Спиновая интерференция в кремниевых наноструктурах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Клячкин Леонид Ефимович

• Клячкин Леонид Ефимович
• доктор наук
• 2024

Оглавление диссертации доктор наук Клячкин Леонид Ефимович

кремниевых наносандвичах

1.2.2.Оптически-детектируемый циклотронный резонанс в кремниевых

наносандвичах

1.2.3. Электрически детектируемый циклотронный резонанс в кремниевых наносандвичах

1.3. Сильнолегированные двумерные барьеры

Выводы

Глава 2. Гальваномагнитные исследования в КНС

2.1. Методика гальваномагнитных исследований электромагнитной индукции Фарадея

2.2. Результаты экспериментальных исследований ЭИФ в КНС

2.2.1. Магнитное поле перпендикулярно КНС

2.2.2. Магнитное поле в плоскости КНС параллельно контактам ХУ...101 Выводы

Глава 3. Методики электрического и оптического детектирования магнитного резонанса точечных центров в кремниевых наносандвичах

3.1. Методические особенности ЭДЭПР и ОДМР точечных центров в кремниевых наносандвичах

3.2. ЭДЭПР точечных центров в процессе измерений магнетосопротивления в КНС

3.3. Эффект отрицательного магнетосопротивления в условиях ЭПР

3.4. ОДМР точечных дефектов в КНС

3.4.1. ОДМР точечных дефектов, возникающих в процессе формирования КНС

3.4.2. ОДМР центров эрбия, встроенных в кремниевые микрорезонаторы перед процессом формирования КНС

Выводы

Глава 4. Спиновая поляризация в краевых каналах кремниевых

наносандвичей

4.1. Квантовая лестница проводимости в краевых каналах КНС

4.2. Влияние спонтанной спиновой поляризации на поведение особенности

Л

0,7-(2е /И) в краевых каналах КНС

4.3. Влияние спин-орбитального взаимодействия Бычкова - Рашбы на квантовый транспорт в краевых каналах КНС

4.4. Эффект полевого спинового транзистора в краевых каналах КНС..177 Выводы

Глава 5. Квантовый интерферометр Ааронова - Бома на основе кремниевого наносандвича

5.1. Фазовые соотношения квантового транспорта в квазиодномерных

Л

каналах КНС в области 0,7-(2е /Ь) особенности квантовой лестницы проводимости

5.2. Режим слабой локализации в квантовом интерферометре Ааронова-Бома

5.3. Влияние оптической поляризации ядер на квантовую интерференцию в квазиодномерных каналах на поверхности КНС

Выводы

Заключение

Список сокращений и условных обозначений Список литературы

220

4

Введение

Актуальность темы исследования

Развитие и совершенствование планарной технологии в первые десятилетия 21 века привело к созданию высокопроизводительных процессоров с размером элементов всего в несколько нанометров. В основе практически всех промышленных технологий получения низкоразмерных элементов используется тот или иной вид облучения. Как правило, это ионная имплантация, протонная бомбардировка, облучение в диапазоне длин волн вакуумного ультрафиолета и т.п. Такое воздействие, в свою очередь, неминуемо приводит к возникновению многочисленных радиационных дефектов в низкоразмерных структурах, избавление от которых является очень сложной задачей. Следует заметить, что технологиями с размером элементов ниже 14 пш обладают в мире только несколько компаний, чья конкурентная борьба привела к гонке за снижение размера элементов, и, соответственно, за увеличение их количества на единицу площади. Однако в настоящее время ситуация близка к насыщению по нескольким причинам. Во-первых, существуют фундаментальные физические ограничения по созданию оборудования для реализации технологии с размером элементов меньше 1 пш. Во-вторых, огромная плотность элементов в чипе процессора при любых вариантах его классической архитектуры (питание от источника постоянного стабилизированного напряжения) приводит к протеканию большого рабочего тока через единицу площади, что приводит к необходимости решать сложную задачу отвода Джоулева тепла. То, что данная проблема рано или поздно возникнет, стало очевидным уже несколько десятилетий назад. На сегодняшний день понятно, что дальнейшее наращивание концентрации элементов при уменьшении их размеров станет в ближайшем будущем практически невозможным.

Вышесказанное позволяет предположить, что создание низкоразмерных структур, в которых реализуется квантовый транспорт носителей заряда, приведет к прорыву, к новому качественному скачку в развитии быстродействующей

высокопроизводительной электроники. Разработки в этом направлении базируются на достижениях нанофизики и нанотехнологии квантово-размерных структур, в которых наблюдаются эффекты размерного квантования, квантовая интерференция, осуществляется баллистический транспорт и одноэлектронное туннелирование носителей заряда. Кроме того, в последние десятилетия особое внимание уделялось развитию такого направления нанофизики, как спинтроника, в рамках которой изучались эффекты квантового спин-зависимого транспорта, такие как квантовая спиновая интерференция и спиновый транзистор.

Однако, несмотря на значительные успехи в нанофизике и криоэлектронике, такие, например, как применение наноструктур, представляющих серию джозефсоновских переходов [1], на мировом рынке отсутствуют полупроводниковые приборы, в которых осуществляется квантовый транспорт носителей заряда. Переход от дрейфового режима работы квантово-размерных структур к квантовому режиму оказался весьма сложной задачей, несмотря на использование новых материалов [2, 3]. Причем квантовые макроскопические эффекты практически не используются в современных разработках наноэлектроники.

Использование квантового транспорта, а также применение переходов Джозефсона в промышленной наноэлектронике, не дали ожидаемого результата, поскольку их работа возможна лишь при низких температурах. Попытки использования в наноэлектронике, как неклассических сверхпроводников (ВТСП), так и гибридных наноструктур, представляющих собой сочетание сверхпроводников с полупроводником, тоже не увенчались успехом, что в большой степени связано со значительными трудностями получения на их основе р-п - переходов [4]

Следует отметить, что для практической реализации характеристик квантового транспорта необходимо использовать низкие температуры, в первую очередь для подавления электрон-электронного взаимодействия (ЭЭВ). Частично данная проблема была решена при исследовании характеристик графеноподобных систем, которые, как оказалось, способны демонстрировать макроскопические

квантовые эффекты даже при комнатной температуре. Следует отметить, что ЭЭВ в наноструктурах при высоких температурах (около 300 К) пагубно сказывается не только при осуществлении квантового транспорта, но и в дрейфовом режиме. Во всех известных на сегодняшний день технологических разработках рекордные значения подвижности носителей заряда (д) в полупроводниковых наноструктурах были получены при низких температурах, а при повышении температуры до 300К подвижность резко падала из-за снижения времени релаксации носителей за счет ЭЭВ.

Исходя из вышесказанного, можно с уверенностью говорить об особой роли границ квантовых объектов, поскольку именно вблизи них ЭЭВ происходит с наибольшей интенсивностью. Иными словами, необходимое условие реализации квантового транспорта при высоких температурах - это эффективное подавление ЭЭВ.

Степень разработанности темы

Поиски решения данной проблемы привели к развитию нового направления в нанофизике, в котором активно исследуются свойства топологических сверхпроводников и изоляторов [5-10]. Также как и в классической физике полупроводников и диэлектриков в топологическом изоляторе существует объемная запрещенная зона, которая отделяет энергетические уровни валентной зоны и зоны проводимости. Но, помимо этого, на краях двумерных и на поверхности трехмерных топологических изоляторов обнаруживаются бесщелевые состояния, которые возникают благодаря различным комбинациям спин-орбитального взаимодействия. В этих условиях может возникать спиновая интерференция носителей, характеристики которой управляемы внешним воздействием путем варьирования электрическим и магнитным полями. Таким образом, появляется возможность говорить о реализации квантового транспорта в условиях спиновой интерференции [10]. Ранее краевые топологические каналы (КК) наблюдались экспериментально только в квантовых ямах на основе HgTe/CdTe и InAs/GaSb, а кроме того, были обнаружены на поверхности некоторых трехмерных структур (В^^^, Bi2Se3, Bi2Te3, и Sb2Te3) [7, 11-16].

Следует отметить, что впервые роль квантового транспорта в краевых каналах была описана Маркусом Буттикером. В его работе [17] было показано, что, изменяя число подзон двумерной структуры, например, варьируя величиной магнитного поля, можно добиться возникновения в ней проводящих краевых каналов, благодаря чему регистрируется целочисленный квантовый эффект Холла и другие квантовые макроскопические эффекты. Данная работа послужила основой для дальнейших широких исследований, направленных на создание и изучение двумерных структур с краевыми каналами. Причем основное внимание исследователей сосредоточилось на изучении краевых состояний в топологических изоляторах как наиболее перспективных объектах, в которых может быть реализован квантовый транспорт. Это связано с тем, что в таких структурах ЭЭВ не должно существенно влиять на краевые состояния, поскольку в них формируются пространственно разделенные одномерные КК, содержащие носители с противоположной ориентацией спинов. Перспективность применения топологических систем для решения проблем квантового транспорта в низкоразмерных структурах была подтверждена экспериментальным обнаружением квантового спинового эффекта Холла без приложения внешнего магнитного поля [12].

В последнее время рассматриваются методы, позволяющие нивелировать негативное влияние границ низкоразмерных структур, которое усиливает ЭЭВ. К таким методам относится использование оболочек, состоящих либо из d- и £ подобных примесных центров [18, 19], либо из negative-U центров, которые обладают отрицательной корреляционной энергией [20-25]. Причем negative-U центры представляют собой реконструированные примесные диполи, D+ - D-, в присутствии которых подавляется ЭЭВ вследствие их взаимодействия с носителями в КК. Следует отметить, что использование negative-U центров, локально встроенных в цепочки низкоразмерных сверхпроводящих структур, представляется перспективной для повышения критической температуры Тс [2629].

Таким образом, использование подобных оболочек КК, является одним из перспективных способов для наблюдения макроскопических квантовых эффектов при высоких температурах. Также следует отметить, что это открывает перспективы получения и исследования топологических изоляторов на основе классических полупроводников. Очевидно, что в краевых каналах, ограниченных цепочками negative-U примесных диполей, будет эффективно подавляться ЭЭВ. Следствием использования negative-U оболочек является возникновение спиновой поляризации носителей в КК, что открывает перспективы для создания спинового транзистора на основе классических полупроводников и, тем самым, способствует развитию высокотемпературной спинтроники. Причем наличие встроенного р-п перехода в КК открывает перспективы управления спин-орбитальным взаимодействием.

Отличие кремниевых наноструктур от большинства используемых низкоразмерных систем на основе классических полупроводников заключается в том, что сверхузкая квантовая яма, ограниченная КК, представляет собой р-область р-п перехода, что позволяет использовать различные сочетания магнитных, электрических и оптических методик для изучения характеристик спиновой интерференции.

Цель диссертационного исследования

Изучение характеристик спиновой интерференции в кремниевых наносандвич (КНС) структурах на поверхности монокристаллического кремния Si п-типа, которые представляют собой квантовые ямы (КЯ) р - типа, ограниченные цепочками negative-U примесных центров.

В таких КНС структурах, являющихся объектом исследования, спиновая интерференция одиночных носителей заряда осуществляется в краевых топологических каналах КЯ, ограниченных оболочками, состоящими из цепочек пegative-U примесных центров на поверхности монокристаллов кремния Si (100) п-тиш. Причем краевые каналы, в которых носители имеют высокую степень спиновой поляризации, являются основным предметом диссертационного исследования.

Область исследования

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности: 1.3.8 -Физика конденсированного состояния.

Задачи исследования:

1) экспериментально реализовать КНС структуры, содержащие одиночную сверхузкую квантовую яму р-типа проводимости, краевые каналы которой ограничены оболочками, состоящими из цепочек negative-U примесных центров;

2) исследовать транспортные характеристики в условиях спиновой интерференции носителей в КК КНС структуры, возникающие вследствие захвата одиночных квантов магнитного потока;

3) обнаружить и исследовать одиночные точечные центры в краевых каналах кремниевой квантовой ямы с помощью классического электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), электрического детектирования электронного парамагнитного резонанса (ЭДЭПР) и оптического детектирования магнитного резонанса (ОДМР) при высоких температурах вплоть до комнатной без применения внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ;

4) обнаружить и исследовать квантовую лестницу проводимости в краевых каналах кремниевой квантовой ямы, возникающей в условиях спиновой интерференции;

5) исследовать вклад спин-орбитального взаимодействия (СОВ) Бычкова -Рашбы и спонтанной спиновой поляризации дырок в спин-зависимые транспортные явления в краевых каналах КНС;

6) исследовать поведение осцилляций Ааронова-Кашера продольной проводимости краевых каналов кремниевой квантовой ямы в зависимости от напряжения вертикального затвора, которые демонстрируют эффект спинового полевого транзистора;

7) исследовать транспортные фазовые сдвиги характеристик краевых каналов, которые возникают в условиях спиновой интерференции в краевых каналах КНС с помощью интерферометра Ааронова-Бома.

Научная новизна:

1. Получены КНС структуры, содержащие одиночную продольную квантовую яму, ограниченную negative-U 5-барьерами, краевые каналы которой также заключены в negative-U оболочки, что обеспечивает в них высокое время релаксации одиночных носителей заряда в условиях подавления электрон-электронного взаимодействия.

2. Обнаружены и исследованы ЭПР, ЭДЭПР и ОДМР одиночных точечных центров в краевых каналах кремниевой квантовой ямы при высоких температурах вплоть до комнатной без применения внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ.

3. Продемонстрирован эффект полевого спинового транзистора при исследовании осцилляций Ааронова-Кашера продольной проводимости краевых каналов кремниевой квантовой ямы в зависимости от напряжения вертикального затвора, управляющего величиной спин - орбитального взаимодействия.

4. Обнаружена квантовая лестница проводимости в краевых каналах кремниевой квантовой ямы, возникающая в условиях захвата одиночных квантов магнитного потока.

5. Обнаружены фазовые сдвиги в характеристиках интерферометра Ааронова - Бома, возникающие благодаря эффекту Оверхаузера, индуцированному в результате сверхтонкого взаимодействия ядерных моментов

с одиночными носителями, туннелирующими через квантовый точечный контакт, встроенный в краевой канал КНС.

Практическая значимость работы:

1. Экспериментальная реализация КНС структур, в краевых каналах которых осуществляется квантовый транспорт одиночных носителей заряда при высоких температурах, благодаря эффективному подавлению ЭЭВ вследствие наличия negative-U оболочек.

2. Разработка методик регистрации ЭПР, ЭДЭПР и ОДМР одиночных точечных центров в краевых каналах кремниевой квантовой ямы при высоких температурах вплоть до комнатной без применения внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ.

3. Демонстрация эффекта полевого спинового транзистора при высокой температуре (77К).

Методология и методы исследования

Экспериментальная реализация вышеуказанных цели и задач данной диссертационной работы требует проведения всесторонних исследований, поскольку КНС структура является объектом, проявляющим разнообразные свойства, которые открывают перспективы его применения в различных областях нанофизики. Поэтому в данной работе применялся широкий круг экспериментальных методов, использующихся в современной физике конденсированного состояния. Для исследования магнитного резонанса использовались методы классического циклотронного резонанса (ЦР) и его оптического (ОДЦР) и электрического (ЭДЦР) детектирования, электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и его оптического (ОДМР) и электрического (ЭДЭПР) детектирования. Исследования спиновой интерференции проводились с помощью современной методики с использованием интерферометра Ааронова-Бома. Для изучения влияния на спиновую интерференцию поля Оверхаузера применялись методы оптической поляризации ядер и электрической регистрации ядерного магнитного резонанса (ЯМР). При проведении экспериментов для сбора данных применялся язык графического программирования LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), а для обработки больших массивов данных и построения графиков использовался программный продукт Origin

На защиту выносятся следующие положения:

1. Условия паритета механизмов примесной диффузии обеспечивают формирование наносандвич - структуры, представляющей собой одиночную сверхузкую кремниевую квантовую яму р-типа, краевые каналы которой ограничены цепочками negative-U примесных центров.

2. Оболочки краевых каналов квантовой ямы, состоящие из цепочек negative-U примесных центров, обеспечивают высокое время релаксации одиночных носителей вследствие подавления электрон-электронного взаимодействия.

3. Реализация характеристик спиновой интерференции позволяет регистрировать ЭПР, ЭДЭПР и ОДМР одиночных точечных центров в краевых каналах кремниевой квантовой ямы при высоких температурах вплоть до комнатной без применения внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ.

4. В условиях спиновой интерференции в краевых каналах кремниевой квантовой ямы реализуется квантовая лестница проводимости вследствие захвата одиночных квантов магнитного потока.

5. Осцилляции Ааронова-Кашера продольной проводимости краевых каналов кремниевой квантовой ямы в зависимости от напряжения вертикального затвора, управляющего величиной спин - орбитального взаимодействия, проявляют эффект полевого спинового транзистора.

6. Сверхтонкое взаимодействие одиночных носителей заряда, туннелирующих через встроенный в краевой канал КНС квантовый точечный

29

контакт, с ядерными моментами Si индуцирует эффект Оверхаузера, что приводит к дополнительному фазовому сдвигу в характеристиках интерферометра Ааронова - Бома.

7. Оптическая ядерная поляризация моментов определяет характеристики кремниевых интерферометров Ааронова - Бома.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современных экспериментальных методов исследования с использованием высокоточной измерительной техники, а также разнообразием применяемых исследовательских методов, подтверждающих полученные результаты. Кроме того, достоверность подтверждается хорошим совпадением полученных экспериментальных результатов с расчетными значениями.

Вклад автора в решение поставленных задач состоит в разработке и формулировании цели работы, определении направлений экспериментальных исследований и их практической реализации.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спиновая интерференция в кремниевых наноструктурах»

Апробация работы

Результаты, полученные в диссертации, были представлены на:

- 4й, 5й и 6й Международных конференциях по диффузии в материалах (DIMAT'96, Nordkirchen, Germany, 1996; DIMAT'2000, Paris, France, 2000; DIMAT'2004, Krakow, Poland, 2004);

- 5й и 6й Международных конференциях по геттерированию и дефектной инженерии в полупроводниковой технологии (GADEST V, Klingemuhle, Germany,1993; GADEST VI, Wulkow, Germany, 1995);

- 23й, 26й, 28й, 29й, 31й, 32й, 33й и 34й Международных конференциях по физике полупроводников (ICPS-23, Berlin, Germany, 1996; ICPS-26, Edinburgh, U.K., 2002; ICPS-28; Vienna, Austria, July 24-28, 2006; ICPS-28, Rio, Brasil, 2008; ICPS-31, Zurich, Switzerland, 2012; ICPS-32, Austin, USA, 2014; ICPS-33, Beijing, China, 2016; ICPS-34, Montpellier, France, 2018);

- 18й, 19й, 20й, 21й, 22й, 25й, 27й и 28й Международных конференциях по дефектам в полупроводниках (ICDS-18, Sendai, Japan, 1995; ICDS-19, Aveiro, Portugal, 1997; ICDS-20, Berkeley, USA., 1999; ICDS-21, Giessen, Germany, 2001; ICDS-22, Aarhus, Denmark, 2003; ICDS-25, St.Petersburg, Russia, 2009; ICDS-27, Bologna, Italy, July 28-August 2, 2013; ICDS-28, Espoo, Finland, 2015);

- 9й Международной конференции по сверхрешеткам, микроструктурам и микроприборам (ICSMM9, Liege, Belgium, 1996);

- 7й Международной конференции по мелким центрам в полупроводниках (SLCS-96, Amsterdam, theNetherlands, 1996);

- 14й, 17й и 20й Международных конференциях по электронным свойствам двумерных систем (EP2DS-14, Praha, Czech Republic, 2001; EP2DS-17, Genoa, Italy, 2007; EP2DS-20, Wroclaw, Poland, 2013);

- 10й, 13й и 16й Международных конференциях по модулированным полупроводниковым структурам (MSS-10, Linz, Austria, 2001; MSS-13, Genoa, Italy, 2007; MSS-16, Wroclaw, Poland, 2013);

- 4й и 11й Международных конференциях по физике взаимодействия света и вещества в наноструктурах (PLMCN-4, St.Petersburg, Russia, 2004; PLMCN-11, Berlin, Germany, 2011)

- Международной конференции по сильно коррелированным электронным системам (SCES '05, Vienna, Austria, 2005);

- 9й Международной конференции по нанофизике и технологии (ICN&T 2006 - NANO9 meetsSTM'6, Basel, Switzerland, 2006);

- 10й Международной конференции по наноструктурированным материалам (NANO2010, Roma, Italy, 2010);

- 8й Международной конференции «Кремний -2011» (Moscow, Russia, 2011);

- 10й Российской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, Россия, 2011).

Публикация результатов исследований

По теме диссертации опубликованы 48 печатных работ в российских и зарубежных изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 247 страницах, состоит из введения, пяти глав, включающих 84 рисунка, заключения и списка использованной литературы из 205 источников.

В первой главе рассматриваются диффузионные механизмы получения КНС структур, представляющие собой квантовые ямы р - типа, ограниченные цепочками negative-U примесных центров, а также приведены различные экспериментальные исследования, подтверждающие эффективное подавление ЭЭВ в краевом канале квантовой ямы КНС. Кроме того, представлена экспериментальная реализация в КЯ КНС режима топологического диэлектрика с проводящими парными краевыми каналами, в которых одиночные носители имеют противоположную ориентацию спинов. Это, в свою очередь, создает условия для реализации принципиально новых вариантов спин-зависимого транспорта, которые ранее не наблюдались ни в каких известных 1D или 2D системах.

Вторая глава посвящена исследованиям транспортных характеристик в условиях спиновой интерференции носителей в краевых каналах КНС структуры, возникающих вследствие захвата одиночных квантов магнитного потока.

В третьей главе представлены результаты исследования ЭПР, ЭДЭПР и ОДМР одиночных точечных центров в краевых каналах кремниевой квантовой ямы при высоких температурах вплоть до комнатной без применения внешнего резонатора, источника и приемника СВЧ.

В четвертой главе исследована квантовая лестница проводимости, возникающая вследствие спиновой интерференции одиночных носителей в краевых каналах КНС. Продемонстрирован эффект полевого спинового транзистора при высокой температуре (77 К).

Пятая глава посвящена исследованию фазовых сдвигов характеристик спиновой интерференции в квазиодномерных каналах КНС, сформированных в топологии интерферометра Ааронова-Бома. Показано, что фазовые сдвиги в характеристиках интерферометра Ааронова - Бома возникают благодаря эффекту Оверхаузера, индуцированному в результате сверхтонкого взаимодействия ядерных моментов 29Б1 с одиночными носителями, туннелирующими через квантовый точечный контакт, встроенный в краевой канал КНС.

Глава 1. Получение и свойства кремниевых наносандвичей

В настоящее время в рамках планарной кремниевой технологии разработано и широко применяется множество способов создания мелких р-n переходов с высокой концентрацией примеси в легированной области. Среди этих технологических методов следует выделить такие направления, как ионную имплантацию и целую группу CVD (Chemical Vapour Deposition) технологий (включая диффузию из газовой фазы), позволяющих получать наиболее мелкие и резкие примесные профили с наивысшей концентрацией легирующей примеси. Многочисленные исследования показали, что в процессе создания легированной области огромную роль играют точечные дефекты (собственные междоузельные атомы (СМА) и вакансии), движение которых, как непосредственно во время легирования, так и на предварительных высокотемпературных технологических операциях, во многом определяют резкость и глубину примесного профиля, поскольку их потоки, взаимодействуя с потоком легирующей примеси, могут как ускорять, так и тормозить проникновение примесных атомов вглубь монокристалла кремния [30]. Далее будет показано, что при высокой температуре движение СМА и вакансий в кремниевых монокристаллах носит анизотропный характер определяемый типом кристаллической решетки кремния, причем энергетически более выгодное направление движения для вакансий является (100), в то время как СМА - (111). Таким образом, используя данную анизотропию, можно управлять процессом создания примесного профиля, используя либо kick-out (в условиях избытка СМА), либо вакансионный (в условиях избытка вакансий) механизмы диффузии, конструируя примесные профили с заранее заданными параметрами. При этом возможно создание встроенных в примесный профиль микрорезонаторов, стенки которых формируются за счет скопления СМА, а пространство внутри резонатора - за счет скопления вакансий.

Следует заметить, что в таких сложных технологических процессах создания легированных областей, как ионная имплантация, ростовые

эпитаксиальные методы и др., другими словами в многофакторных процессах, вышеописанное управление потоками точечных дефектов представляется чрезвычайно сложным процессом именно из-за многофакторности. Если для получения легированного профиля использовать диффузию из газовой фазы, можно существенно снизить многофакторность поставленной задачи конструирования примесного профиля. По этой причине в настоящей работе для создания КНС структур использовалась диффузия легирующей примеси (бора) в условиях управления потоками точечных дефектов - СМА и вакансий на поверхности монокристаллической кремниевой подложки п-типа с ориентацией (100).

1.1. Технология получения КНС структур

Известно, что получение оксидных слоев на поверхности монокристаллического кремния способствует генерации избыточных потоков СМА и вакансий с преимущественной кристаллографической ориентацией вдоль оси <111> и <100> соответственно (Рисунок 1а). [31-35]. На начальном этапе окисления в тонком слое двуокиси кремния (БЮ2) возникает избыточная концентрация СМА, что приводит к формированию микродефектов. Тем временем встречные потоки вакансий способствуют их аннигиляции (рис. 1а, 1б). Поскольку вакансии и СМА, по-видимому, определяются отрицательным и положительным зарядовыми состояниями реконструированной оборванной связи кремния [32, 36], размер микродефектов, состоящих из собственных междоузельных атомов, вблизи поверхности (100) должен быть ограничен 2 нм. Таким образом, распределение микродефектов, созданных на начальной стадии окисления, по-видимому, представляет собой фрактал типа салфетки Серпинского, в который, в результате процессов самоорганизации, встроена кремниевая квантовая яма (Рисунок 1Ь) [32-34].

При увеличении времени процесса окисления размеры микродефектов увеличиваются, что приводит к воспроизведению фрактальной структуры на

другом уровне. В этой ситуации Pb-центры играют роль зародышей следующего поколения микродефектов (Рисунок 1с) [36, 37]. Длительное окисление соответственно приводит к образованию толстого оксидного слоя, который способствует генерации окисленной поверхностью избыточной концентрации вакансий. Это, в свою очередь, вызывает интенсивный распад вышеупомянутых микродефектов, что приводит к самоорганизации латеральных кремниевых квантовых ям (Рисунок 1d).

Для решения некоторых задач оптоэлектроники и наноэлектроники встроенные во фрактал микродефектов в результате процессов самоорганизации кремниевые КЯ представляют собой основу для электрически и оптически активных микрорезонаторов, однако высокая концентрация оборванных связей на интерфейсах препятствует такому применению. Поэтому последующая кратковременная диффузия бора целесообразна для пассивации кремниевых вакансий, создающих оборванные связи при предварительном окислении поверхности Si(100), способствуя тем самым превращению массивов микродефектов в нейтральные 5-барьеры, ограничивающие ультра узкую, 2 nm, кремниевую КЯ (Рисунки 1e, f и g).

Многочисленные исследования, проведенные за прошедшие десятилетия, показали, что диффузия в полупроводниках во многих случаях не подчиняется классическому уравнению диффузии, и необходимо учитывать влияние дополнительных факторов, которые могут как ускорять, так и замедлять диффузионные процессы. В работе [30], например, было показано, что неравновесная диффузия в полупроводниках определяется двумя основными механизмами, стимулирующими наиболее быструю диффузию легирующих примесей и обеспечивающими достаточно резкий диффузионный профиль. Оба механизма носят ярко выраженный обменный характер: первый -kick-out механизм - обмен между собственным межузельным атомом и атомом легирующей примеси по типу междоузлие - узел - междоузлие, второй -вакансионный механизм - аналогичный обмен между вакансией и примесным атомом. Доминирование kick-out или вакансионного механизмов определяется

Рисунок 1. Схема самоорганизующихся кремниевых квантовых ям (КЯ), полученных путем варьирования толщины оксидного слоя, приготовленного на пластине Si (100). Белыми и черными шариками отмечены СМА и вакансии, группирующиеся в микродефекты (а, Ь). Потоки избыточных СМА и вакансий ориентируются вдоль осей <111> и <100>, соответственно. Образование продольных кремниевых КЯ происходит за счет вырастания тонкого оксидного слоя (Ь), тогда как наращивание толстого оксидного слоя приводит к образованию дополнительных латеральных кремниевых КЯ (ё). Кроме того, в средних и толстых оксидных слоях образуются самоорганизующиеся микродефекты фрактального типа (с). Атомы бора замещают позиции вакансий в процессе последующей кратковременной диффузии после изготовления маски и травления, тем самым пассивируя группы микродефектов и формируя нейтральные 5-барьеры, ограничивающие как продольные (е, 1), так и поперечные (§) кремниевые КЯ.

преобладанием скорости генерации неравновесных междоузельных атомов или вакансий, соответственно.

В настоящее время появилась возможность управлять равновесием между kick-out и вакансионным механизмами примесной диффузии путем изменения условий генерации собственных междоузельных атомов и вакансий на поверхности раздела монокристаллический кремний - окисел [35, 38, 39]. Например, при окислении кремниевой поверхности в условиях высоких температур в объем кристалла устремляется избыточный поток СМА, стимулирующий диффузию легирующей примеси по kick-out механизму. Наличие на поверхности монокристаллического кремния толстого окисла в сочетании с низкими температурами диффузии создает поток неравновесных вакансий, что приводит к доминированию вакансионного механизма.

Естественно предположить, что должны существовать такие условия технологических процессов пассивационного легирования кремниевых наноструктур, вследствие реализации которых будет достигаться паритет между kick-out и вакансионным механизмами диффузии, что приводило бы к почти полной аннигиляции СМА и вакансий и, как следствие, вызывало торможение диффузии и, соответственно, резко уменьшило глубину диффузионного профиля.

Экспериментально установлено, что применение тонких слоев окисла и высоких температур диффузии стимулирует преимущественную генерацию СМА окисленной поверхностью и тем самым резко ускоряет диффузию примесей (бор, фосфор, мышьяк), проникающих в кремниевый монокристалл по кюк-out механизму [30, 38]:

Xi^Xs+1 (1.1.1)

где Xi, Xs - легирующий компонент в междоузельной и узельной позиции соответственно, а I - собственный междоузельный атом. Напротив, использование толстых слоев окисла и низких температур диффузии приводит к избыточному потоку вакансий с поверхности раздела кремний - окисел в объем кристалла и

соответствующему доминированию вакансионного механизма диффузии легирующей примеси [30]:

X + V ++XS ( 1.1.2 )

где V- вакансия.

Коэффициент диффузии легирующей примеси в условиях окисления монокристаллической поверхности определяется вкладом как кюк-out (D/), так и вакансионного (DV) механизмов [40]:

C C

Dox = + > ( 1.1.3 )

где С/, CV - концентрации СМА и вакансий, генерируемых окисленной

поверхностью; CI ? Cv - их равновесные значения в объеме.

Если ввести в рассмотрение коэффициенты относительного вклада kick-out (Ф/ = D//D) и вакансионного (0V = DV/D = 1 - Ф/) механизмов диффузии (D= D/

+ DV), а также отношения избыточных концентраций СМА

i f^eq \

Cv — Cv

г с - q^

sI =—-—

v 1 ceq j

и

вакансий

sv

v eq

V Cv J

, то нетрудно видеть, что можно достигнуть

значительного ускорения диффузии как при О1>> Оу, так и при Оу>> О/

Эох = О (1 + Дх ) , ( 1.1.4 )

где

В - в

А = = Ф& + (1.1.5)

В условиях динамического равновесия ( C/CV =

ceqcq)

s

A=(2Ф, +0IsI - (1.1.6)

или

,. s

rS,

Aox =(2ФГ +Ф^Г -l)—(1.1.7)

1 + Sv

В области высоких температур диффузии доминирует kick-out механизм (Ф> 0.5), в то время как при низких температурах - вакансионный (Фу> 0.5) [30, 38].

В случае Ф1 = Фу = 0.5 усиление диффузии (Aox> 0) может быть достигнуто только при избыточной генерации СМА (s> 0, sy<~0) или вакансий (s< 0, sV> 0). Как отмечалось выше, баланс между s/ и sV достигается в условиях варьирования толщины окисла. Например, если s/= sV = 0, Aox=0, то ускорения диффузии не происходит ни при каких температурах. Таким образом, варьируя толщину окисла, можно минимизировать Dox^D при различных температурах диффузии. Наиболее легко этот минимум может быть достигнут в области паритета диффузионных механизмов (Ф/ = Фу). Резкое ускорение диффузии возникает при Ф1 > Фу и s/ > 0, что соответствует применению тонких окислов и высоких температур. Аналогичный эффект наблюдается при Фу> Ф/, sV> 0 в случае использования толстых окислов и низких температур диффузии. Таким образом, экспериментальная реализация паритета диффузионных механизмов ( Ф/= Фу) и

полной аннигиляции вакансий и СМА (s/= sy = 0) вблизи рабочей поверхности

+

делает возможным получение очень мелких поверхностных p - квантовых ям, сильно легированных бором, на поверхности n- типа монокристаллов кремния [35].

Следует отметить, что описанная выше картина может в значительной степени измениться при наличии окисла на обеих сторонах кремниевой пластины [35]. В этом случае компоненты коэффициента диффузии легирующей примеси, обусловленные диффузионными механизмами (вакансионным и kick-out) и

д С

определяемые потоками вакансий ~ и собственных междоузельных атомов

д х

д с

д х

д С д х

, генерированных как с рабочей

д сг, дс. г

д х

Т

сторон пластины выражаются

д х

так и с тыльной

д Су

д х

т

(д Су . д Су ж л

Ву = х — г-—^ Т

V

д х

д х

у

(1.1.8)

(д Сг . д Сг жл

в = л —1 г—- т

V

д х

д х

у

(1.1.9)

где^ и х - параметры, зависящие от типа взаимодействия между примесным атомом и первичными дефектами, а также от их заряда. Из уравнений (1.1.8) и (1.1.9) следует, что присутствие окисла как на рабочей, так и на тыльной стороне подложки уменьшает градиент потока СМА и вакансий в процессе диффузии легирующей примеси. При наличии тонких слоев БЮг на обеих поверхностях кремниевой пластины в условиях высоких температур диффузии поток СМА с тыльной стороны подложки становится равным потоку с лицевой стороны, что

д С1 , д С1 .

приводит к уменьшению глубины профиля ( ^ ^ г ^ д х ' ^ 0

; Аох^о).

Похожее поведение профиля наблюдается в присутствии избытка вакансий, генерированных с обеих сторон, покрытых толстым окисным слоем д С , д С ж

г = т ф 0 ;Аох ^ 0. Таким образом, избыточные потоки СМА и

д х

д х

вакансий могут в значительной степени быть заторможены в присутствии окисла на обеих сторонах кремниевой пластины. При температурах, соответствующих явному доминированию одного из двух вышеописанных диффузионных

механизмов (Ф/> Фу или Фу> Ф/), максимальный по глубине профиль легирующей примеси достигается при средних значениях толщины слоя окисла

д Q , д Cj ж

(s/=sy= 0) на обеих сторонах пластины (—— ^ = —— Т ^ 0 или

д x д x

д C I д C ж

—— ^ = —— Т ^ 0) - противоположность вышеописанному процессу нанесения

окисла только на рабочую сторону пластины.

Таким образом, поведение профиля диффузии как функции толщины окисла, выращенного на обеих сторонах подложки, является антисимметричным в случае равновесия между вакансионным и kick-out механизмами диффузии, которые могут быть реализованы при использовании подложки с окисным слоем, выращенным только на рабочей стороне.

В рамках рассмотренной выше концепции были изготовлены кремниевые КНС структуры, содержащие самоупорядоченные кремниевые КЯ p-типа

9 12 2

проводимости с различной плотностью дырок (10 ^10 см-), на подложках из монокристаллов n- Si (100).

Подложки из монокристаллов n- Si (100) (р = 20 Qcm) толщиной 0,35 мм предварительно окислялись в атмосфере сухого кислорода с добавлением паров СС14 при температуре 1150°С. Продолжительность процесса окисления варьировали от 20 минут до 24 часов в целях получения образцов с различной толщиной слоя SiO2. При проведении окисления в этих условиях было использовано дополнительное управляемое введение в газовую фазу сухого кислорода и хлора, что обеспечивало прецизионную поверхностную инжекцию собственных междоузельных атомов и вакансий, вследствие чего в дальнейшем обеспечивалось равновесие между вакансионным и kick-out механизмами диффузии. Кроме того, необходимо заметить, что дополнительное введение хлора в газовую фазу уменьшает число оборванных связей на поверхности структуры. Далее с помощью фотолитографии и последующего химического вытравливания окон в слое SiO2 формировали топологию в холловской геометрии. Затем через вытравленные окна в слое SiO2 производили диффузию бора в

атмосфере водорода и диборана в течение пяти минут при температуре диффузии в диапазоне 800 - 1100°С. Переменными параметрами диффузионного эксперимента были толщина оксидного слоя и уровни хлора в газовой фазе в процессе диффузии [32, 35]. Уровень хлора в газовой фазе регулировался прецизионной подачей паров HCl.

Данные ВИМС - измерений диффузионных профилей представлены на Рисунке 2. Результаты экспериментов, проведенные при температуре диффузии 800оС (Рисунок 2а) и 1100оС (Рисунок 2с) в полном соответствии с вышесказанным демонстрируют доминирование вакансионного и kick-out механизмов диффузии, соответственно. Особое внимание, с точки зрения поставленной задачи, следует обратить на результаты ВИМС - измерений диффузионных профилей, полученных при температуре диффузии 900оС (Рисунок 2b). С помощью ВИМС-измерений была определена концентрация бора

21 3

5-10 см- внутри диффузионного профиля, и его глубина, равная 8 нм в наноструктурах с использованием тонкого слоя двуокиси кремния (Рисунок 2b, кривая 1). Идентификация самоорганизующихся внутри профиля диффузии кремниевых КЯ, ограниченных сильно легированными бором 5-барьерами, осуществлялась с помощью измерения удельного сопротивления в условиях послойного прецизионного стравливания, а также с помощью анализа результатов исследования угловых зависимостей циклотронного резонанса (ЦР).

Таким образом, становится ясным, что наиболее перспективным для получения резких узких КЯ является использование медленных режимов диффузии, что достигается в условиях равновесия вакансионного и kick-out механизмов. Такой паритет механизмов диффузии может быть достигнут в различных технологических режимах при варьировании как температуры диффузии, так и толщины окисла.

Заметим, что, поскольку паритетом двух вышеописанных диффузионных механизмов можно управлять, понятия «тонкий», «средний» и «толстый» окисел носят относительный характер. В наших экспериментах термин «тонкий» применим к окислу толщиной 0.05 - 0.35 мкм, а «толстый» - 0.7-1.1 мкм.

Рисунок 2. Результаты ВИМС-измерений зависимостей концентрации бора от глубины проникновения в диффузионных профилях, полученных при температурах диффузии 800°С (а), 900°С (Ь) и 1100°С (с) в Б1(100)-подложку п-типа (К(Р)=2^ 1014сш-3) через окна в тонком (1), среднем (2) и толстом (3) предварительно выращенном слое БЮ2.

1.2. Идентификация продольных и поперечных квантовых ям в кремниевых наносандвичах с помощью циклотронного резонанса

Идентификация и выявление пространственной ориентации КЯ представляет собой непростую задачу, которую можно решить различными способами, основывающимися на факте, что в плоскости узких КЯ реализуется высокая подвижность носителей тока, а в перпендикулярном плоскости КЯ направлении их транспорт ограничен. Поэтому можно предположить, что исследование угловой зависимости циклотронного резонанса фотовозбужденных носителей должно выявлять сведения об энергетической структуре КЯ.

При приложении к исследуемому образцу внешнего магнитного поля Н носители заряда в нем начинают двигаться по спиральным орбитам вокруг оси, совпадающей с направлением приложенного магнитного поля. Радиус таких орбит определяется формулой r = v/a>c (v- тепловая скорость движения носителей, юс - угловая скорость их вращения (циклотронная частота)) и, в условиях наблюдения ЦР (например Н=860 Oe и Т=4 К, для частоты электрического поля fc = 24 GHz, сос = 1.5-1011 s-1, v « 4-106 cm/s) составляет приблизительно ~10-5cm. При этом для того, чтобы за период времени между последовательным рассеянием на фононах, примесных атомах и различных дефектах носители заряда успели пройти хотя бы 1/2 л часть спиральной орбиты, они должны обладать достаточно большой средней длиной свободного пробега.

Чаще всего методика исследования ЦР применяется для нахождения тензора эффективной массы в объемных кристаллах. Однако, как будет показано далее, при исследовании ЦР в КЯ тензор эффективной массы сохраняется, но наблюдается еще и анизотропия амплитуды линий ЦР, поскольку при исследовании двумерных объектов поверхностные потенциалы играют определяющую роль. В ситуации, когда носители заряда движутся в плоскости КЯ, их подвижность увеличивается, что позволяет им пройти значительные расстояния без рассеяния. В результате этого при ЦР наблюдается усиление резонансного поглощения. В отличие от этого, при движении в направлении,

перпендикулярном плоскости КЯ, носители подвергаются сильному рассеянию от стенок КЯ, что приводит к уменьшению амплитуды резонансного сигнала. Поэтому, исследование вопроса о влиянии ориентации магнитного поля на изменение амплитуды резонансного сигнала должно выявить как наличие, так и ориентацию ограничивающего потенциала относительно кристаллографических осей полупроводникового кристалла.

Заметим, что анизотропия амплитуды линий ЦР наблюдалась еще в 1955 году в фундаментальной работе Дрессельхауза [41], в которой впервые с помощью исследования спектров ЦР был определен тензор эффективной массы в объемном монокристаллическом кремнии. Как потом выяснилось, эта анизотропия связана с поверхностным изгибом зон. Однако этому экспериментальному факту не было уделено достаточно внимания, поскольку усилия экспериментаторов были направлены на поиск тензора эффективной массы в объеме монокристаллического Si и определяющая роль поверхностных потенциалов в этих исследованиях, как известно теперь, в то время была проигнорирована.

1.2.1. Исследование классического циклотронного резонанса в кремниевых

наносандвичах

Регистрация и исследование угловых зависимостей ЦР проводилась с помощью ЭПР-спектрометра фирмы Брукер физик АГ в Х-полосе микроволновых частот 9.1-9.5 GHz при температуре 3.8 К. Экспериментально поглощение энергии при наступлении ЦР измерялось по изменению добротности микроволнового резонатора, содержащего исследуемый образец. Величину напряженности магнитного поля, приложенного к образцу, можно было изменять, получая, таким образом, зависимость поглощаемой мощности от напряженности магнитного поля. Для обеспечения стабильности температуры во время экспериментов резонатор с исследуемым образцом был заполнен жидким гелием.

При низких температурах, необходимых в этих опытах, равновесное число свободных носителей тока обычно слишком мало, чтобы можно было наблюдать резонансное поглощение. В кремнии, где энергия ионизации мелких примесных центров ~0.05 eV, микроволнового излучения оказывается недостаточно для ионизации, поэтому для создания свободных носителей тока использовалось световое возбуждение. Так как свет создает электронно-дырочные пары, то наблюдается как дырочный, так и электронный резонанс независимо от типа проводимости используемого образца.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Клячкин Леонид Ефимович, 2024 год

Список литературы

1. Nakamura, Y. Quantum-state control with a single-cooper pair box / Y. Nakamura, J.S. Tsai // J. Low Temp. Phys. - 2000. - Vol. 118. - № 5-6. - P. 765-779.

2. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films/ K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov [et al.]// Science. -2004. - Vol. 306. - № 5696. - P. 666-669.

3. C60: Buckminsterfullerene / H.W. Kroto, J.R. Heath, S.C. O'Brien [etal.] // Nature. - 1985. -Vol. 318. - P. 162-163.

4. Управление состояниями в сверхпроводниковых квантовых процессорах/ В.А. Вожаков, М.В. Бастракова, Н.В. Кленов[и др.] // УФН. - 2022. - Т. 192. - № 5. - с. 457-476.

5. Kane, C.L. Quantum Spin Hall Effect in Graphene / C.L. Kane, E.J. Mele // Phys. Rev. Lett. - 2005. - Vol. 95. - № 22. - P.226801.

6. Kane, C.L. Z2 Topological Order and the Quantum Spin Hall Effect / C.L. Kane, E.J. Mele // Phys. Rev. Lett. - 2005. - Vol. 95. - № 14. - P. 146802.

7. Fu, L. Topological Insulators in Three Dimensions / L. Fu, C.L. Kane, E.J. Mele // Phys. Rev. Lett. - 2007. - Vol.98 - № 10. -P. 106803.

8. Moore, J.E. Topological invariants of time-reversal-invariant band structures / J.E. Moore, L. Balents // Phys. Rev. B - 2007. - Vol.75. - № 12. - P.121306(R).

9. Roy, R. Z2 classification of quantum spin Hall systems: An approach using time-reversal invariance / R. Roy // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79. - № 19. -P.195321.

10. Hasan, M.Z. Colloquium: Topological insulators / M.Z. Hasan, C.L. Kane // Rev. Mod. Phys. - 2010.-Vol.82.- № 4.-P.3045-3068.

11. Bernevig, B.A. Quantum Spin Hall Effect and Topological Phase Transition in HgTe Quantum Wells / B.A. Bernevig, T.L. Hughes, S.-Ch. Zhang // Science. -2006. - Vol.314. - № 5806. - P.1757-1761.

12. Quantum Spin Hall Insulator State in HgTe Quantum Wells / M. König, S. Wiedmann, C. Brüne [et al.] // Science. - 2007. - Vol. 318. - № 5851.-P.766-770.

13. A topological Dirac insulator in a quantum spin Hall phase / D. Hsieh, D. Qian, L. Wray [et al.] // Nature. - 2008. - Vol.452. - P.970-974.

14. Observation of a large-gap topological-insulator class with a single Dirac cone on the surface / Y, Xia, D. Qian, D. Hsieh [et al.]// Nat. Phys. - 2009. -Vol.5. -P.398-402.

15. Zhang H., Liu C.X., Qi X.L., Dai X., Fang Z., Zhang S.C. Topological insulators in Bi2Se3, Bi2Te3 and Sb2Te3 with a single Dirac cone on the surface / H. Zhang, C.X. Liu, X.L. Qi [et.al.]// Nat. Phys. - 2009. -Vol.5. - № 6.- P.438-442.

16. Knez, I. Evidence for Helical Edge Modes in Inverted InAs/GaSb Quantum Wells / I. Knez, R.R. Du, G. Sullivan // Phys. Rev. Lett. - 2011. -Vol.107.-№22.-P.136603-136606.

17. Buttiker, M. Absence of back scattering in the quantum Hall effect in multi probe conductors / M. Buttiker // Phys. Rev. B - 1988. -V. 38. - № 14. - P. 9375-9389.

18. Zyuzin, A.A. RKKY interaction on surfaces of topological insulators with superconducting proximity effect / A.A. Zyuzin, D. Loss // Phys. Rev. B - 2014. - V. 90. - № 12. - P.125443.

19. Topological Superconductivity and Majorana Fermions in RKKY Systems /J. Klinovaja, P. Stano, A. Yazdani, D. Loss // Phys. Rev. Lett. - 2013. - Vol. 111.-№ 18.

- P.186805.

20. Баграев, Н.Т. Туннельные центры с отрицательным U и фотостимулированные реакции в полупроводниках / Н.Т. Баграев, В.А. Машков // Письма в ЖЭТФ - 1984. - T.39. - №5.-C.211-213.

21. Bagraev, N.T. Tunneling negative-U centers and photo-induced reactions in solids / N.T. Bagraev, V.A. Mashkov // Solid St. Commun. - 1984. - Vol. 51. - № 7.-P. 515-520.

22. Bagraev, N.T. A mechanism for two-electron capture at deep level defects in semiconductors / N.T. Bagraev, V.A. Mashkov // Soli dSt. Commun. - 1988. - Vol.65.

- №10.-P.1111-1117.

23. Kastner, M. Valence-Alternation Model for Localized Gap States in Lone-Pair Semiconductors / M. Kastner, D. Adler, H. Fritzsche // Phys. Rev. Lett. - 1976. -Vol.37. - №22.- P.1504 - 1506.

24.Baraff, G. A. Theory of the silicon vacancy: An Anderson negative-U system/ G. A. Baraff, E. O. Kane, M. Schlüter // Phys. Rev. B. - 1980. - Vol.21. - №12. -P.5662-5686.

25. Драбкин, И.А. Спонтанная диссоциация нейтральных состояний примесей на положительно и отрицательно заряженные состояния / И.А. Драбкин, Б.Я. Мойжес // ФТП - 1981. - Т. 15. - № 4. - С. 625-648.

26. Simanek, E. Superconductivity at disordered interfaces / E. Simanek // Solid State Commun. - 1979. - Vol.32.-№ 9. - P. 731-734.

27. Ting, C.S. Possible mechanism of superconductivity in metal-semiconductor eutectic alloys/ C. S. Ting, D. N. Talwar, K. L. Ngai // Phys. Rev. Lett. - 1980 - Vol. 45. - № 14.- P. 1213-1217.

28. Баграев, Н.Т. Спин-зависимые процессы в одномерных неупорядоченных системах оборванных связей в полупроводниках / Н.Т. Баграев, А.И. Гусаров, В.А. Машков // ЖЭТФ. - 1987. - T. 92 - № 3. - C. 968-988.

29. Баграев, Н.Т. Спин-коррелированный перенос электронов по оборванным связям в полупроводниках / Н.Т. Баграев, А.И. Гусаров, В.А. Машков // ЖЭТФ. - 1989. - T. 95. - № 4. - C. 1412-1429.

30. Diffusion in silicon and germanium / W. Frank, U. Gosele, H. Mehrer, A. Seeger // Diffusionin Crystalline Solids - Academic PressInc., 1984. - P. 63-142.

31. Квантованная проводимость в кремниевых квантовых проволоках / Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин [и др.] // ФТП. - 2002. - T. 36. - № 4. - C. 462-483.

32. Fractal self-assembled nanostructures on monocrystalline silicon surface / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Def. Dif. Forum. - 2004 - Vol. 237-240. - P. 1049-1054.

33. Spin depolarization in quantum wires polarized spontaneously in a zero magnetic field / N.T. Bagraev, V.K. Ivanov, L.E. Klyachkin, I.A. Shelykh // Phys. Rev. B. - 2004. - Vol. 70. - P. 155315-155319.

34. Локальная туннельная спектроскопия кремниевых наноструктур / Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин [и др.] // ФТП-2005.- T.39. - №6. - C. 716728.)

35. Quantum-Well Boron and Phosphorus Diffusion Profiles in Silicon / N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin [et al.] // Def. Dif. Forum. - 1997. - Vol. 143147. - P. 1003-1008.

36. Robertson, J. Electronic structure of amorphous semiconductors /J. Robertson // Advances in Physics - 1983 - Vol.32. - №3. - P.361-409.

37. Interface traps and Pb centers in oxidized silicon wafers / G.J. Gerardi, E.H. Poindexter, P.J. Caplan, N.M. Johnson // Appl. Phys. Lett. - 1986. - Vol. 49. - № 6. -P.348-350.

38. Gosele, U. Point defects and diffusion in silicon and Gallium Arsenide / U. Gosele, T.Y. Tan // Def. Dif. Forum. - 1988. - Vol. 59. - P. 1-26.

38. New intrinsic gettering process in silicon based on interactions of silicon interstitials / K. Nauka, J. Lagowski, H.C. Gatos, O. Ueda // J. Appl. Phys. - 1986. -Vol. 60. - № 2. - P.615-621.

40. Antoniadis, D.A. Oxidation-induce point defects in silicon / D.A. Antoniadis // J. Electrochem. Soc. - 1982. - Vol. 129. - № 5. - P. 1093-1097.

41. Dresselhaus, G. Cyclotron Resonance of Electrons and Holes in Silicon and Germanium Crystals / G. Dresselhaus, A.F. Kip, C. Kittel // Phys. Rev. - 1955. - Vol. 98. - № 2. - P.368- 383.

42. Gehlhoff, W. Cyclotron resonance in heavily doped silicon quantum wells / W. Gehlhoff, N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin // Sol. St. Phenomena. - 1994. - Vol. 4748. - P. 589-594.

43. Stickler, J. J. Quantum Effects in Ge and Si / J. J. Stickler, H. J. Zeiger, G. S. Heller // Phys. Rev. - 1962. - Vol. 127. - № 4. - P. 1077-1083.

44. Электронно-лучевая дианостика приповерхностных квантоворазмерных p-n переходов в кремнии / А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин [и др.] // ФТП. - 1994 -T. 28. - № 11. - C. 2049-2055.

45. Сверхмелкие p+-n-переходы в кремнии (100): электронно-лучевая диагностика приповерхностной области / А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, С.В. Робозеров // ФТП. - 1998. - T.32. - №2. - C. 137-144.

46. Сверхмелкие p+-n-переходы в кремнии (111): электронно-лучевая диагностика приповерхностной области / А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, С.В. Робозеров // ФТП. - 1999. - T.33. - №1. - C.58-63.

47. Радиационная проводимость в самоупорядоченных кремниевых квантовых ямах / А.Н. Андронов, Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин [и др.] // ФТП. -1999. - T.33. - №7. - C.851-857.

48. Андо, Т. Электронные свойства двумерных систем / Андо Т., Фаулер А., Стерн Ф. - М. : Издательство "Мир," 1985. - 386c.

49. Weisbuch C. Quantum Semiconductor Structures / Weisbuch C., Vinter B. -Boston : Academic Press, 1991. - 342 p

50. Cyclotron resonance and crystallografically- oriented quantized conductance in diffusion silicon quantum wells / W. Gehlhoff, K. Irmscher, N.T. Bagraev [et al.] // Abs. Int. Symp. "Nanostructure-96: Physics and Technology - St.-Petersburg, 1996. -P. 416-419.

51. Gehlhoff, W. Shallow and deep centers in heavily doped silicon quantum wells / W. Gehlhoff, N.T. Bagraev, L.E. Klyachkin // Mater. Sci. Forum. - 1995. -Vol. 196-201. - P. 467-472.

52. Infrared induced emission from silicon quantum wires / N.T. Bagraev, E.I. Chaikina, W. Gehlhoff [et al.] // Superlat. Microstruct. - 1998. - Vol. 23. - № 2. - P. 337 - 344.

53. Оптическое детектирование микроволнового резонанса в германии по люминесценции электронно-дырочных капель / П.Г. Баранов, Ю.П. Вещунов, Р.А. Житников [и др.] // Письма в ЖЭТФ - 1977. - Vol. 26. - № 5. - С. 369-372.

54. Romestain, R. Optical Detection of Cyclotron Resonance in Semiconductors / R. Romestain, C. Weisbuch // Phys. Rev. Lett. - 1980. - Vol.45. - №25. - P.2067-2069.

55. Cavenett, B.C. Optically detected cyclotron resonance in a GaAs/Gao.67Al0.33As superlattice / B.C. Cavenett, E.J. Pakulis // Phys. Rev. B. - 1985. -Vol.32. - №12. - P.8449-8451.

56. Godlewski, M. Optical detection of cyclotron resonance for characterization of recombination processes in semiconductors / M. Godlewski, W.M. Chen, B. Monemar // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. - 1994. - Vol.19. -№4. - P.241-301.

57. Hammond, R. B. Temperature dependence of the electron-hole-liquid luminescence in Si / R. B. Hammond, T. C. McGill, J. W. Mayer // Phys. Rev. B. -1976 - Vol. 13. - № 8. - P. 3566-3575.

58. Дроздов, Н.А. Рекомбинационное излучение на дислокациях в кремнии / Н.А. Дроздов, А.А. Патрин, В.Д. Ткачев // Письма в ЖЭТФ. - 1976. - T. 23. - № 11. - C. 651-653.

59. EDESR and ODMR of Impurity Centers in Nanostructures Inserted in Silicon Microcavities / N.T. Bagraev, V.A. Mashkov, E.Yu. Danilovsky [et al.] // Appl. Magn. Reson. - 2010. - Vol. 39. - № 1-2. - P. 113-135.

60. Self-Assembled Impurity Superlattices and Microcavities in Silicon / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Def. Dif. Forum. - 2001. - Vol. 194 -199. - P. 673-678.

61. Room-temperature silicon light-emitting diodes based on dislocation luminescence / V. Kveder, M. Badylevich, E. Steinman [et al.] // Appl. Phys. Lett. -2004. - Vol. 84. - № 12. - P. 2106-2108.

62. Silicon light-emitting diodes based on dislocation-related luminescence / V. Kveder, M. Badylevich, W. Schroter [et al.] //Phys. Stat. Sol. (a), - 2005. - Vol. 202. -№ 5. - P. 901-910.

63. Grazhulis, V.A. Investigation of the energy spectrum and kinetic phenomena in dislocated Si crystals (I) / V.A. Grazhulis, V.V. Kveder, V.Yu. Mukhina // Phys. Stat. Sol. (a). - 1977. - Vol.43. - №2. - P.407-415.

64. Grazhulis, V.A. Investigation of the energy spectrum and kinetic phenomena in dislocated Si crystals. II. Microwave conductivity / V.A. Grazhulis, V.V. Kveder, V.Yu. Mukhina // Phys. Stat. Sol. (a). - 1977. - Vol.44. - № 1. - P. 107-115.

65. On the Energy Spectrum of Dislocations in Silicon / V.V. Kveder, Yu.A. Osipyan, W. Schroeter, G. Zoth // Phys. Stat. Sol. (a). - 1982. - Vol.72. - №2. - P.701-713.

66. Anderson, P.W. Model for the Electronic Structure of Amorphous Semiconductors / P.W. Anderson //Phys. Rev. Lett. - 1975. - Vol.34. - №15. - P.953-955.

67. Kaplan, D. Explanation of the large spin-dependent recombination effect in semiconductors / D. Kaplan, I. Solomon, N. Mott // J. Physique Lett. - 1978. - Vol.39.

- №4. - P. 51-54.

68. Бобровников, Ю.А. Квантовый гармонический резонанс в кремнии / Ю.А. Бобровников, В.М. Казакова, В.И. Фистуль // ФТП. - 1988. - T. 22. - № 2. -C. 301-306.

69. Owner-petersen, M. Cyclotron Resonance of Holes in Si / M. Owner-petersen, M.R. Samuelsen // Phys. Stat. Sol. B, - 1968. - Vol. 28. - № 1. - P. 211-222.

70. Spin-Dependent Processes in Self-Assembly Impurity Quantum Wires / N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin [et al.] / Mater. Sci. Forum - 1997. - Vol. 258263. - P. 1683-1688.

71. High-temperature quantum kinetic effect in silicon nanosandwiches / N.T. Bagraev, V.Yu. Grigoryev, L.E. Klyachkin [et al.] // Low Temperature Physics / Fizyka Nyzkykh Temperatur - 2017. - Vol.43. - №1. - P.132-142.

72. Room Temperature de Haas-van Alphen Effect in Silicon Nanosandwiches / N.T. Bagraev, V.Yu. Grigoryev, L.E. Klyachkin [et al.] //Semiconductors- 2016. - Vol. 50. - № 8. - P. 1025-1033.

73.Negative-U properties for a quantum dot / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, L.E. Klyachkin [et al.] // Physica B- 2003. - Vol. 340-342. - P.1061-1064.

74. Thornton, T.J. Mesoscopic devices / T.J. Thornton // Rep. Prog. Phys. - 1995.

- Vol. 58. - №3. - P.311-364.

75. Watkins, G.D. Negative-U properties for defects in solids / G.D. Watkins // Festkoeperprobleme, - 1984. - Vol. 24. - P. 163-189.

76. Bagraev, N.T. Optical Nuclear Polarization and Spin-Dependent Reactions in Semiconductors / N.T. Bagraev, V.A. Mashkov // Mater. Sci. Forum - 1986. - Vol. 1012. - P.435-444.

77. Phase and amplitude response of the '0.7 feature' caused by holes in silicon one-dimensional wires and rings / N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff [et al.] // J. Phys.: Condens. Matter - 2008. - V. 20. - №16. - P.164202.

78. Spin-Dependent Transport Of Holes In Silicon Quantum Wells Confined By Superconductor Barriers / N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin, [et al.] // AIP Conference Proceedings - 2010. - Vol. 1199. - № 1. - P.431-432.

79. Aronov, A.G. Magnetic flux effects in disordered conductors / A.G. Aronov, Yu.V. Sharvin // Reviews of Modern Physics - 1987. - Vol. 59. - №3. - P.755-779.

80. Anderson, P. Plasmons, W. Gauge Invariance, and Mass / P.Anderson, W.Plasmons // Phys. Rev. - 1963. - Vol. 130. - № 1. - P.439 -441.

81. Спиновый транзистор на основе наноструктур фторида кадмия / Н.Т. Баграев, О.Н. Гимбицкая, Л.Е. Клячкин [и др.] // ФТП. - 2009. - T. 43. - № 1. - C. 85-94.

82. Терагерцевое излучение из наноструктур карбида кремния / Н.Т. Баграев, С.А. Кукушкин, А.В. Осипов [и др.] // ФТП. - 2021. - T. 55. - № 11. - C. 1027 - 1033.

83. Buttiker, M. Edge-State Physics Without Magnetic Fields / M.Buttiker //Science. - 2009. - Vol.325. - №5938. - P.278-279.

84. Kukushkin, S.A. Theory and practice of SiC growth on Si and its applications to wide-gap semiconductor films / S.A. Kukushkin, A.V. Osipov // J. Phys. D: Appl. Phys.- 2014. - Vol. 47. - № 31. - P.313001.

85. Терапия ковидных осложнений с помощью терагерцевого излучения / Н.Т. Баграев, П.А. Головин, Л.Е. Клячкин [и др.] // ЖТФ - 2022. - T. 92. - № 7. -C. 943-950.

86. Оптико-электрические фазовые характеристики кремниевых наносандвичей с отрицательной корреляционной энергией / Н.И. Руль, П.А. Головин, Н.Т. Баграев [и др.] // НТВ СПбГПУ Физико-математические науки. -2021. - T.14. - №4. - C.9-20.

87. Laughlin, R.B. Quantized Hall conductivity in two dimensions / R.B. Laughlin // Phys. Rev. B. - 1981. - Vol.23. - №10. - P. 5632-5633.

88. Observation of a neven-denominator quantum number in the fractional quantum Hall effect / R. Willett, J.P. Eisenstein, H.L. Störmer [et al.] //Phys. Rev. Lett. . - 1987. - Vol.59. - №15. - P.1776-1779.

89. Halperin, B.I. Theory of the quantized Hall conductance / B.I. Halperin // Helvetica Phys. Acta. - 1983. - Vol.56. - P.75-102.

90. Reduction of the electron density in GaAs-AlxGa1-xAs single heteroj unctions by continuous photoexcitation / I.V. Kukushkin, K. von Klitzing, K. Ploog [et al.] // Phys. Rev. B.- 1989. - Vol.40. - №6. - P.4179-4182.

91. Alt, H.Ch. Experimental evidence for a negative-^ center in gallium arsenide related to oxygen / H.Ch. Alt // Phys. Rev. Lett. - 1990. - Vol.65. - №27. - P.3421-3424.

92. Bagraev, N.T. The EL2 center in GaAs: symmetry and metastability / N.T. Bagraev //J. Phys. I France. - 1991. - Vol.1. - №10. - P. 1511-1528.

93. Spin-dependent transport of holes in silicon quantum wells confined by superconductor barriers / N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin [et al.] // Physica C. - 2008. - Vol. 468. - № 7-10. - P. 840-842.

94. Klyachkin, L.E. Macroscopic quantum effects of electromagnetic induction in silicon nanostructures / L.E. Klyachkin, N.T. Bagraev, A.M. Malyarenko // Mater. Phys. Mech., - 2022. - Vol.50. - №2.- P. 252-265.

95. Complex nature of gold-related deep levels in silicon/ D.V. Lang, H.G. Grimmeiss, E. Meijer, M. Jaros // Phys. Rev. B - 1980. - Vol.22. - №8. - P.3917 -3934.

96. Watkins, G. D. Negative-U Properties for Point Defects in Silicon / G.D. Watkins, J.R. Troxell // Phys. Rev. Lett. - 1980. - Vol.44. - №9. - P.593 - 595.

97. Huy, P.T. Magnetic resonance investigation of gold-doped and gold-hydrogen-doped silicon / P.T. Huy, C.A.J. Ammerlaan // Phys. Rev. B - 2002. - Vol. 66. - № 16. - P. 165219.

1986. - Т. 50. - № 2. - С. 251-255.

99. Spin-dependent recombination involving oxygen vacancy complexes in silicon / D.P. Franke, F. Hoehne, M.S. Brandt [etal.] // Phys. Rev. B - 2014. - Vol. 89. - № 19. - P. 195207.

100. Rashba, I. Spin Dynamics and Spin Transport / I.Rashba //Journal of Superconductivity and Noval Magnetism - 2005. - Vol.18. - №2. - P.137-144.

101. Кведер, В.В. Спин-зависимая рекомбинация на дислокационных оборванных связях в кремнии / В.В. Кведер, Ю.А. Осипьян, А.И. Шалынин // ЖЭТФ, B - 1982. - T.83. - №2. - С. 699-704.

102. Electrical Detection of Nuclear Magnetic Resonance in GaAs-AlxGa1-xAs Heterostructures / M. Dobers, K.v. Klitzing, J. Schneider [et al.] // Phys. Rev. Lett. B -1988. - Vol. 61. - № 14. - P. 1650 - 1653.

103. Overhauser-Shift of the ESR in the Two-Dimensional Electron Gas of GaAs-AlGaAs Heterostructures / M. Dobers, K.v. Klitzing, J. Schneider [et al.] // High Magnetic Fields in Semiconductor Physics II. Springer Series in Solid-State Sciences, Vol. 87. - Heidelberg, Springer Berlin, 1989. - P. 396 - 400.

104. ODMR of impurity centers embedded in silicon microcavities / N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin [et al.] // Physica E. - 2008. - Vol. 40. - № 5. -P. 1627-1629.

105. EDESR and ODMR of impurity centers in nanostructures inserted in silicon microcavities /N.T. Bagraev, V.A. Mashkov, E.Yu. Danilovsky [et al.] // Journal of Modern Physics. - 2011. - Vol. 2. - № 6. - P. 544-558.

106. Electron-dipole resonance of impurity centres embedded in silicon microcavities / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Phys. Stat. Sol. (c), - 2005. - Vol. 2. - № 2. - P.783-786.

107. Применение кремниевых источников терагерцевого излучения в медицине / Н.Т. Баграев, Л.Е. Клячкин, А.М. Маляренко, Б.А. Новиков // Биотехносфера. - 2015. - №5. - C.64-79.

108. Kotthaus, J.P. Cyclotron resonance of holes in surface space charge layers on Si / J.P. Kotthaus, R. Ranvaud // Phys. Rev. B, - 1977. - Vol. 15. - № 12. - P. 57585761.

109. Bao-xing, Li. Distorted icosahedral cage structure of Si60 clusters / Li Bao-xing, Cao Pen-lin, Que Duam-lin // Phys. Rev. B, - 2000. - Vol. 61. - № 3. - P. 16851687.

110. Bagraev, N.T. Cyclotron Resonance in Heavily Doped Silicon Quantum Wells / N.T. Bagraev, W. Gehlhoff, L.E. Klyachkin // Solid St. Phenomena, - 1995. -Vol. 47-48. - P. 589-594.

111. Study of some optical and electrical properties of heavily doped silicon layers / A. Slaoui, E. Fogarassy, J.C. Muller, P. Siffert // J. de Physique Colloq., - 1983.

- Vol. 44, № C5 44, P. 65-71.

112. Самоупорядоченные микрорезонаторы в сверхмелких кремниевых p+-n-переходах / Н.Т. Баграев, А.Д. Буравлев, Л.Е. Клячкин [и др.] // ФТП, - 2000. - Т. 34. - № 6. - С. 726-737.

113. Electron Exchange Interaction in S = 1 Defects Observed by Level Crossing Spin Dependent Microwave Photoconductivity in Irradiated Silicon / R. Laiho, M.M. Afanasjev, M.P. Vlasenko, L.S. Vlasenko // Phys. Rev. Lett., - 1998. - Vol. 80. - № 7.

- p. 1489-1492.

114. Spin interference in silicon one-dimensional rings / N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff [et al.] // J. Phys.: Condens. Matter. - 2006. - Vol. 18. - № 45. -P. L567-L573.

115. Spin interference in silicon one-dimensional rings / N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff [et al.] // Physica E, - 2008. - Vol. 40. - P. 1338-1340.

116. Erbium-related centres embedded in silicon microcavities / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Physica B, - 2003. - Vol. 340-342 - P. 10741077.

117. Electron-dipole resonance of impurity centres embedded in silicon microcavities / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Physica B, -2003. - Vol. 340-342 - P. 1078-1081.

118. Spin-dependent transport caused by the local magnetic moments inserted in the Aharonov-Bohm rings / I.A. Shelykh, M.A. Kulov, N.G. Galkin, N.T. Bagraev // J. Phys.: Condens. Matter, - 2007. - Vol. 19. - № 24. - P. 246207 (14).

119. Rosenau Da Costa, M. Fractional quantization of ballistic conductance in one-dimensional hole systems / M. Rosenau Da Costa, I.A. Shelykh, N.T. Bagraev //.Phys. Rev. B, - 2007. - Vol. 76. - № 20. - P. 201302 (4).

120. Bekman, H.H.P.Th. Si-NL10: Paramagnetic Acceptor State of the Silicon Thermal Donor / H.H.P.Th. Bekman, T. Gregorkiewicz, C.A.J. Ammerlaan // Phys. Rev. Lett., - 1988. - Vol. 61. - № 2. - P. 227-230.

121. Макаренко, Л. Ф. Перестраивающиеся термодоноры в кремнии — дефекты с U <0 /Л. Ф.Макаренко, В. П.Маркевич, Л. И. Мурин //ФТП, - 1985. - T. 19. - № 11. - C. 1935-1939.

122. Shallow Centers in Heavily Doped Silicon Quantum Wells / W. Gehlhoff, K. Irmscher, N.T. Bagraev, [et al.] // Shallow Level Centres in Semiconductors, Singapore, World Scientific, - 1997. - P. - 227-232.

123. Mukashev, B.N. Metastable and bistable defects in silicon / B.N. Mukashev, Kh.A. Abdullin, Yu.V. Gorelkinskii // Physics-Uspekhi, - 2000. - Vol. 43. - № 2. - P. 139-150.

124. Vlasenko, L. S. Effects of Spin-Dependent Recombination and EPR Spectroscopy of the Excited Triplet States of Point Defects in Silicon / L. S. Vlasenko // App. Magn. Reson., - 2016. - Vol. 47. - № 7. - P. 813-822.

125. Ammerlaan, C.A.J. Characterisation of Hydrogen and Hydrogen-Related Centres in Crystalline Silicon by Magnetic-Resonance Spectroscopy / C.A.J. Ammerlaan, P.T. Huy // Solid State Phenom., - 2001. - Vol. 85-86. - P. 353-370.

126. Влияние редкоземельных элементов на подвижность носителей в эпитаксиальных слоях InP и InGaAs / Н. Т. Баграев, Л. С. Власенко, К. А. Гацоев, [и др.] // ФТП, - 1984. - T. 18. - № 1. - C. 83-85.

127. Сечение поглощения для перехода 4Iis/2 —* 4Ii3/2 ионов Er3 в эпитаксиальных слоях Si:Er:O/SOI / К.Е. Кудрявцев, Д.И. Крыжков, Л.В. Красильникова [и др.] // Письма в ЖЭТФ, - 2014. - T. 100. - № 12. - C. 913-918.

128. Инверсная населенность уровней энергии ионов эрбия при передаче возбуждения от полупроводниковой матрицы в структурах на основе кремния/германия / М.В. Степихова, Д.М. Жигунов, В.Г. Шенгуров [и др.] // Письма в ЖЭТФ, - 2005. - T. 81. - № 10. - C. 614-617.

129. Carey, J.D. Electron paramagnetic resonance and photoluminescence study of Er-impurity complexes in Si / J.D. Carey, R.C. Barklie, J.F. Donegan // Phys. Rev. B, - 1999. - Vol. 59. - № 4. - P. 2773-2782.

130. Kubo, R. A General Theory of Magnetic Resonance Absorption / R. Kubo, K. Tomita // J. Phys. Soc. Jpn., - 1954. - Vol. 9. - № 6. - P. 888-919.

131. Kubo, R. Note on the Stochastic Theory of Resonance Absorption / R. Kubo // J. Phys. Soc. Jpn., - 1954. - Vol. 9. - № 6. - P. 935-944.

132. Lightowlers, E.C. Photoluminescence vibrational spectroscopy of defects containing the light impurities carbon and oxygen in silicon / E.C. Lightowlers, A.N. Safonov // Mat. Sci. Forum, - 1997. - Vol. 258-263. - P. 617-622.

133. Identification of the iron-boron line spectrum in silicon / S. Ghatnekar-Nilsson, M. Kleverman, P. Emanuelsson, H.G. Grimmeiss // Semicond. Sci. Technol., -1993. - Vol. 8. - № 10. - P. 1857-1861.

134. Gehlhoff, W. EPR of iron-boron centres in silicon / W.Gehlhoff, K. H. Segsa // Phys. Stat. Sol. (b) - 1983. - Vol. 115. - № 2. - P. 443-453.

135. Observation of the coupled exciton-photon mode splitting in a semiconductor quantum microcavity / C. Weisbuch, M. Nishioka, A. Ishikawa, Y. Arakawa // Phys. Rev. Lett., - 1992. - Vol.69. - № 23. - P. 3314-3317.

136. Nonlinear optics of normal-mode-coupling semiconductor microcavities / G. Khitrova, H.M. Gibbs, F. Jahnke [et al.] // Rew. Modern. Phys., - 1999. - Vol. 71. - № 5. - P. 1591-1639.

137. Mainwood, A. The trapping of hydrogen at carbon defects in silicon / A. Mainwood // Mat. Sci. Forum, - 1997. - Vol. 258-263. - P. 253-258.

138. Safonov, A.N. The M-line (760.8 meV) luminescence system associated with the carbon-hydrogen acceptor centre in silicon / A.N. Safonov, E.C. Lightowlers // Mat. Sci. Forum- 1997. - Vol. 258-263. - P. 259-264.

139. Optical and magnetic properties for erbium related centres in self-assembly silicon nanostructures / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Physica B, - 1999. - Vol. 273-274. - P.967-970.

140. Light emission from erbium doped nanostructures embedded in silicon microcavities / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff, [et al.] // Physica B, -2002. - Vol. 308-310. - P. 365-368.

141. Light emission from erbium-doped nanostructures embedded in silicon microcavities / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff, [et al.] // Physica E, -2002. - Vol. 13. - № 2-4. - P. 1059-1063.

142. Gabrielyan, V.T Absorption and luminescence spectra and energy levels of Nd3+ and Er3+ ions in LiNbO3 crystals / V.T. Gabrielyan, A. A. Kaminskii, L.E. Li // Phys. Stat. Sol. A, - 1970. - Vol. 3. - № 4. - P. K37-K42.

143. One-Dimensional Conduction in the 2D Electron Gas of a GaAs-AlGaAs Heterojunction / T.J. Thornton, M. Pepper, H. Ahmed [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 1986. - Vol. 56. - № 11. - P. 1198-1201.

144. One-dimensional transport and the quantisation of the ballistic resistance / D.A. Wharam, T.J. Thornton, R. Newbury [et al.] // J. Phys. C, - 1988. - Vol. 21. - № 8. - P. L209-L214.

145. Quantized conductance of point contacts in a two-dimensional electron gas/ B.J. van Wees, H. van Houten, C.W.J. Beenakker [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 1988. -Vol. 60. - № 9. - P. 848-850.

146. Possible Spin Polarization in a One-Dimensional Electron Gas/ K.J. Thomas, J.T. Nicholls, M.Y. Simmons [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 1996. - Vol. 77. - № 1. - P. 135-138.

147. Interaction effects in a one-dimensional constriction / K.J. Thomas, J.T. Nicholls, N.J. Appleyard [et al.] // Phys. Rev. B, - 1998. - Vol. 58. - № 8. - P. 48464852.

148. Spin properties of low-density one-dimensional wires / K.J. Thomas, J.T. Nicholls, M. Pepper [et al.] // Phys. Rev. B, - 2000. - Vol. 61. - № 20. - P. 1336513368.

149. Spin splitting of one-dimensional subbands in high quality quantum wires at zero magnetic field / K.S. Pyshkin, C.J.B. Ford, R.H. Harrell [et al.] // Phys. Rev. B, -2000. - Vol. 62. - № 23. - P. 15842-15850.

150. Non universal Conductance Quantization in Quantum Wires / A. Yakoby, H.L. Stormer, N.S. Wingreen [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 1996. - Vol. 77. - № 22. - P. 4612-4615.

151. Landauer, R. Spatial Variation of Currents and Fields Due to Localized Scatterers in Metallic Conduction / R. Landauer // IBM Journal of Research and Development, -1957. - Vol. 1. - № 3. - P. 223-231.

152. Landauer, R. Electrical resistance of disordered one-dimensional lattices / R. Landauer // The Philosophical Magazine: A Journal of Theoretical Experimental and Applied Physics, - 1970. - Vol. 21. - № 172. - P. 863-867.

153. Buttiker, M. Four-Terminal Phase-Coherent Conductance. / M. Buttiker // Phys. Rev. Lett., - 1986. - Vol. 57. - № 14. - P. 1761-1764.

154. Пудалов, В.М. Переход металл-диэлектрик в двумерной системе в нулевом магнитном поле / В.М. Пудалов // УФН, - 1998. - T. 168. - № 2. - P. 227231.

155. Interaction Effects at Crossings of Spin-Polarized One-Dimensional Subbands / A.C. Graham, K.J. Thomas, M. Pepper [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 2003. -Vol. 91. - № 13. - P. 136404.

156. Possible Evidence of a Spontaneous Spin Polarization in Mesoscopic Two-Dimensional Electron Systems / A. Ghosh, C.J. Ford, M. Pepper [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 2004. - Vol. 92. - № 11. - P. 116601.

157. Energy-level pinning and the 0.7 spin state in one dimension: GaAs quantum wires studied using finite-bias spectroscopy / A.C. Graham, D.L. Sawkey, M. Pepper [et al.] // Phys. Rev. B, - 2007. - Vol. 75. - № 3. - P. 035331.

158. Rokhinson, L.P. Spontaneous Spin Polarization in Quantum Point Contacts / L.P. Rokhinson, L.N. Pfeiffer, K.W. West // Phys. Rev. Lett.- 2006. - Vol. 96. - № 15. - P. 156602.

159. Lieb, E. Theory of Ferromagnetism and the Ordering of Electronic Energy Levels/ E. Lieb, D. Mattis // Phys. Rev., - 1962. - Vol. 125. - № 1. - P. 164-172.

160. Bychkov, Yu.A. Oscillatory effects and the magnetic susceptibility of carriers in inversion layers / Yu.A. Bychkov, E.I. Rashba // J. Phys. C, - 1984. - Vol. 17. - № 33. - P. 6039-6046.

161. Winkler, R. Rashba spin splitting in two-dimensional electron and hole systems/ R. Winkler // Phys. Rev. B, - 2000. - Vol. 62. - № 7. - P. 4245-4248.

162. Anomalous Rashba spin splitting in two-dimensional hole systems/ R. Winkler, H. Noh, E. Tutuc, M. Shayegan // Phys. Rev. B, - 2002. - Vol. 65. - № 15. -P. 155303.

163. Hall-like effect induced by spin-orbit interaction. E.N. Bulgakov, K.N. Pichugin, A.F. Sadreev [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 1999. - V. 83. - № 2.-Р. 376-379.

164. Sadreev A.F., Signatures of quantum chaos in complex wave functions describing open billiards / A.F. Sadreev, K.-F. Berggeren // J. Phys. A: Math. Gen., -2005. - V. 38. - P. 10787 - 10804.

165. Datta, S. Electronic analog of the electro-optic modulator / S.Datta, B Das // Appl. Phys. Lett., - 1990. - Vol. 56. - № 7. - P. 665-667.

166. Aronov, A.G. Spin-orbit Berry phase in conducting rings / A.G. Aronov, Y.B. Lyanda-Geller // Phys. Rev. Letters, - 1993. - Vol. 70. - № 3. - P. 343-346.

167. Квантовый спиновый эффект Холла в наноструктурах на основе фторида кадмия / Н.Т. Баграев, О.Н. Гимбицкая, Л.Е. Клячкин [и др.]. //ФТП, -2010. - T. 44. - № 10. - C. 1372-1381.

168. Charge-to-Spin Conversion by the Rashba-Edelstein Effect in Two-Dimensional van der Waals Heterostructures up to Room Temperature / T.S. Ghiasi, A.A. Kaverzin, P.J. Blah, B.J. van Wees // Nano Lett., - 2019. - Vol. 19. - № 9. - P. 5959-5966.

169. Koch, M. Spin read-out in atomic qubits in an all-epitaxial three-dimensional transistor/ M. Koch, J. Keizer, P. Pakkiam [et al.] // Nature Nanotech., - 2019. - Vol. 14. - № 2. - P. 137-140.

170. Camenzind, L.C. A hole spin qubit in a fin field-effect transistor above 4 kelvin / L.C. Camenzind, S. Geyer, A. Fuhrer [et al.] // Nat. Electron., - 2022. - Vol. 5. - № 3. - P. 178-183.

171. Bhattacharyya, K. Rashba effect on finite temperature magneto transport in a dissipative quantum dot transistor with electronic and polaronic interactions / K. Bhattacharyya, D. Debnath, A. Chatterjee // Sci Rep., - 2023. - Vol. 13. - № 5500. - P. 1-20.

172. Nitta, J. Magnetism and superconductivity / J. Nitta, F.E. Meijer, H. Takayanagi // Appl. Phys. Lett., - 1999. - Vol. 75. - № 5. - P. 695-697.

173. König M. Direct Observation of the Aharonov-Casher Phase / M. König, A. Tschetschetkin, E.M. Hankiewicz, [et al.] // Phys. Rev. Lett., - 2006. - Vol. 96. - № 7. - P. 076804.

174. Experimental Demonstration of the Time Reversal Aharonov-Casher Effect/ T. Bergsten, T. Kobayashi, Y. Sekine, J Nitta. // Phys. Rev. Lett, - 2006. - Vol. 97. - № 19. - P. 196803.

175. Spin interference in silicon one-dimensional rings / N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff [et al.] // Physica B, - 2006. - Vol. 378-380. - P. 894-895.

176. Spin Interference In Silicon One-Dimensional Rings / N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff [et al.] // AIP Conf. Proc., - 2007. - Vol. 893. - № 1. - P. 693694.

177. Spin interference in silicon one-dimensional rings / N.T. Bagraev, N.G. Galkin, W. Gehlhoff [et al.] // Journal of Physics: Conference Series, - 2007. - Vol. 61.- P.56-60.

178. Starikov, A.A. Scenario for the 0.7-conductance anomaly in quantum point contacts / A.A. Starikov, I.I. Yakymenko, K.-F. Berggren // Phys.Rev. B, - 2003. - Vol. 67. - № 23. - P. 235319.

179. Hirosi, K. Mechanisms for extra conductance plateaus in quantum wires / K. Hirosi, Li Shu-Shen, N.S. Wingreen // Phys. Rev. B, - 2001. - Vol. 63. - № 3. - P. 033315.

180. Gold, A. Valley- and spin-occupancy instability in the quasi-one dimensional electron gas / A. Gold // Philos. Mag. Lett., - 1996. - Vol. 74. - № 1. - P. 33-42.

181. Spin-dependent single-hole tunneling in self-assembled silicon quantum rings / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Physica E, - 2002. - Vol. 12. - № 1-4. - P. 762-765.

182. Phase response of spin-dependent single-hole tunnelling in silicon one-dimensional rings / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Physics of Semiconductors 2002: Proc. of the 26th International Conference on the Physics of Semiconductors (ICPS-26), Edinburgh, U.K., Inst. оf Physics, Conference series, № 171, 2002 -Bristol, 2003. - P. Q4.4.

183. Weak antilocalization and spin precession in quantum wells / W. Knap, C. Skierbiszewski, A. Zduniak, [et al.] // Phys. Rev. B, - 1996. - Vol. 53. - № 7. - P. 3912-3924.

184. Shelykh, I.A. Quantum splitter controlled by Rasha spin-orbit coupling / I.A. Shelykh, N.G. Galkin, N.T. Bagraev // Phys. Rev. B, - 2005. - Vol. 72. - № 23. - P. 235316.

185. Спиновая интерференция дырок в кремниевых наносандвичах / Н.Т. Баграев, Э.Ю. Даниловский, Л.Е. Клячкин, [и др.] // ФТП, - 2012.- T. 46. - № 1. -C. 77-89.

186. Gate-Controlled Spin-Orbit Quantum Interference Effects in Lateral Transport / J.B. Miller, D.M. Zumbuehl, C.M. Marcus, [et al.] // Phys. Rev. Lett., -2003. - Vol. 90. - № 7. - P. 076807.

187. Experimental study of weak antilocalization effects in a high-mobility InxGa1-xAs/InP quantum well / S.A. Studenikin, P.T. Goleridze, N. Ahmed, [et al.] // Phys. Rev. B, - 2003. - Vol. 68. - № 3. - P. 035317.

188. Budkin, G.V. Spin splitting in low-symmetry quantum wells beyond Rashba and Dresselhaus terms / G.V. Budkin, S.A. Tarasenko // Phys. Rev. B, - 2022. - Vol. 105. - № 16. - P. L161301.

189. Zitouni, O. Band parameters for GaAs and Si in the 24-k- p model / O. Zitouni, K. Boujdaria, H. Bouchriha // Semicond. Sci. Technol., - 2005. - Vol. 20. - № 9. - P. 908-911.

190. Geim, A.K. The rise of graphene / A.K.Geim, K. S. Novoselov // Nature Materials, - 2007. - Vol. 6. - P. 183-191.

191. Interplay of h/e and h/2e oscillations in gate-controlled Aharonov-Bohm rings / I.A. Shelykh, N.T. Bagraev, N.G. Galkin, L.E. Klyachkin // Phys. Rev. B, -2005. - Vol. 71. - № 11. - P. 113311.

192. Khaetskii, A.V. Spin relaxation in semiconductor quantum dots / A.V. Khaetskii, Yu.V. Nazarov // Phys. Rev. B, - 2000. - Vol. 61. - № 19. - P. 1263912642.

193. Camino, F.E. Aharonov-Bohm electron interferometer in the integer quantum Hall regime / F.E. Camino, W. Zhou, V.J. Goldman // Phys. Rev. B, - 2005. -Vol. 72. - № 15. - P. 155313.

194. Phase measurement in a quantum dot via a double-slit interference experiment / R. Schuster, E. Buks, M. Heiblum, [et al.] // Nature, - 1997. - Vol. 385. -№ 6615. - P. 417-420.

195. Квантовые осцилляции магнетосопротивления в гетероструктурах HgCdTe/HgTe/HgCdTe с инвертированным зонным спектром / А.С. Боголюбский, С.В. Гудина, В.Н. Неверов [и др.] // ФТТ, - 2021. - Т. 63. - № 12. - С. 1983-1993.

196. Spin-dependentsingle-holetunnelinginself-assembledsiliconquantumrings / N.T. Bagraev, A.D. Bouravleuv, W. Gehlhoff [et al.] // Physica E, - 2002. - Vol. 13. -№ 2-4. - P. 764-768.

197. Спонтанная спиновая поляризация электронов в квантовых проволоках / И.А. Шелых, Н.Т. Баграев, В.К. Иванов, Л.Е. Клячкин // ФТП, - 2002. - T. 36. -№ 1. - C. 70-79.

198. Баграев Н.Т,. Оптическая поляризация ядер в кремнии при оптической накачке в слабых магнитных полях / Н.Т.Баграев, Л.С. Власенко // ЖЭТФ, - 1978. - Т. 75. - № 5. - С. 1743-1755.

199. Bagraev, N.T. NMR and Dynamic Nuclear Polarization induced by Optical pumping in compensated silicon / N.T. Bagraev, L.S. Vlasenko, R.A. Zhitnikov // Magnetic Resonance and Related Phenomena; Springer Verlag, Berlin, - 1979. - P.153-158.

200. Баграев, Н.Т. Ядерная релаксация в кремнии в слабых магнитных полях / Н.Т. Баграев, Л.С. Власенко, Р.А. Житников // ЖЭТФ, - 1979. - Т. 76. - № 2. - С. 552-557.

201. Баграев, Н.Т. Оптическая поляризация ядерных моментов в легированных кристаллах: диссертация на соискание ученой степени доктора.физико-математических наук: 01.04.07 «Физика твердого тела»/ Баграев Николай Таймуразович; ФТИ им. А.Ф. Иоффе Академии наук СССР, Ленинград, 1986. - 347с.

202. Абрагам А. Ядерный магнетизм. М. : Издательство иностранной литературы, 1963. - 551 c.

203. Khaetskii, A.V. Electron spin decoherence in quantum dots due to interaction with nuclei / A.V. Khaetskii, D. Loss, L. Glazman // cond-Mat., - 2002. -Vol. 0201303. - № 1. - P. 1-4.

204. Баграев, Н.Т. Наблюдение магнитного резонанса ядер 29Si в кремнии в слабых магнитных полях / Н.Т. Баграев, Л.С. Власенко, Р.А. Житников // Письма в ЖТФ, - 1978. - T. 4. - № 17 - P. 1033-1036.

205. Альтшулер, Б. Л. Эффект Ааронова - Бома в неупорядоченных проводниках / Б.Л. Альтшулер, А.Г. Аронов, Б.З. Спивак // Письма в ЖЭТФ -1981. - T. 33. - № 2. - P. 101-103.

206. Альтшулер, Б. Л. Магнетосопротивление тонких пленок и проволок в продольном магнитном поле / Б.Л. Альтшулер, А.Г. Аронов // Письма в ЖЭТФ -1981. - T. 33. -№10. - С. 515-518.

207. Берковиц, В.Л. Сдвиг Оверхаузера при оптической ориентации ядер решетки в полупроводниках / В.Л. Берковиц, В.И. Сафаров, А.Н. Титков // ФТТ, -1975. - T. 17. - P. 631-633.

208. Bagraev, N.T. Electron localisation on defects and optical nuclear polarisation in disordered and semimagnetic semiconductors / N.T. Bagraev // Physica B, - 1983. - Vol. 116. - P. 236-243.

209.Vlasenko, L.S. Excited triplet states of defects and optical nuclear polarisation in silicon / L.S. Vlasenko // Physica B, - 1983. - Vol. 116. - P. 281-285.