Влияние адсорбционного покрытия поверхности кремниевых нанокристаллов на электронные и оптические свойства их ансамблей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Осминкина, Любовь Андреевна

• Осминкина, Любовь Андреевна
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Осминкина, Любовь Андреевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫИ

1.1. Способы получения кремниевых наноструктур

1.2. Структурные свойства пористого кремния

1.3 Инфракрасная спектроскопия пористого кремния

1.3.1 поверхностное покрытие свежеприготовленных образцов

1.3.2 Наличие свободных носителей заряда в мезопористом кремнии

1.3.3 Модификация спектров ИК-поглощения слоев ПК при адсорбции активных молекул

1.4 ЭПР-спектроскопия пористого кремния

1.4.1 Природа и основные свойства дефектов в ПК

1.4.2 Влияние окисления и термообработок поверхности нанокристаллов кремния на концентрацию в них спиновых центров

1.4.3 Воздействие активных молекул на основные параметры дефектов в кремниевых нанокристаллах

1.5 фотолюминесценция пористого кремния

1.5.1 природа фотолюминесценции пористого кремния

1.5.2 экситонные эффекты в фотолюминесценции

1.5.3 Влияние температурных прогревов и молекулярного окружения на фотолюминесценцию кремниевых нанокристаллов.

1.6 выводы из обзора литературы и постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1 приготовление образцов пк

2.2 Получение и очистка адсорбатов 52 2.3. Регистрация ИК- и ЭПР-спектров 54 2.4 Регистрация фотолюминесценции

ГЛАВА 3 ПОВЕРХНОСТНОЕ ПОКРЫТИЕ КРЕМНИЕВЫХ НАНОКРИСТАЛЛОВ. СВОБОДНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАРЯДА И СПИНОВЫЕ ПЕНТРЫ В ПК

3.1 Свободные носители заряда в свежеприготовленном и окисленном ПК

3.1.1 свободные носители заряда в мезопористом кремнии. зависимость их концентрации от пористости образцов

3.1.2 метод расчета концентрации свободных носителей заряда с помощью теоретического моделирования спектров отражения и поглощения слоев мезо-пк

3.1.3 зависимость концентрации свободных носителей заряда в ПК от степени легирования подложки, на которой они были выращены. расчет концентрации равновесных носителей заряда по спектрам пропускания ПК

3.2 Дефекты в свежеприготовленном и окисленном ПК. анизотропия ^-фактора

3.2.1 исследование методом ЭПР свежеприготовленных образцов микро- и мезопористого кремния

3.2.2 Анизотропия g-ФАКтоРА. Модель PBt центров для мезопористого кремния с ориентацией поверхности (100)и (110)

3.2.3 Расчет времен спин-решеточной релаксации для мезо-ПК с ориентацией поверхности (100) и (110)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние адсорбционного покрытия поверхности кремниевых нанокристаллов на электронные и оптические свойства их ансамблей»

Актуальность проблемы.

Пористый кремний (ПК) был впервые получен еще в 1956 году группой ученых под руководством A. Uhlir [1]. Было обнаружено, что в процессе электрохимической обработки монокристаллического кремния может быть достигнут режим, когда плотность пор становится большой, происходит их перекрытие, и непротравленные участки кремния представляют собой нанокристаллы с размерами порядка нескольких нанометров. В 1984 году яркое свечение ПК в видимой части спектра при температуре жидкого гелия наблюдали исследователи Британского королевского института радиолокации и связи [2]. Однако, настоящий бум в изучении физических свойств ПК начался в 1990 г. после открытия доктором Canham из Британского агентства оборонных исследований эффективной фотолюминесценции данного объекта при комнатной температуре [3]. Он предложил возможную физическую модель объяснения данного явления, основанную на эффекте квантового ограничения носителей заряда, и указал на возможность получения электролюминесценции в структурах на базе ПК. Таким образом, возникла перспектива использования ПК в качестве базового элемента полупроводниковой оптоэлектроники. За последние десять лет опубликовано несколько тысяч научных статей, проведено большое число специальных конференций и симпозиумов, посвященных данной проблеме. К настоящему моменту стало ясно, что быстро достичь успеха в практическом применении светоизлучающих свойств ПК не удается. Поэтому ученые работают над решением проблемы увеличения квантового выхода люминесценции ПК путем модификации структуры энергетических зон кремния при уменьшении размеров кристаллов до единиц нанометров, а также при введении в кремниевую матрицу активаторов люминесценции (например, ионов редкоземельных элементов) [4-6].

В последнее время научные и технологические ресурсы многих научных лабораторий были направлены на создание сенсоров, основанных на использовании кремниевых технологий. С этой точки зрения ПК представляет значительный интерес. Действительно, особенностью ПК является его большая удельная поверхность, достигающая величины ~

3 2 3

10 м /см . Это обуславливает высокую адсорбционную активность данного материала, вследствие чего окружающая среда оказывает заметное влияние на его оптические и электрические свойства. Обнаружена и активно изучается высокая чувствительность пористого кремния к адсорбции молекул различных газов, в том числе молекул NO2 [7], С02 [8], NH3 [9] и т.д. Известно, что большие концентрации указанных молекул в окружающей среде оказывают вредное влияние на здоровье человека и природу. Поэтому очень важно осуществлять контроль содержания данных веществ в атмосфере путем разработки сенсоров, в том числе и на основе пористого кремния. Совсем недавно группой ученых Итальянского Национального института электротехники "Galileo Ferraris" (IENGF) [9] создан опытный образец газового сенсора на основе пористого кремния. Основными преимуществами в создании сенсоров на базе ПК является уменьшение размера (от 1 мм до 1 мкм) и веса, снижение энергетических затрат, простота изготовления большого числа микроэлементов. Системы обработки данных могут быть реализованы в непосредственной близости от чувствительного элемента с преимуществом высокой интеграции и быстрого отклика. Таким образом, ПК представляет собой несомненный научный и практический интерес в качестве объекта для изготовления газовых сенсоров нового поколения.

К моменту постановки настоящей работы (2001 г.) в литературе отсутствовала достоверная информация о влиянии морфологии кремниевых нанокристаллов на концентрацию в них свободных носителей заряда и спиновых центров, а также на процессы релаксации возбужденных спинов, однако такая информация может играть ключевую роль для разработки сенсоров на основе ПК. Не было единой точки зрения в отношении микроскопической модели взаимодействия активных молекул, адсорбирующихся в виде положительно и отрицательно заряженных комплексов (например, NH3 и N02, соответственно), с поверхностью нанокристаллов кремния. Адсорбция данных молекул позволяет в широких пределах менять электронные свойства ПК (концентрацию свободных носителей заряда, дефектов, проводимость и т.д.). Осталась не выясненой роль дефектов (спиновых центров), типа проводимости и концентрации легирующей примеси в ПК при адсорбции активных молекул. Поэтому целью работы являлось изучение влияния адсорбционного покрытия поверхности кремниевых нанокристаллов на электронные и оптические свойства их ансамблей. В связи с чем были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние пористости образцов ПК на концентрацию в них свободных носителей заряда и дефектов.

2. Исследовать зависимость концентрации свободных носителей заряда и спиновых центров от предыстории образца и морфологии поверхности.

3. Изучить влияние адсорбции активных молекул на примере акцепторных молекул двуокиси азота и парабензохинона, а также донорных молекул пиридина на концентрацию свободных носителей заряда и спиновых центров в нанокристаллах кремния с различным уровнем легирования.

4. Выявить микроскопические механизмы взаимодействия активных молекул с поверхностью нанокристаллов кремния.

5. Исследовать влияние адсорбции акцепторных и донорных молекул на рекомбинационные характеристики микро-ПК.

Для решения поставленных задач был применен комплекс методов исследования, включающих инфракрасную (ИК) Фурье спектроскопию, спектроскопию электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а также фотолюминесценцию (ФЛ). Эксперименты по адсорбции различных молекул проводились на современном безмасляном вакуумном оборудовании.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации:

1. Определены времена спин-решёточной релаксации для спиновых центров в мезопористом кремнии, сформированном на кристаллическом кремнии с ориентацией поверхности (100) и (110). Обнаружено замедление спин-решёточной релаксации для поверхности (110) по сравнению с поверхностью (100).

2. Экспериментально обнаружены Р6/-спиновые центры в мезопористом кремнии, сформированном на кристаллическом кремнии с ориентацией поверхности (110). Предложена атомная модель Рй-центров в ПК.

3. Обнаружен существенный вклад свободных дырок в оптическое поглощение свежеприготовленных слоев мезопористого кремния р-типа, а также снижение этого вклада в процессе естественного окисления образцов, что связано с захватом дырок на возникающие поверхностные дефекты. Данные результаты объясняются в рамках предложенной модели, основанной на приближении эффективной среды Бруггемана и классической модели Друде с поправкой на дополнительное поверхностное рассеяние носителей заряда.

4. Исследована зависимость концентрации свободных носителей заряда (СНЗ) и параметров рассеяния дырок в кремниевых нанокристаллах от пористости ПК. Сделан вывод о возможности роста указанной концентрации в высокопористых образцах свежеприготовленного мезопористого кремния. Полученные результаты указывают на достижимость высоких концентраций равновесных носителей заряда в мезопористом кремнии и возможность управления этой концентрацией путем варьирования условий формирования и хранения образцов.

5. Выявлены основные процессы, протекающие на поверхности кремниевых нанокристаллов при адсорбции молекул двуокиси азота, пиридина, парабензохинона, и влияющие на электронные свойства пористого кремния. Предложены микроскопические модели взаимодействия данных молекул с поверхностью кремниевых нанокристаллов в слоях пористого кремния.

6. Исследовано влияние адсорбции акцепторных молекул диоксида азота и парабензохинона, а также донорных молекул пиридина на рекомбинационные характеристики кремниевых нанокристаллов в слоях пористого кремния. Предложены основные механизмы гашения ФЛ в данном материале.

Автор защищает:

1. Способ управления концентрацией свободных носителей заряда в ПК за счет варьирования его пористости.

2. Новую модель описания ИК спектров отражения и пропускания пленок ПК, учитывающую дополнительное поверхностное рассеяние носителей заряда и основанную на приближении эффективной среды Бруггемана и классической модели Друде.

3. Новую информацию о наличии Р/,/-спиновых центрах в мезопористом кремнии, сформированном на кристаллическом кремнии с ориентацией поверхности (110). Атомную модель Р6-центров центров на поверхности ПК.

4. Обнаруженный эффект замедления спин-решёточной релаксации для образцов ПК с ориентацией поверхности (110) по сравнению с ПК (100).

5. Новые данные о влиянии адсорбции молекул двуокиси азота, пиридина, парабензохинона на электронные и оптические свойства пористого кремния. Микроскопическую модель взаимодействия активных молекул с поверхностью кремниевых нанокристаллов.

6. Вывод о возможности управления концентрацией свободных носителей заряда в нанокристаллах ПК посредством адсорбции активных молекул.

7. Новые данные о механизмах гашения ФЛ кремниевых нанокристаллов в атмосфере акцепторных и донорных молекул.

Научная и практическая ценность.

Полученные в работе результаты характеризуют зависимость электронных и оптических свойств нанокристаллов кремния от условий формирования, морфологии, и молекулярного окружения их поверхности. Особое значение имеют предложенные механизмы взаимодействия активных донорных и акцепторных молекул с поверхностью кремниевых нанокристаллов, влияние данного процесса на концентрацию равновесных носителей заряда и дефектов в ПК. Такого рода информация может быть полезна при создании газовых сенсоров на основе пористого кремния, а также при разработке альтернативных методов управления концентрацией свободных носителей заряда в нанокристаллах кремния.

Апробация работы.

Материалы, вошедшие в диссертацию, опубликованы в работах [А1-А26] и докладывались на следующих конференциях: 3-d International Conference of Porous Semiconductors - Science and Technology PSST-2002; International Conference "Physica of Low Dimensional System PLDS", Черноголовка, 2002; Конференция "Ломоносовские чтения-2003", Москва, 2003, Italian-Russian Student forum - Palermo, 2003; V Всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2003; 4-th International Conference of Porous Semiconductors - Science and Technology PSST-2004; XI-тая Всероссийская конференция "Структура и динамика молекулярных систем" Яльчик-2004; IV International Conference "Amorphous & microcrystalline semiconductors", Санкт-Петербург, 2004; III International Conference "Basic Problems of 0ptics'2004" , 2004.

В руководстве работой активное участие принимала к.ф.м.н. Е.А. Константинова.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Осминкина, Любовь Андреевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В работе исследованы электронные и оптические свойства наноструктур пористого кремния с различными морфологией, уровнем легирования и составом поверхностного покрытия. Были получены следующие основные результаты:

1. Зарегистрирован рост концентрации свободных носителей заряда с увеличением степени пористости слоев свежеприготовленного мезо-ПК, что вызвано увеличением в более пористых образцах относительной концентрации легирующей примеси (в данном случае бора). Полученные результаты указывают на достижимость высоких концентраций равновесных носителей заряда в мезо-ПК и возможность управления этой концентрацией путем варьирования условий формирования и хранения образцов.

2. Определены времена спин-решёточной релаксации для спиновых центров в мезопористом кремнии, сформированном на кристаллическом кремнии с ориентацией поверхности (100) и (110). Обнаружено замедление спин-решёточной релаксации для образцов с ориентацией поверхности (110) по сравнению с поверхностью (100), что объясняется присутствием в мезо-ПК (110) наряду с одномерными нанокристаллами нульмерных кристаллитов. Такая морфология приводит к ограничению числа фононных мод в данном объекте, что, в свою очередь, замедляет процесс передачи энергии от возбужденных спинов решетке.

3. Экспериментально обнаружены и исследованы /^/-спиновые центры в мезопористом кремнии, сформированном на кристаллическом кремнии с ориентацией поверхности (110). На основе полученных результатов предложена атомная модель модифицированных /Y-центров на поверхности нанокристаллов, согласно которой в ближайшее окружение данных центров входят атомы кремния, кислорода и водорода.

4. Выявлены основные процессы, протекающие на поверхности ПК при адсорбции акцепторных молекул на примере NO2 и С6Н4О2 и влияющие на электронные свойства пористого кремния. Предложена модель взаимодействия акцепторных молекул с поверхностью кремниевых нанокристаллов. В основе указанной модели лежит формирование донорно-акцепторных состояний типа (адсорбат)" -Рь ■> в результате чего в объем нанокристаллов инжектируются свободные дырки.

5. Изучено влияние адсорбции донорных молекул на примере C5H5N на концентрации свободных дырок и спиновых центров в нанокристаллах кремния. Предложена модель взаимодействия данных молекул с поверхностью ПК. В основе указанной модели лежит формирование положительно заряженных центров, в результате чего концентрация свободных дырок в объеме нанокристаллов уменьшается.

6. Обнаружен рост концентрации свободных носителей заряда в атмосфере пиридина при конденсации пиридина в порах образцов. При конденсации эффективная диэлектрическая проницаемость ПК резко возрастает вследствие того, что пиридин в жидком состоянии имеет диэлектрическую проницаемость sd>eSi. Заполнение пор средой с высоким значением £d приводит к уменьшению энергии активации примесных атомов бора, что в свою очередь ведет к увеличению концентрации свободных дырок.

7. Изучено влияние адсорбции акцепторных и донорных молекул на рекомбинационные характеристики микро-ПК. Предложены механизмы гашения фотолюминесценции в данном материале, в основе которых лежит гипотеза о диссоциации экситонов в электрическом поле адсорбционных комплексов. Смещение положения максимума ФЛ в атмосфере молекул обусловлено конкуренцией двух механизмов - ростом безызлучательной рекомбинации в крупных нанокристаллах и увеличением электрического поля в нанокристаллах малых размеров.

В заключение автор выражает свою глубокую благодарность своим научным руководителям: заведующему кафедрой общей физики и молекулярной электроники проф. П.К. Кашкарову и к.ф.м.н Е.А. Константиновой; в.н.с. В.Ю. Тимошенко, доценту Г.Б. Демидовичу и стеклодуву Ю.А. Обушеву, а также всем сотрудникам кафедры.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Осминкина, Любовь Андреевна, 2004 год

1. A4. Кузнецова Л.П., Ефимова А.И., Осминкина Л.А., Головань Л.А., Тимошенко В.Ю., Кашкаров П.К. "Исследование двулучепреломления в слоях пористого кремния методом инфракрасной Фурье-спектроскопии"// ФТТ, 2002, том 44, вып.5, стр. 780-784.

2. А7. Осминкина Л.А., Константинова Е.А., Шаров К.С., Кашкаров П.К., Тимошенко В.Ю. "Роль примеси бора в слоях пористого кремния для активации в них свободных носителей заряда при адсорбции акцепторных молекул" // ФТП, 2005, том 39, вып. 3, стр. 310-315 .

3. E. V. Kurepina, V. Yu. Timoshenko, and P. K. Kashkarov "Optical study of equilibrium charge carriers in mesoporous silicon" // Phys.stat.sol (c), 2005, принята в печать.

4. A12.Forsh P.A., Osminkina L.A., Timoshenko V.Yu., Kashkarov P. K. "Strong anisotropy of lateral electrical transport in (110) porous silicon films" // Phys.stat.sol (c), 2005, принята в печать.

5. A 13. Timoshenko V.Yu., Dittrich Th., Lysenko V., Lisachenko M.G., Pavlikov A.V., Kurepina E.A., Konstantinova E.A., Osminkina L.A., Kashkarov P.K., Koch

6. F. "Free Charge Carriers in porous silicon: experiment and theory"// Materials of 3d International Conference PSST-2002, pp.40-42 .

7. A14. Pavlikov A.V., Osminkina L.A, Kurepina E.V, Timoshenko V.Yu., Kashkarov P.K. "Optical diagnostics of charge carries in silicon nanocrystals" // PLDS,Черноголовка, 2001 , стр. 14.

8. A 15. Осминкина Л.А., Курепина E.B. "Изучение механизмов адсорбции молекул NO2 на поверхности кремниевых нанокристаллов"// Сборник тезисов «Ломоносов-2003», секция «Физика», Подсекция «физика твердотельных наноструктур», 2003, стр. 257-259.

9. A16.0sminkina L.A. "New principles of highly sensitive gas sensors for ecological application" // Italian-Russian Student forum Palermo july23-26,2003, p. 52.

10. А23. Forsh P.A., Osminkina L.A., Timoshenko V.Yu., Kashkarov P. K. "Strong anisotropy of lateral electrical transport in (110) porous silicon films" // Materials of 4th International Conference PSST-2004, pp. 282-283.

11. Uhlir A. "Electrolytic shaping of germanium and silicon" //Bell Syst. Tech., 1956, v.35, № 2, pp.333-347.

12. Pickering C., Beale M.I.J., Robbins D.J., Pearson P.J., Greet R. "Optical studies of the structure of porous silicon films formed in p-type degenerate and non-degenerate silicon"// J. Phys. C: Sol. St. Phys., 1984, v. 17, №10, pp.65356552.

13. Canham L.T., "Silicon Quantum Wire Array Fabrication by Electrochemical and Chemical Dissolution of Wafers" //Appl. Phys. Lett., 1990, v.57, №10, pp. 1046-1048.

14. Lockwood D.JV'Light Emission from Silicon"// Academic, Boston 1997.

15. Kimerling К. С., Kolenbrander K.D., Michel J., Palm J."Light Emission from Silicon"// Solid State Phys., 1997, v.50, p. 333.

16. Timoshenko V. Yu., Dittrich Th., Lysenko V., Lisachenko M.G., Koch F. "Free charge carries in mesoporous silicon"// Phys. Rev. B, 2001, v.64, pp.085314085321.

17. Rocchia M., Garrone E., Geobaldo F., Boarino L., Sailor M. J. "Sensing C02 in a chemically modified porous silicon film'7/Phys. Stat. Sol. (a), 2003, v. 197, №2, pp.365- 369.

18. Chiesa M., Amato G., Boarino L., Garrone E., Geobaldo F., Giamello E. "Reversible Insulator-to-Metal Transition in p+-type mesoporous silicon induced by the adsorption of ammonia"// Angew. Chem. Int. Ed., 2003, v.42, pp.50325035.

19. Smith R.L., Collins S.D., "Porous silicon formation mechanisms" //J. Appl. Phys., 1992, v. 71, №8, pp.Rl-R22.

20. Лабунов B.A., Бондаренко В.П., Борисенко B.E. "Получение, свойства и применение пористого кремния" //Зарубежная электронная техника, 1978, №15, с.3-27.

21. Koshida N., Koyoda М., "Visible electroluminescence from porous silicon"// Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, no.3, pp.347-349.

22. Lehmann V., Stengl R., Luigart A., "On the morphology and the electrochemical formation mechanism of mesoporous silicon"// Materials Science and Engineering, 2000, B69-70, 11-12, pp.11-22.

23. Turner D.R., "Electropolishing silicon in hydrofluoric acid solutions"// J. Electrochem. Soc., 1958, v. 105, №7, pp.402-408.

24. Beale M.I.J., Chew N.G., Uren M.J., Cullis A.G., Benjamin J.D.

25. Microstructure and Formation Mechanism of Porous Silicon"// Appl. Phys. Lett., 1985, v.46, №1, pp.86-88.

26. Lehmann V., Gosele U. "Porous Silicon Formation: A quantum Wire Effect"// Appl. Phys. Lett., 1991, v.58, №8, pp.856-858.

27. Bisi O., Ossicini S., Pavesi L., "Porous silicon: a quantum stronge structure for silicon based optoelectronics"// Surface Science Report, 2000, v.38, pp. 1-126.

28. Parkhutik V., Ibarra E. "The role of hydrogen in the formation of porous structures in silicon"// Mater. Sci. Engineer. B, 1999, v.58, №1-2, pp. 95-99.

29. Jung K.H., Shin S., Kwon D.L. "Developments in luminescent porous Si"// J. Electrochem. Soc., 1993, v. 140, №10, pp.3016-3064.

30. Teschke O., dos Santos M. C., KleinkeM. U., Soares D. M., and GalvaoD. S. "Spatially variable reaction in the formation of anodically grown porous silicon structures"// J. App. Phys., 1995, v.78, №1, pp.590-592.

31. Горячев Д.Н., Беляков Л.В., Сресели O.M. "О механизме образования пористого кремния"// Физика и техника полупроводников, 2000, том 34, вып. 9, стр. 1130-1134.

32. Gullis A. G., Canham L. Т., Calcott P. D. J. "The structural and luminescence properties of porous silicon"// Appl. Phys. Lett., 1997, v.82, pp.909965.у 23. Theis W., "Optical properties of porous silicon"// Surf. Science Rep., 1997,v.29, pp.91-192.

33. Herino R., Bomchil G., Baria K., Bertrand C., Ginoux J. L. "Porosity and pore size distribution of porous silicon layers"// J. Electrochem. Soc., 1987, v. 134, pp. 1994-2000.

34. Свечников C.B., Савченко A.B., Сукач Г.А., Евстигнеев A.M., Каганович Э.Б., "Светоизлучающие слои пористого: получение, свойства и применение"// Оптоэл. и п/п техника, 1994, т.27, с.3-29.

35. Rouquerol, J., Avnir, D., Fairbriclge, C.W., Everett, D.H., Haynes, J.H., Pernicone, N., Ramsay, J.D.F., Sing, K.S.W., Unger, K.K. "Recommendations for the characterization of porous solids", Pure Appl. Chem, 1994. v.66, pp. 17391758.

36. Canham L. Т., Cullis A. G., Pickering C., Dosser O.D., Cox D.I., Lynch T.P. "Luminescent anodized silicon aerocrystal networks prepared by supercritical drying"// Nature, 1994, v.368, p.133.

37. Cullis A. G. Canham L. Т., "Visible light emission due to quantum size effects in highly porous crystalline silicon"// Nature, 1991, v.353, p.335.

38. Canham L. Т., Groszek A. J. "Characterization of microporous silicon by flow calorimetry: comparison with a hydrophobic Si02 molecular sieve 7/ J. Appl. Phys., 1992, v. 72, №4, pp. 1558 1565.

39. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений, 1966, Пер. с англ. М.: Мир.

40. Bai G. R.,. Qi М. W, Xie L. М. and Shi Т. S. "The isotope study of the Si— H absorption peaks in the FZ—Si grown in hydrogen atmosphere"//Sol. Stat. Comm., 1985, v.56, №3, pp.277-281.

41. Borghei A., Sassella A., Pivac В., Pavesi L. "Characterization of porous silicon inhomogeneties by high spatial resolution infrared spectroscopy"// Sol. St. Comm., 1993, v. 87, №1, pp. 1-4.

42. Литтл Л. Инфракрасные спектры адсорбированных молекул, 1969, Пер. с англ. М.: Мир.

43. Xie Y.H., Wilson W.L., Ross F.M., Mucha J.A., Fitzgerald, Macaulay J.M., Harris T.D. "Luminescence and structural study of porous silicon films"// J. Appl. Phys., 1992, v.71, №5, pp.2403-2407.

44. Tsai C., Li K.H, Campbell J.C., Hance B.V., White J.M., "Laser-induced degradation of the photoluminescence intensity of porous silicon"// J. Electr. Mater., 1992, v.21,№10, pp.589-591.

45. Anderson R.C., Muller R.S., Tobias C.W. "Chemical surface modification of porous silicon"// J. Electrochem. Soc., 1993, v. 140, №5, pp. 1393-1396.

46. Salonen J., Lehto V-P., Laine E. "Thermal oxidation of free-standing porous silicon films" // Appl Phys. Lett., 1997, v.70, p. 637.

47. Yon J.J., Barla K., Herino R., Bomchil G. "The kinetics and mechanism of oxide layer formation from porous silicon formed on p-Si substrates" // J. Appl. Phys, 1987, vol. 62, no. 3, pp. 1042-1048.

48. Mawhinney D.B., Glass J.A., Yates J.T. "FTIR study of the oxidation of porous silicon" //J. Phys. Chem. B, 1997, v. 101, №7, pp. 1202-1206.

49. Robinson M.B., Dillon A.C., Haynes D.R., George S.M. "Effect of thermal annealing and surface coverage on porous silicon photoluminescence"// Appl. Phys. Lett., 1992, v.61, №12, pp. 1414-1416.

50. Ookubo N., Ono H., Ochiai Y., Mochizuki Y., Matsui S. "Effects of thermal annealing on porous silicon photoluminescence dynamics"// Appl. Phys. Lett., 1992, v.61, №8, pp. 940-942.

51. Lehmann V., Hofmann F., Moller F., Griming U., "Resistivity of porous silicon: a surface effect"// Thin Solid Films, 1995, v.255, №1, pp.20-22.

52. Polisski G., Kovalev D., Dollinger G.G., Sulima Т., Koch F. "Boron in mesoporous Si — Where have all the carriers gone?"// Physica B, 1999, v.273-274, pp.951-954.

53. Timoshenko V. Yu., Dittrich Th., Koch F. "Infrared free carrier absorption in mesoporous silicon"// Phys. Stat, sol (b), 2000, v.222, pp.Rl-R2.

54. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников, 1977, М., Наука.

55. Шалимова К.В. Физика полупроводников, 1985, М., Энергоатомиздат.

56. Борн М., Вольф Э. Основы оптики, 1970, М. Наука.

57. Бонч-Бруевич B.JL, Калашников С.Г. Физика полупроводников, 1990, М. Наука.

58. Кашкаров П.К., Каменев Б.В., Константинова EiA., Ефимова А.И.,. Павликов А.В., Тимошенко В.Ю. "Динамика неравновесных носителей заряда в кремниевых квантовых нитях " //УФНД998, том 168, стр. 577.

59. Кашкаров П.К., Константинова Е.А., Тимошенко В.Ю. "Механизмы влияния адсорбции молекул на рекомбинационные процессы в пористом кремнии"// ФТП, 1996, вып.30, стр. 1479-1489.

60. Boarino L., Baratto С., Geobaldo F., Amato G., Comini E., Rossi A.M., Faglia G., Lerondel G., Sberveglieri G. "N02 monitoring at room temperature by a porous silicon gas sensor"// Mat. Sci. Engin. B, 2000, v.69-70, pp.210-214.

61. Волькенштейн Ф. Ф., Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции, 1987, М. Наука.

62. Boarino L., Geobaldo F., Borini S., Rossi A.M., Rivolo P., Rocchia M., Garrone E., Amato G. "Local environment of Boron impurities in porous silicon and their interaction with N02 molecules"// Phys. Rev. B, 2001, v.64, pp. 205308.

63. Geobaldo F., Onida В., Rivolo P., Borini S., Boarino L., Rossi A., Amato G., Garrone E. "IR detection of N02 using p+ porous silicon as high sensitivity sensor"// Chem. Commun., 2001, pp.2196-2197.

64. Garrone E., Borini S., Rivolo P., Boarino L., Geobaldo F., and Amato G. "Porous silicon in N02: A chemisorption mechanism for enhanced electrical conductivity"// Phys. Stat. Sol. (a), 2003, v. 197, №1, pp. 103-106.

65. Киселев В. Ф., Крылов О. В. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках, 1979, М., Наука.

66. Nishi Y. "Study of silicon-silicon dioxide structure by electron spin resonance"// Jpn. J. Appl. Phys., 1971, v.l0,№l, pp.52-62.

67. Poindexter E. H., Caplan P. J., Deal В. E., Razouk R. R. "Interface states and electron spin resonance centers in thermally oxidized (111) and (100) silicon wafers". J. Appl. Phys., 1981, v.52, №2, pp. 879-884.

68. Helms C.R., Poindexter E.H. "The silicon-silicon-dioxide system: its microstructure and imperfection"// Rep. Prog. Phys., 1994, v.57, pp.791-852.

69. McMahon T.J., Xiao Y. "Electron spin resonance study of the dangling bond in amorphous Si and porous Si"// Appl. Phys. Lett., 1993, v.63, №12, pp.16571659.

70. Bardelebin H.J., Stievenard D., Grosman A., Ortega C., Siejka J. "Defects in porous p-type Si: An electron-paramagnetic resonance study"// Phys. Rev. В., 1993, v.47, №16, pp. 10899-10901.

71. Yokomichi H., Takakura H., Kondo M. " Electron spin resonance centers and light-induced effects in porous silicon"// Jpn. J. Appl. Phys., 1993, v.32, part 2, №3B, pp.L365-L367.

72. Yokocawa K., Mizutani T. "ESR study of natural oxidation processes of HF-treated silicon (111) surfaces"// Jpn. J. Appl. Phys., 1993, v.32, part 2, №5A, pp.L635-L637.

73. Xiao Y., McMacon T.J., Pancov J.I., Tsuo Y.S. "Existence of a Pbi-like defect centers in porous silicon"// J. Appl. Phys., 1994, v.76, №3, pp. 1759-1763.

74. Schoisswohl M., Bardeleben H.J., Morazzani V., Grosman A., Ortega C., Frohnhoff St., Berger M.G., Munder H. "Analysis of the sutfaces structure in porous Si"// Thin Sol. Films, 1995, v.255, pp. 123-127.

75. Cantin J.L., Schoisswohl M., Bardeleben H.J., Hadj N., Vergnat M. "Electron-paramagnetic-resonance study of the microscopic structure of the Si (100)-Si02 interface"// Phys. Rev. В., v.52, №16, pp.Rl 1599-R11602.

76. Lenahan P.M., Conley J.F. "What can electron paramagnetic resonance tell us about the Si/Si02 system?"// J. Vac. Sci. Technol. В., v.16, №4, pp.2134-2153.

77. Bardeleben H.J., Cantin J.L., "Paramagnetic defects in porous silicon"// 1997 pp.319-32, article in the book Properties of porous silicon, Edited by Leigh Canham, DERA, Malvern, UK 7.

78. Laiho R., Vlasenko L.S., Afanasiev M.M., Vlasenko M.P., "Electron^ paramagnetic resonance in heat-treated porous silicon"// J. Appl. Phys., 1994, v.16, №7, pp.4290-4292.

79. Meyer B.K., Petrova-Koch V., Mushik Т., Linke H., Omling P., Lehman V. "Electron spin resonance investigation of oxidized porous silicon"// Appl. Phys. Lett., 1993, v.63, №14, pp.1930-1932.

80. Konstantinova E.A., Dittrich Th., Timoshenko V.Yu., Kaskarov P.K. "Adsorption-induced modification of spin and recombination centers in porous silicon", Thin Solid Films, 1996, v.276, pp.265-267.

81. Вашпанов Ю.А. "Электронные свойства микропористого кремния при освещении и адсорбции аммиака"// Письма в ЖТФ, 1997, том 23, №11, стр. 77-23.

82. Hamilton В. "Topical review: Porous silicon"// Semicond. Sci. & TechnoL, 1995, v.10, pp.1187-1207.

83. Jung K.H., Shih S., Kwong D.L. "Developments in luminescent porous Si"// J. Electrochem. Soc., 1993, v.140, no.10, pp.3016-3064.

84. Gardelis S., Rimmer J.S., Danson P., Hamilton В., Parker E.N.C "Evidence for quantum confinement in the photoluminescence of porous Si and SiGe"// Appl. Phys. Lett, 1991, v.59, no. 17, pp.2118-2120.

85. Бреслер M.C., Яссиевич И.Н. "Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния"// ФТП, 1993, т.27, №4, стр.871-883.

86. Луцкий В.М., Пинскер Т.Н. Размерное квантование, М.Наука, 1983, с.56.

87. Fishman G., Mihalcescu I., Romestein R. "Effective-mass approximation and statistical description of luminescence line shape in porous silicon"// Phys. Rev B, 1993, v.48, №3, pp.1464-1467.

88. Sagnes I., Halimaoui A., Vincent G., Badoz P.A. "Optical absorption evidence of a quantum size effect in porous silicon"// Appl. Phys. Lett, 1993, v.62, №10, pp.1155-1157.

89. Buda R, Kohanoff J., Parrinello M. "Optical properties of porous silicon: a first-principles study"// Phys. Rev. Lett. 1992, v.69, no.8, pp. 1272-1275.

90. Копаев Ю.В., Молотков C.H., Назин C.C. "Размерный эффект в квантовых проводах кремния"// Письма в ЖЭТФ, 1992, 55, №12, с.696-700.

91. Sanders G.D., Chuang Y.C. "Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon"// Phys. Rev. B, 1992, v.45, no. 16, pp.9202-9213.

92. Hybersten M.S., Needels M., "First principles analysis of electronic states in silicon nanoscale quantum wires"// Phys. Rev. B, 1993, v.48, pp.4608-4612.

93. Delley В., Steigmeier E. F., "Size dependence of band gaps in silicon nanostructures'7/Appl. Phys. Lett., 1995, v.67, pp. 2370-2371.

94. Delerue C., Allan G. Lannoo M. 'Theoretical aspects of the luminescence of porous silicon"// Phys. Rev. B, 1993, v.48, pp.11024-11036.

95. Рытова H.C., "Экранированный потенциал точечного заряда в тонкой пленке"// Вестник московского университета, Физика, Астрономия, 1967, № 3, 30, стр. 30- 37.

96. Чаплик А. В., Энтин М.В., "Заряженные примеси в очень тонких слоях"// ЖЭТФ, 1971, т.61, с.2496-2503.

97. Келдыш Л.В., "Кулоновское взаимодействие в тонких пленках полупроводников и полуметаллов" // Письма в ЖЭТФ, 1979, №11, стр. 716719.

98. Бабиченко B.C., Келдыш Л.В., Силин А.П., "Кулоновское взаимодействие в тонкой полупроводниковой или полуметаллической нити"// ФТТ, 1980, т.22, с.1238.1240.

99. Kashkarov Р.К., Konstantinova Е.А., Efimova Е.А., Kamenev B.V., Lisachenko M.G., Pavlikov A.V., Timoshenko V.Yu. "Carrier recombination in Si quantum wires surrounded by dielectric medium"// Phys. Low. Dim. Str., 1999, v.3/4, pp.191-202.

100. Бресслер М.С., Яссиевич И.И, "Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния"// ФТП, 1993, т.27, №5, с.871-883.

101. Кашкаров П.К., Константинова Е.А., Петрова С.А., Тимошенко В.Ю., Юнович А.Э. "К вопросу о температурной зависимости фотолюминесценции пористого кремния"// ФТП, 1997, том 31, № 6, с.745-748.

102. Perry С.Н. "Phoyoluminescence spectra from porous silicon (111) microstructures: temperature and magnetic-field effects"// Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, №25, pp.3117-3119.

103. Zheng X.L., Wang W., Chen H.C. "Anomalous tenperature dependencies of fololuminescence for visible-light-emission porous silicon"// Appl. Phys. Lett., 1992, v.60, №8, pp.986-988.

104. Narasimhan K.L., Banerjee S, Srivastava A.K., Sardesai A. "Anomalous temperature dependence of photoluminescence in porous silicon"// Appl. Phys. Lett, 1993, v.62, №4, pp.331-333.

105. Bayliss S.C, Hutt D.A, Zhang Q, Danson N, Smith A. "Local structure of porous silicon"// Sol. St. Comm., 1994, v.91, №5, pp.371-375.

106. Lavine J.M., Sawan S.P, Shieh Y.T, Bellezza A.J, "Role of Si-H and Si-Hx in the photoluminescence of porous Si"// Appl. Phys. Lett, 1993, v.62, №10, pp. 1099-1101.

107. Petrova-Koch V, Muschik T, Kux A, Meyer B.K., Koch F, Lehmann V, "Rapid thermal oxidized porous silicon the superior photoluminescent Si"// Appl. Phys. Lett, 1992, v.61, №8, pp.943-945.

108. Yamada M, Kondo K, "Comparing effects of vacuum annealing and dry oxidation on the photoluminescence of porous Si" //Japan J. Appl. Phys., 1992, v.31, L993.

109. Kumar R., Kitoh Y., Hara\K, "Effect of surface treatment on visible luminescence of porous silicon: correlation with hydrogen and oxygen terminators"// Appl.Phys.Lett, 1993, v.63, №22, pp.3032-3034.

110. Banerjee S., Narasimhan K.L., Sardesai A, "Role of hydrogen and oxygen-terminated surfaces in the luminescence of porous silicon"// Phys. Rev.B, 1994, v.49, №4, pp.2915-2918.

111. Shin S., Jung K.H., Yan J., Kwong D.L., Kovar M., White J.M., George Т., Kirn S., "Photoinduced luminescence enhanced from anodicaly oxidized porous Si"//Appl.Phys.Lett, 1993, v.63, №24, pp.3306-3308.

112. Bao X.-M., Wu X.-W., Zheng X.-Q., Yan F., "Photoluminescence spectrum shifts of porous Si by spontaneous oxidation"// Phys.Stat.Sol.(a), 1994, v. 141, K63-K66.

113. Murayma K., Miyazaki S., Hirose M. "Visible photoluminescence from porous silicon"// Jpn. J. Appl. Phys., 1992, v.31, pt.2, №8a, pp.L997-L1000.

114. Bomchil G., Halimaoui A., Herino H., "Porous Silicon: the Material and Its Applications in Silicon-on-Insulator Technologies"// Appl. Surf. Science, 1989, v.41/42, pp.604-611.

115. Kashkarov P.K., Konstantinova E.A., Pavlikov A.V., Timoshenko V.Yu. "Influence of Ambient Dielectric Properties on the Luminescence in Quantum Wires of Porous Silicon"// Phys. Low-Dim. Struct., 1/2, pp. 123-130 (1997)

116. Nishitani H., Nakata H., Fujiwara Y., Ohyama T. "Light-induced degradation and recovery of visible photoluminescence in porous silicon"// Jpn. J. Appl. Phys., 1992, v.31, pt.2, №1 IB, pp.L1557-L1579.

117. Friedersdorf L.E., Searson P.C., Prokes S.M., Glembocki O.J., Macaulay J.M. "Influence of stress on the photoluminescence of porous silicon structures"// Appl.Phys.Lett., 1992, v.60, №18, pp.2285-2287.

118. Lawerhaas J.M, Sailor M.J, "Chemical modification of the photoluminescence quenching of porous silicon"// Science, 1993, v.261, pp.15671568.

119. Coffer J.L, Lilley S.C, Martin R.A. "Surface reactivity of luminescent porous silicon"// J. Appl. Phys, 1993, v.74, №3, pp.2094-2096.

120. T. Tamura, A. Takazawa, M. Yamada, "Blueshifts in the photoluminescence of porous Si by immersion in deionized water"// Jpn.J.Appl.Phys, 1993, 32 part 2, ЗА, pp.L322-L325.

121. Ben-Chorin M, Kux A, Schechter I. "Adsorbate effects on PL and electrical conductivity of porous silicon"// Appl.Phys.Lett, 1994, v.64, №4, pp.481-483.

122. Практикум no общей и неорганической химии, Под редакцией Карапетьянца М.Х, Дракина С .И, 1969, Изд-во "Высшая школа".

123. Рапопорт Ф.М, Ильинская А.А, Лабораторные методы получения чистых газов, 1963, Изд-во химической литературы.

124. Лабунов В.А, Борисенко В.Е. Диффузия фосфора в кремнии, стимулированная низкоэнергетической ионно-плазменной обработкой // ФТП, 1979, Том. 13, Вып. 3. с. 604

125. Bruggeman D.A.G "Berechnung verschiedener physikalisher Konstanten von heterogen Substanzen"// Annalen der Physik, 1935, v.24, pp.636-664.

126. Нага H, Nishi Y. "Free carrier absorption in p-type silicon"// J. Phys. Soc. Jpn, 1966, v.21, p.1222.

127. Spitzer W, Fan H.Y. "Infrared Absorption in n-type silicon"// Phys. Rew, 1957, v. 108, №2, pp.268-271.

128. Вертц Дж, Болтон Дж, Теория и практические приложения метода ЭПР, 1975, Изд-во "Мир".

129. Lepine D.J. "Spin-dependent recombination on silicon surface"// Phys. Rev. B, 1972, v.6, №2, pp.436-441.

130. Краткий справочник физико-химических величин, 2002, Иван Федоров, С.-Петербург.

131. Лисаченко М.Г., Тимошенко В.Ю. "Влияние диэлектрического окружения на экситонный спектр кремниевых квантовых нитей"// Вестник Московского университета. Серия физика, 1999, v.5, стр.30-33.

132. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул, 1963, М. ИЛ.

133. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул, 1971, М. Мир.

134. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений 1965, Изд-во "Мир".