученные в данной работе, были представлены на I, II, III и IV Всероссийских конференциях «Физические и физико-химические основы ионной имплантации» (2006 - 2012, Н.Новгород, Казань, Новосибирск), на конференции XXVII НАУЧНЫЕ ЧТЕНИЯ имени академика Н.В.Белова, (16-17 декабря, 2008, Н. Новгород), I Всероссийской конференции «Многомасштабное моделирование процессов и структур в нанотехнологиях» (12-14 марта, 2008, Москва), Школе Молодых Ученых «Нанофизика и наноэлектроника» (15-17 марта, 2008, Н.Новгород), XV Международном симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника» (14-18 марта, 2011, Н. Новгород ), XIV Всероссийской

конференции и VI Школе молодых ученых «Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение» (30 мая - 2 июня, 2011, Н.

tVi

Новгород.), 20 International Conference on Ion Beam Analysis. Plaza Itapema Resort & Spa, Itapema, SC - Brazil 10-15 April, 2011, VII и VIII отраслевой научно-технической конференции молодых специалистов Росатома «Высокие технологии атомной отрасли. Молодежь в инновационном процессе» (2012 и 2013 Н. Новгород), Научно-технической конференции «Пассивные электронные компоненты», Н.Новгород, 2013.

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 39 научных работ, которые включают 9 статей в журналах, входящих в перечень ВАК, 2 монографии и 28 публикаций в материалах российских и международных конференций.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем диссертации составляет 166 страниц, включая 83 рисунка и 9 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 112 наименований, список работ автора по теме диссертации содержит 39 наименований.

ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКОВ, СОДЕРЖАЩИХ НАНОРАЗМЕРНЫЕ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ. (Обзор литературы)

Исследование оптических свойств прозрачных матриц с металлическими частицами имеет более чем вековую историю (см. например [1,2]). Теоретическое описание оптических свойств таких материалов основывается на теории Г. Ми [3,4] и полуфеноменологическом подходе Максвелла-Гарнетта [5], которые используются и в настоящее время при анализе относящихся к этой проблеме экспериментальных данных. На всех этапах рассмотрения этой проблемы одними из самых важных были вопросы, связанные с развитием методов формирования наноразмерных металлических частиц или, как их также называют, металлических нанокластеров (МНК) в различных диэлектрических матрицах, определения их параметров и изучением свойств таких наноструктурированных материалов.

1.1. Методы формирования металлических нанокластеров в диэлектрических матрицах

В 90-е годы прошлого века исследования по наноструктурированным материалам оформились в самостоятельное направление. Исследование МНК в твердых телах на этом начальном этапе относилось, в основном, к частицам, созданным из порошков или содержащихся в объемных металлах в виде кристаллических зерен. Основными методами получения таких частиц являлись методы механической' обработки материалов. Из методов осаждения наиболее широко был представлен метод конденсации из газовой фазы. Методам формирования МНК, основанным на использовании ионного облучения были посвящены лишь отдельные работы [6].

В настоящее время развито несколько наиболее эффективных и распространенных методов формирования металлических частиц в диэлектрических матрицах, которые рассмотрены далее.

Методы термического и электронного испарения и магнетронного распыления

В работе [7] сообщается о формировании слоев золотых частиц в плёнках ZЮ2 методами испарения электронным пучком. После напыления производился отжиг при температурах 700, 800 и 900°С в потоке азота (3 л/мин) в течение 2 мин., чтобы кристаллизовать диоксид циркония, пассивировать дефекты в пленке и сформировать нанокристаллы Аи. В [8] изучаются электрические характеристики структуры металл-оксид-полупроводник (МОП), в которую внедрены МНК Р1 (структура НЮ2 (толщиной 27 нм) - Б Юг (толщиной 3,5 нм) -81). Нанокластеры Р1 осаждены на слой 8Ю2 методом электронного испарения при комнатной температуре. Метод термического испарения также применяется при создании металлических частиц в многослойных структурах с целью повышения эффективности работы приборов на основе этих структур. Так, например, работы [9,10] посвящены модернизации тонкопленочных солнечных источников на кремнии, путем внедрения МНК Ag в их структуру. В этих работах обсуждается новый подход, предлагающий наличие МНК Ag, чтобы увеличить путь поглощения света в тонкопленочном кремниевом солнечном источнике тока с целью увеличения тока короткого замыкания. При изготовлении наночастиц Ag применялся метод термического испарения, с помощью которого наносился слой серебра толщиной от 3 до 20 нм, после чего структура подвергалась термическому отжигу при 180°С. Авторы работы [11], чтобы сформировать МНК Ag, использовали методы термического испарения и литографии. В эксперименте на образцы 8Ю2, легированные ионами эрбия, методом термического испарения наносилась пленка серебра, после чего проводилась взрывная электронная литография с целью формирования металлических частиц на поверхности слоя.

Показано, что интенсивность ФЛ ионов эрбия, расположенных в непосредственной близости от анизотропных МНК Ag, значительно усиливается, если частицы имеют плазмонные моды, энергия колебаний которых находится в резонансе с энергией излучаемых этими ионами фотонов.

В [12] представлены результаты изучения свойств многоцветных оптически активных слоев, изготовленных методом магнетронного распыления с использованием селективного маскирования. Эти многослойные объекты были структурированы МНК и ТЮг. Авторы предлагают использование

сформированной структуры в качестве мультиплексора волн за счет того, что перекрывающиеся нанослои Ag-Ti02 могут иметь разную длину волны плазмонного резонанса. Работа [13] посвящена изучению нелинейных оптических свойств матриц 8Ю2, А1203 и ХпО с золотыми НК, для чего исследуемые структуры также изготавливались методом магнетронного распыления.

Метод ионной имплантации

В настоящее время при формировании наноструктурированных твердых тел широко применяется метод ионной имплантации (ИИ). Метод зарекомендовал себя как при создании полупроводниковых нанокластеров в 8Ю2 и других диэлектрических матрицах [14,15], так и при формировании металлических наночастиц в диэлектрических матрицах [16-18].

Формирование металлических нанокластеров в процессе ионной имплантации происходит в результате неравновесного внедрения металлической примеси в матрицу в количестве, превышающем предел растворимости. При малых дозах ионов формирование нанокластеров в диэлектриках происходит в процессе постимплантационных отжигов. Зародышами в том и другом случаях могут являться малые включения, образующиеся из внедрённых атомов. В том случае, если мишень представляет собой оксид металла, она может содержать зародыши металлической фазы ещё до имплантации, связанные с характерными для неё дефектами. Профиль распределения нанокластеров по размерам, как правило,

совпадает с профилем распределения внедрённых ионов. Отличие возможно при формировании НК при малой дозе в процессе отжигов.

Авторы работы [ 19] исследовали композиционные слои на основе сапфира,

_1_ 17 9

имплантированного ионами Си с энергией 40 кэВ и дозой 1 10 ион/см при различных плотностях тока в ионном пучке от 2,5 до 10 мкА/см2. Показано, что ионная имплантация позволяет синтезировать в приповерхностной области диэлектрика композиционный слой, включающий в себя неоднородные по размерам МНК Си. В [20] монокристаллические подложки А120з с ориентированными поверхностями (0001) и (1120) были имплантированы ионами

t С Л

Аи с энергией 160 кэВ при дозах облучения от 110 до Г10 ион/см . Ряд образцов после облучения был подвергнут термическому отжигу на воздухе при 800+1200°С. Появление в спектрах отражения образцов, облученных ионами Аи с

1/ Л

дозой выше 610 ион/см , характерной полосы оптического плазмонного резонанса указывает на формирование МНК Аи в А120з. Установлено, что эти нанокластеры приводят к появлению в образцах нелинейной оптической рефракции. В работе [21] методами рентгеновской эмиссионной и абсорбционной спектроскопии исследована локальная структура химической связи ионов Fe,

1 (\ 9

имплантированных в стекла Si02 (энергия имплантации 100 кэВ, доза 1 10 см"). Анализ показал, что созданные в стеклообразном Si02 МНК Fe находятся в окисленном состоянии. В работе [22] исследованы образцы кварцевого стекла и компактные нанопорошки Si02 после имплантации ионов Си+ в импульсном режиме (энергия 30 кэВ, ток в импульсе до 0,5 А, длительность импульса 400 мкм, дозы облучения 1015, 1016 и 2 1017 см"2). Установлено, что ионное облучение приводит к формированию металлических и оксидных наноразмерных фаз в структуре стеклообразных и компактированных образцов Si02. В [23] исследован механизм образования и локальное окружение МНК Sn и МНК Sb в тонких пленках Si02. МНК Sn и МНК Sb были образованы в слоях Si02 толщиной 85 и 22 нм соответственно, методом ионной имплантации (энергия ионов Sn 80 кэВ, доза

1 / Л 1 Г Л

10 см" ; энергия ионов Sb 10 кэВ, доза 510 см") с последующими термическими обработками. В работе показано, что, даже если металлическая

фаза детектируется, некоторая доля атомов Sn или Sb постоянно остается

растворенной в матрице или образует малые оксидированные кластеры.

Установлена роль отжигов при образовании металлических кластеров и

уменьшении содержания оксидированных атомов в матрице. В следующей работе

[24] авторы суммируют свои недавние результаты изучения формирования

нанокластеров металлов в диоксиде кремния методом ионной имплантации, в

процессе которой контролируется размер, распределение и морфология

наночастиц. Ионным облучением создаются металлические частицы и в

композитных материалах [25]. Авторы этой работы информируют об

исследовании композитного стекла, в которое были имплантированы ионы меди

16 2

(энергия 180 кэВ и доза 510 см" ). Были получены ПЭМ изображения и исследованы линейные и нелинейные оптические характеристики структур. Для исследования влияния лазерных отжигов на частицы серебра в натриево-калиевом силикатном стекле (НКСС), образцы НКСС проходили имплантацию ионами Ag

1 £ Л Л

при энергии бОкэВ, дозах 4-10 см" и ионном токе ЮцА/см [26]. После имплантации и последующих отжигов образцов их спектры оптического отражения соответствовали наличию в матрице металлических включений. Авторы работы [27] сообщают об исследовании роли серебряных НК в процессе сенсибилизации оптически активных ионов Ег в S1O2. Образцы для исследований были подготовлены с применением соимплантации ионов эрбия и серебра. При этом имплантация ионов серебра проходила в три этапа (с энергиями 60, 110 и 190 кэВ), а общая доза (по данным обратного резерфордовского рассеяния (6.1± 0.8) -10 см") подбиралась такой, чтобы

21 3

обеспечить концентрацию серебра ~10 см" в слое.

В работе [28] исследована роль ионизационных процессов в формировании циркониевых включений при облучении стабилизированного диоксида циркония

1 п

(СДЦ) легкими ионами Н и Не с энергией 40 кэВ и дозами в диапазоне (1-Ч0)-10

л

см" . Показано, что электронные (ионизационные) потери энергии доминируют в образовании нановключений. Обсуждается роль зарядового состояния ионов кислорода, диффундирующего к облучаемой поверхности. Также показано, что

при облучении ионами водорода формирование нанокластеров Ъх в СДЦ происходит более эффективно, чем в случае ионов гелия.

Другие методы формирования МНК

Кроме основных на сегодняшний день методов получения МНК в диэлектрических матрицах существуют и развиваются другие методы. Авторы работы [29] исследовали МОП-струкутры с МНК Со, полученные методом лазерного испарения с целью последующего создания на их основе элементов памяти со стабильными характеристиками. Наличие наночастиц Со диаметром 5 нм в затворном оксиде БЮ2, контролировалось методом ПЭМ высокого разрешения. Работа [30] содержит исследование МНК Ag, созданных в силикатном стекле методом ионного обмена и последующего отжига. Результаты исследований показали, что МНК Ag являются монокристаллическими и имеют примерно сферическую форму. В работе [31] МНК Ag были синтезированы под действием микроволнового облучения из раствора нитрата серебра и Ь-0 глюкозы. В результате образовались сферические МНК Ag, частицы с перетяжками, а также нанопроволоки. В зависимости от времени облучения менялись размер и морфология наноструктур, что приводило к изменениям плазмонных резонансов наноструктур. Диэлектрические матрицы с так называемыми гибридными металлическими нанокластерами [32-34] (состоящими одновременно из нескольких металлов) также в последние годы широко исследуются и могут иметь различные применения. В работе [32] обращается внимание на то, что МНК АиМ& поглощающие излучение вблизи инфракрасной области спектра, синтезируются с целью применения их в фототермической диагностике и обработке раковых клеток. В работах [33,34] предлагается формирование составных треугольных и ромбических МНК АиМ^ с целью применения их в биосенсировании. Конструкция этих наночастиц представляет собой тонкую золотую пленку, покрывающую треугольные [33] и ромбические [34] МНК Ag, осажденные из раствора на подложку из стекла. В ряде случаев

используются методы внедрения металлической примеси на стадии изготовления

образца, как например в [35]. В этой работе исследованы люминесцентные

свойства стекол Те02-РЬ0-0е02, легированных ионами Еи3+ и содержащих МНК

Аи. При варке стекол были добавлены оксиды европия и золота Еи203 (0.5 вес.%)

и Аи20з (0.5 вес.%), после чего все реагенты находились при температуре 1050°С

в течение одного часа. Затем смесь остужалась на воздухе, после чего

подвергалась температурным обработкам при 350°С с целью восстановления

ионов Аи и Аи3+ до Аи° и дальнейшего формирования наночастиц.

Таким образом, к моменту начала нашей работы по формированию и

изучению металлических частиц в матрице СДЦ уже были развиты многие

эффективные методы формирования металлических частиц в диэлектриках.

Одним из самых распространённых методов является метод ионной имплантации

в связи с его простотой, возможностью точного контроля количества внедряемой

примеси и существенным изменением электрофизических, оптических,

механических и других свойств материалов. Для формирования МНК

используются как непрерывные, так и импульсные ионные источники. Из

имеющихся литературных данных известно [36], что пороговые дозы

16 2

металлических ионов при формировании частиц составляют ~ 10 см" . Диапазон энергий ионов, при которых формируют МНК, составляет от десятков кэВ до единиц МэВ [37]. Средние размеры МНК составляют единицы нанометров. Размеры таких нановключений могут меняться в результате постимплантационных отжигов полученных образцов в инертной или воздушной атмосферах.

1.2. Методы исследования диэлектрических матриц с металлическими нанокластерами

Исследования систем с наночастицами металлов в диэлектрических матрицах направлены на установление особенностей формирования

металлических наночастиц в данной матрице, изучение характеристик нанокластеров, а также оптических и электронных свойства матриц с нанокластерами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шенина, Мария Евгеньевна, 2013 год

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф - М.: Наука (2-е издание), 1973. -720 с.

2. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы / Ю.И. Петров. - М.: Наука, 1986. -366 с.

3. Mie, G. Beitrage zur optic truber Medien, speziell kolloidaler Metallosungen / G. Mie // Aimalen der physic. - 1908. -B.3. - S.377^145.

4. Шифрин, K.C. Рассеяние света в мутной среде / К.С. Шифрин.- Москва-Ленинград. - Гос. изд-во техник-теоретической литературы. - 1951. - 289 с.

5. Maxwell Garnett, J.C. Colors in metal glasses and in metallic films / J.C. Maxwell Garnett // Phil.Trans.R.Soc.Lond.A.-1904. - V.203.-P. 385-420.

6. Nanometer-size dispersion of iron in sapphire produced by ion implantation/ C.J. McHargue [et.al.]//In: Second International Conference on Nanostructured Materials (NANO'94). Programme and Abstracts. -October 3-7. 1994. - Stuttgart University. Germany. - P. 117.

7. Nonvolatile resistive switching memory utilizing gold nanocrystals embedded in zirconium oxide/ W. Guan [et.al.] // Appl. Phys. Lett. - 2007. - V. 91. - P. 062111.

8. Electrical characterization of MOS memory devices containing metallic nanoparticles and a high-k control oxide layer / Ch. Sargentis [et.al.] // Surf. Sci. - 2007. - V.601. -P.2859-2853.

9. Thin-film silicon solar cells with integrated silver nanoparticles / E. Moulin [et.al.] // Thin Solid Films. - 2008. - V.516. - P.6813-6817.

10. Catchpole, K.R. Surface plasmons for enhanced silicon light-emitting diodes and solar cells / K.R. Catchpole, S. Pillai // J. Lumin. - 2006. - V. 121. - P. 315-318.

11. Mertens, H. Plasmon-enhanced erbium luminescence / H. Mertens, A. Polman // Appl. Phys. Lett. - 2006. -V.89. -P. 211107.

12. Wavelength multiplexing and tuning in nano-Ag/dielectric multilayers / G. Xu [et.al.] // Appl. Phys. A. - 2009. - V.94. - P.525-530.

13. Нелинейные оптические свойства наночастиц золота, диспергированных в различных оптически прозрачных матрицах / А.И. Ряснянский [и др.] // ФТТ. -2009. - Т.51, №1. - С.52-56.

14. Characterization of Si nanocrystals grown by annealing Si02 films with uniform concentrations of implanted Si / S. Guha [et.al.] // J. Appl.Phys. - 2000. - Vol.88, №7. -P.3954.

15. Formation of silicon nanocrystals in sapphire by ion implantation and the origin of visible photoluminescence / S. Yerci [et.al.] // J. Appl. Phys. - 2006. - Vol.100. -P.074301.

16. Gold nanoparticles ion implanted in glass with enhanced nonlinear opttical properties/ K.Fukami [et.al.] // J.Appl.Phys. - 1994. - V.75, №.6. - P.3075-3080.

17. Precipitatiton of silver particles in glasses by ion irradiation / N. Kitazawa [et.al.] // Jpn.J.Appl.Phys-1994.-V.33(2),№.9A. - P. 1245-1247.

18. Use of ultrasound for metal cluster engineering in ion implanted silicon oxide / A. Romanyuk [et.al.] // Appl. Phys. Lett. - 2007. - Vol.90. - P.013118.

19. Степанов, A.JI. Ионный синтез наночастиц меди в сапфире и их модификация мощными импульсами эксимерного лазера (Обзор) / А.Л. Степанов // ЖТФ. -2005. - Т.75, №. 3. - С.1-14.

20. Ионный синтез и анализ оптических свойств наночастиц золота в матрице А1203 / А.Л. Степанов [и др.] // ЖТФ. - 2006. - Т.76, №11.- С.79-87.

21. Наночастицы железа в аморфном Si02: рентгеновские эмиссионные и абсорбционные спектры / Э.З. Курмаев [и др.] // ФТТ. - 2005. - Т.47, №4. - С.728-730.

22. Рентгеновская эмиссионная и фотолюминесцентная спектроскопия наноструктурированного диоксида кремния с имплантированными ионами меди / А.Ф. Зацепин [и др.] // ФТТ. - 2008. - Т.50, №12. - С.2225-2229.

23. Formation and structure of Sn and Sb nanoclusters in thin Si02 films / S. Spiga, M. Fanciulli, N. Ferretti, F. Boscherini, F. d'Acapito, G. Ciatto, B. Schmidt // Nucl. Instr. Meth. B. - 2003. - V.200. - P.171-177.

24. Engineering embedded metal nanoparticles with ion beam technology / F. Ren [et.al.] // Appl. Phys. A. - 2009. - V.96. - P.317-325.

25. Nonlinear optical properties of Cu nanocluster composite fabricated by 180 keV ion implantation / Y.H. Wang [et.al.] // Physica B. - 2009. - V.404(21). - P.4295-4298.

26. Модификация ионно-синтезированных наночастиц серебра в стекле мощными импульсами эксимерного лазера / A.JI. Степанов [и др.] // ПЖТФ. - 2008. - Т.34, №5. - С.7-14.

27. Sub-nanometric metallic Au clusters as efficient Er3+ sensitizers in silica / E. Trave [et.al.] // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V.89. - P.151121.

28. Роль ионизационных процессов в формировании металлических наноразмерных включений при облучении Zr02(Y) легкими ионами / Осташев А.С. [и др.] // Известия РАН. Серия физическая. - 2002. - Т. 66. №9. - С. 13741376.

29. Cobalt metal nanoparticles embedded in Si02 dielectric layer for the application of nonvolatile memory / J.Y. Yang [et.al.] // Current Appl. Phys. - 2007. - V.7. - P.147-150.

30. Depth profiles of Ag nanoparticles in silicate glass / X. Yang [et.al.] // Appl. Phys. A. - 2008. - V.90. - P.465-467.

31. Shape-dependent plasmon resonances of Ag nanostructures / E. Filippo [et.al.] // Superlattices and Microstructures. - 2009. - V.47(l). - P.66-71.

32. Polyhedral shaped gold nanoparticles with outstanding near-infrared light absorption / A. Mayoral [et.al.] // Appl. Phys. A. - 2009. - V.97. - P. 11-18.

33. Zhu, S. Localized surface plasmon resonance-based hybrid Au-Ag nanoparticles for detection of Staphylococcus aureus enterotoxin В / S. Zhu, С. Dua, Y. Fu // Opt. Mat. - 2009. - V.31. - P. 1608-1613.

34. Zhu S. Fabrication and characterization of rhombic silver nanoparticles for biosensing/S. Zhu , C.Dua, Y. Fu //Opt. Mat. - 2009. - V. 31. - P. 769-774.

Л I

35. Eu luminescence in tellurite glasses with gold nanostructures / R. Almeida [et.al.] // Opt. Comunication. - 2008 - V.281. - P. 108-112.

36. Нелинейный оптический отклик наночастиц серебра и меди в ближнем ультрафиолетовом спектральном диапазоне / Р.А. Танеев [и др.] // ФТТ. - 2004. -Т.46, Вып.2 - С.341-346

37. Saito, Y. Optical properties of YSZ implanted with Ag ions / Y. Saito, Y. Imamura, A. Kitahara // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. -2003. -V.206. -P. 272-276.

38. Application of X-ray photoelectron spectroscopy to characterization of Au nanoparticles formed by ion implantation into Si02 / K. Takahiro [et.al.] // Appl. Surf. Sci. - 2009. - V.256(4). - P.1061-1064.

39. Size-selected Au clusters deposited on Si02/Si: Stability of clusters under ambient pressure and elevated temperatures / D.C. Lim [et.al.] // Appl. Surf. Sci. - 2009. -V.256(4).-P.l 148-1151.

40. Surface-enhanced Raman scattering and plasmon excitations from isolated and elongated gold nanoaggregates / M.K. Hossain [et.al.] // Chem. Phys. Lett. - 2009. -V.477. - P.130-134.

41. Г.А. Лорентц. Теория электронов и её применение к явлениям света и теплового излучения / Пер. с англ. М.В.Савостьяновой под ред. Т.П.Кравца. -Изд-во Тех.-теор. лит-ры. М., 1953. - 472 с.

42. Xu, Y.-L. Electromagnetic scattering by an aggregate of spheres / Y.-L. Xu // Applied Optics . -1995. -V. 34. №. 21. - P.4573^1588.

43. Structure and properties of nanoparticles formed by ion implantation / A. Meldrum [et.al] // Topics Appl. Physics. -2010. -V. 116. - P.255-285.

44. Gans, R. Uber die Form ultramikroskopischen Silberteilchen / R. Gans // Annalen der physic. -1915. -B.47. - S.270.

45. Kreibig, U. Optical Properties of Metal Clusters / U. Kreibig, M. Vollmer. -Springer, Berlin. -1995.

46. Mega-electron-volt ion beam induced anisotropic plasmon resonance of silver nanocrystals in glass/ J. J. Penninkhof [et.al.] // Appl. Phys. Lett. - V.83. №.20. - P. 4137^4139.

47. Highly confined electromagnetic fields in arrays of strongly coupled Ag nanoparticles / L. A. Sweatlock [et.al.] // Phys. Rev. B. -2005. -V.71. -P. 235408 1-11.

48. Демиховский, В.Я. Физика квантовых низкоразмерных структур / В.Я. Демиховский, Г.А. Вугальтер. - М.:Логос. - 2000 - 248с.: ил., 71.

49. Glazman L.I. Single electron tunneling / L.I. Glazman // J. Low Temp. Phys. -2000. - V.l 18. №5/6. - P. 247-269.

50. Averin, D.V. Theory of single-electron charging of quantum wells and dots / D.V. Averin, A.N. Korotkov, K.K. Likharev // Phys. Rev. B. - 1991. - Vol.44 №. 12 - P. 6199.

51. Chang, L. L. Resonant tunneling in semiconductor double barriers /L. L. Chang, L. Esaki, R. Tsu // Appl. Phys. Lett. - 1974. - Vol.24, №.12.- P.593-595.

52. Resonant tunneling through a self-assembled Si quantum dot / M. Fukuda [et.al.] //Appl. Phys. Lett. -1997. -V.70. -P. 2291.

53. Photon assisted tunneling in quantum dots / W.G. van der Wiel [et.al.] // Strongly Correlated Fermions and Bosons in Low-Dimensional Disordered Systems, I.V. Lerner et al. (eds.). - Kluwer Acad.Publ., Boston/Dordrecht/London, 2002. - pp. 43-68. -ISBN 1-4020-0748-5.

54. Investigation of the electronic properties of Zr nanoclusters in YSZ films by combined STM/AFM / D.A. Antonov [et.al.] // Physics of low - dim. Struct. - 2004. -№.1/2.- P. 139-144.

55. Single-electron tunneling effects in granular metal films / E. Bar-Sade [et.al.] // Phys. Rew. В - 1994. - V.50, №.12. - P. 8961.

56. Coulomb staircase in STM current through granular films / H. Imamura [et.al.] // Phys. Rev. B. - 2000. -V.61, № 1. - P.46.

57. Кузьминов, Ю.С. Тугоплавкие материалы из холодного тигля / Ю.С. Кузьминов, Е.Е. Ломонова, В.В. Осико. - М.: Наука, 2004 - 369 с. - ISBN 5-02002820-7.

58. Чеботин, В.Н. Физическая химия твердого тела / В.Н. Чеботин. - М.: Химия, 1982,- 320 с.

59. Новиков В.А. Модификация свойств приповерхностных слоев стабилизированного диоксида циркония при ионном облучении. Дис. к. ф.-м. н.: 01.04.07: защищена 21.10.1998- Н.Новгород.- 1998.- 161 с.

60. Intrinsic electron and hole defects in stabilized zirconia single crystals / Orera V.M, [et.al.] //Phys. Rev. - 1990. - V.42. №16. -P.9782-9789.

61. Свойства стабилизированных иттрием кристаллов диоксида циркония, облученных ионами инертных газов / О.Н. Горшков [и др.] //Высокочистые вещества. - 1995,- №.2. - С. 85-93.

62. Ионно-пучковая модификация свойств приповерхностных слоев Zvi_xYx02-6 / О.Н. Горшков [и др.] // Поверхность. - 1997. - №.1. - С. 15-19.

63. Роль ионизационных процессов в формировании наноразмерных металлических включений при облучении Zr02(Y) легкими ионами/ А.С. Осташев [и др.] // Известия РАН. Серия физическая. - 2002. - Т. 66. №. 9. - С. 1374-1376.

64. Горшков, О.Н. Влияние внешнего электрического поля на восстановление стабилизированного диоксида циркония в процессе облучения ионами гелия / О.Н. Горшков, В .А. Новиков, А.П. Касаткин //Письма в ЖТФ. - 1999. - Т. 25. Вып. 14. С. 72-75.

65. Горшков, О.Н. Образование наноразмерных включений в приповерхностном слое стабилизированного диоксида циркония при ионном облучении/О.Н. Горшков, В.А. Новиков, А.П. Касаткин // Неорг. мат. - 1999. - Т. 35. №.5. - С. 604-610.

66. The fabrication of the nanocrystal structures Zr02(Y):Zr and Si02:Si(P) by ion implantation/ Gorshkov O.N., Filatov D.O., Kasatkin A.P. V.A.Novikov, D.I.Tetelbaum, S.A.Trushin, M.V.StepihovaJ/International Workshop on Nondestructive Testing and Computer Simulations in Science and Ingineering, Alexander I. Melker. - Proceedings of SPIE, 1999. - V. 3687. - P. 258-263.

67. Кулоновское блокирование проводимости пленок SiOx при одноэлектронной зарядке кремниевой квантовой точки в составе цепочки электронных состояний /Ефремов М.Д. [и др.]// ФТП. -2005. - Т. 39. -С. 945-952.

68. Thermochemical reduction of yttria-stabilized-zirconia crystals: Optical and electron microscopy /Savoini B. [et al.] // Phys.Rev. B. -1998. - V.57, №.21. - P. 13 439-13 447.

69. Magneto-optical effects from nanophase a-Fe and Fe304 precipitates formed in yttrium-stabilized Zr02 by ion implantation and annealing / S. Honda [et. al.] //Appl. Phys. Lett. -2000. -V. 77. №5. - P. 711-713.

70. Oriented, single domain Fe nanoparticle layers in single crystal yttria-stabilized zirconia / K.D. Sorge [et. al.] //IEEE Transactions on Magnetics. - 2001. -V. 37 Iss. 4. -P. 2197-2199.

71. Effects of Fe doping on crystalline and optical properties of yttria-stabilized zirconia / Nakajima H. [et.al.] //J. Phys. Chem Sol. -2007. - V. 68. -P. 1946-1950.

72. Ho, A. Y.-J. Microstructural changes induced by heating at high temperatures in the single crystal of yttria-stabilized cubic zirconia implanted with Ag ions / A. Y.-J. Ho, K.Mochiduki, Y. Saito//Jap. J.of Appl. Phys. -2009. -V. 48. - P. 035508.

73. Рябчиков, А.И. Нетрадиционные методы импульсно-периодической, ионно-лучевой, ионно-плазменной обработки материалов / А.И. Рябчиков // Известия ВУЗов. Физика. -1994. - Т. 37. № 6. -С. 52-^63.

74. Biersack, J.P. Computer Simulations of Sputtering / J.P. Biersack // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. - 1987. - V.27. - P.21-36.

75. Бирзак, Й.П. Машинное моделирование распыления / Й.П. Бирзак // Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел.: Сб. статей 19861987 гг.: Пер. с англ./Сост. Е.С.Машкова.- М.: Мир, 1989. -349 с.

76. Kelly, R. The sputtering of isulators, Beam modification of materials / R. Kelly // V.2. Ion beam modification of insulators. Mazzoldi P. and Arnold G.W., Editors. -Elsevier, 1987.-P.57-113.

77. Данилин, Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. / Б.С. Данилин. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 327 с.

78. Mattei, G. Metal nanoclusters for optical properties / G. Mattei, P.Mazzoldi, H. Bernas//Topics Appl. Physics. - 2010. - V.l 16. - P.287-316.

79. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии: Пер. с англ. / Под ред. Д.Бриггса, М.П.Сиха. - М.: Мир, 1987. -203 с.

80. Handbooks of monochromatic XPS spectra. Volume 1. The elements and native oxides. / Ed. by B.V.Crist // XPS International Inc., 1999. - 658 p. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM)

81. Handbooks of monochromatic XPS spectra. Volume 2. Commercially pure binary oxides and a few common carbonates and hydroxides. / Ed by B.V. Crist // XPS International LLC., 2005. - 970 p. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

82. XPS/AES software: Spectral Data Processor v.4.3. [электронный ресурс] // XPSInternational [сайт]. URL: http://www.xpsdata.com/ (дата обращения: 04.09.2012)

83. NIST Standard Reference Database 20, Version 4.1. / Data сотр. and eval. by A.V. Naumkin, A. Kraut-Vass, S.W. Gaarenstroom, C.J. Powell [электронный ресурс] // NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database [сайт]. URL: http://srdata.nist.gov/xps/ (дата обращения: 05.09.2012).

84. Шишловский, А. А. Прикладная физическая оптика / А. А. Шишловский - М.: Физматгиз, 1961г. - 822 с.

85. Отражательная рефрактометрия / М.В.Лейкин [и др.].- Л.Машиностроение. Ленингр. отд-е. - 1983. - 223с.

86. Polman, A. Plasmonics Applied / A. Polman // Science. - 2008. - V. 322 .- P. 868869.

87. Kosacki, I. Band gap energy in nanocrystalline Zr02:16%Y thin films /1. Kosacki, V. Petrovsky, H. U. Anderson // Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol.74, №.3. - P.341-343.

88. Doyle, W.T. Absorption of light by colloids in alkali halide crystals./ W.T. Doyle // Phys. Rev. - 1958. - V.l 11, №. 4. - P. 1067-1072.

89. Heterodimers: plasmonic properties of mismatched nanoparticle pairs / L. V. Brown [et.al.], // ACS Nano. - 2010. - V.4(2).- P.819-832.

90. Nonlinear optical waveguides produced by MeV ion implantation in LiNb03 / S.S. Sarkisov [et.al.] // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. - 2000. - V.166-167. - P. 750-757.

91. Малышев, B.M. Золото / B.M. Малышев, Д.В. Румянцев. - M.: Металлургия, 1979.-288 с.

92. Вайншейн, Б.К. Структурная электронография / Б.К. Вайншейн. - М.: Изд. АН СССР, 1956.-314 с.

93. Stolz, Е. Strukturuntersuchungen in einigen zu T4-B1 homologen und quasihomologen Systemen / E. Stolz, K. Schubert // Zeitschrift fuer Metallkunde.-1962. - B.53(7). -S. 433-444. in Inorganic Crystal Structure Database v.l .7.2., 2011.

94. Материальная дисперсия и релеевское рассеяние в стеклообразной двуокиси германия -перспективном материале для волоконных световодов с малыми потерями / Девятых Г.Г. [и др.] // Квантовая электроника. -1980. - Т. 7, № 7. - С. 1563-1566.

95. Дианов, Е.М. Волоконные лазеры новый, прорыв в лазерной физике / Е.М. Дианов, И.А. Буфетов // Lightwave. Russian Edition. - 2004. - № 4. - С. 44-49.

96. Yin, Z. Low-loss Ge02 optical waveguide fabrication using low deposition rate RF sputtering / Z. Yin, B.K. Garside // Appl. Optics. -1982. -V. 21, № 23. - P. 43244328.

97. Фотолюминесценция в тонких пленках аморфного диоксида германия, легированных ионами Ег+ и Yb+ / Горшков О.Н. [и др.] // Вестник ННГУ. -2010. -№5(2). -С. 279-282.

98. Шварц, К.К. Диэлектрические материалы: радиационные процессы и радиационная стойкость/ К.К. Шварц, Ю.А. Экманис. - Рига: Зинатне, 1989. - 187 с.

99. Ion beam synthesis of Si nanocrystals in silicon dioxide and sapphire matrices—the photoluminescence study / D.I. Tetelbaum [et.al.] // Vacuum. -2005. - V.78. - P. 519524.

100. О влиянии процесса коалесценции и характера исходного оксида на фотолюминисценцию ионно синтезированных нанокристаллов Si в Si02 / Д.И. Тетельбаум [и др.] // ФТТ. -2005. -Т.47.Вып.1. -С. 17-21.

101. Surface plasmon enhanced silicon solar cells / S. Pillai [et.al.] // J. Appl. Phys. -2007.-Vol.101.-P. 093105.

102. Polman, A. Plasmonics: optics at the nanoscale / A. Polman, H.A. Atwater // Materials Today. - 2005. - Vol.8, №1. - P.56.

103. Малышев, В.М. Серебро / Малышек-BlVI., Румянцев Д.В. - М.: Металлургия. 2-е изд., перераб. и доп., 1987-320 с.

104. Хансперджер, Р. Интегральная оптика. Теория и технология // Пер. с англ. к.т.н. В.Ш. Берикашвили, к.т.н. А.Б. Мещерякова, под ред. к.ф.-м. н. В.А.Сычугова. - М: Мир, 1985. - 384с., ил.

105. Ion implantation induced photosensitivity in Ge-doped silica: Effect of induced defects on refractive index changes / M. Essid [et.al.] // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 1998. -V. В141, Iss. 1-P. 616-619.

106. Ландсберг, Г.С. Оптика / Г.С. Ландсберг. -М.: Наука, 1976, - 928 с. ил.

107. Ландау, Л.Д. Электродинамика сплошных сред. Серия «Теоретическая физика», том VIII / Л.Д. Ландау, Е.М. Лившиц - М., Наука, 1982. - с. 389.

108. Hickmott, T.W. Low-Frequency Negative Resistance in Thin Anodic Oxide Films // T.W. Hickmott, // J. Appl. Phys. - 1962. - Vol. 33, N9. - P. 2669-2682.

109. Dearnaley, G. Electrical Phenomena in Amorphous Oxide Films / G. Dearnaley, A.M. Stoneham, D.V. Morgan // Rep. Prog. Phys. - 1970. - V. 33. - P. 1129.

110. The mechanism of electroforming of metal oxide memristive switches / J. J. Yang [et al.] //Nanotechnology. -2009. - Vol. 20, №21. - P. 215201.

111. The missing memristor found / D. B. Strukov [et.al.] // Nature. - 2008. - V. 453. -P. 80-83.

112. Создание и диагностика наноразмерных структур металл/оксид/металл и элементов энергонезависимой резистивной памяти на их основе: отчёт о НИР (итоговый)/ НИФТИ ННГУ им. Н.И.Лобачевского; рук. А.М.Сатанин. -ННГУ.2013. - 217 с. - № 14.В37.21.0079. - № гос.рег.01201275787.