Внедрение примесных атомов в наноразмерные полупроводники ZnO, AlN, InN: рентгеноспектральная диагностика и компьютерное моделирование тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Гуда, Александр Александрович

• Гуда, Александр Александрович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Гуда, Александр Александрович

Введение.

1. Методы исследования.

1.1 Экспериментальные методы спектроскопии рентгеновского поглощения.

1.2 Теоретические методы расчёта электронной структуры вещества.

1.3 Расчёт спектров рентгеновского поглощения.

2. Локальная спин-поляризованная электронная структура нанопроводов гпО:Мп.

3. Локальная атомная и электронная структура наноигл АШ:Си.

4. Локальная атомная и электронная структура тонких пёнок ШЧ:^.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Внедрение примесных атомов в наноразмерные полупроводники ZnO, AlN, InN: рентгеноспектральная диагностика и компьютерное моделирование»

Актуальность темы

Контролируемое получение новых свойств у стандартных полупроводниковых материалов необходимо для развития спинтроники (материалы для детектирования, транспортировки и хранения спин-поляризованных токов и зарядов), электроники (материалы для прозрачных электродов и микросхем на гибких подложках) и фотоники (материалы для солнечных батарей, использующих весь солнечный спектр, наноразмерных светодиодов). Оксид цинка ZnO, нитрид алюминия A1N и нитрид индия InN давно используются для создания гетеропереходов и р-n переходов - основы полупроводниковых устройств [1-4]. Ширина запрещённой зоны и расположение примесных уровней внутри неё определяют тип проводимости полупроводника, степень спиновой поляризации носителей заряда и характеристики оптических переходов при поглощении или излучении света. Практически важным является создание материала с заданной зонной структурой (зонная инженерия) посредством контролируемого внедрения дефектов внутрь кристаллической решётки полупроводника [5]. Большая экспериментальная [6,7] и теоретическая [8,9] работа была проделана за последнее десятилетие с целью получения высококачественных образцов разбавленных магнитных полупроводников и объяснения основ ферромагнитного упорядочения в них.

В настоящей работе были исследованы образцы допированных тонких плёнок и нанопроводов на основе AIN, InN и ZnO со структурой вюрцита. Оксид цинка w-ZnO обладает запрещённой зоной шириной З.ЗэВ при комнатной температуре и большой энергией связи экситона (бОмэВ). Нанопровода ZnO на гибкой подложке могут использоваться для создания пьезоэлектрических элементов питания [10, 11], причём было показано, что они биосовместимы [12]. На основе ZnO были созданы прозрачные тонкоплёночные транзисторы [13] при комнатной температуре синтеза, что позволяет использовать аморфное стекло или полимеры в качестве подложки. Это открывает перспективы для создания прозрачной и гибкой электроники [14]. После теоретической работы [15], предсказывающей ферромагнитное упорядочение магнитных моментов в ZnixMnxO при комнатной температуре, появилась серия экспериментальных подтверждений этой гипотезы [16], что делает оксид цинка привлекательным и для спинтроники.

Нитрид алюминия w-AIN среди всех нитридов 3-й группы имеет максимальную ширину запрещённой зоны (6.2 эВ при комнатной температуре) [17]. На его основе создан светодиод с длиной волны 210 нм [18]. Этот материал может выдерживать температуры до 3000К, а эпитаксиально выращенные кристаллы нитрида алюминия используются для поверхностных сенсоров акустических волн на подложке кремния благодаря своим пьезоэлектрическим свойствам. Используя технологию послойного роста плёнок A1N с помощью импульсного лазерного напыления можно получать высококачественные кристаллические образцы и гетеропереходы, такие как AIN/ZnO [19]. Это многообещающий материал для спинтроники, поскольку при допировании атомами переходных металлов он приобретает ферромагнитные свойства с высокой температурой Кюри [20-23]. Эксперименты подтверждают комнатные ферромагнитные свойства образцов A1N, допированных атомами Mg, V, Cr, Mn, Fe, Со и Ni [24-30]. Ab initio расчёты электронной структуры нитрида алюминия, допированного Са, Mg и атомами переходных металлов [31-34], также подтверждают возможность ферромагнитного упорядочения. Расчёты показывают, что дефекты замещения алюминия приводят к полуметаллической зонной структуре со 100% спиновой поляризацией носителей заряда на уровне Ферми. Магнитные моменты локализуются внутри тетраэдра N4 из 4-х азотов в 1-й координационной сфере внедрённого на место А1 примесного атома.

Магнитный момент возникает из-за p-d или р-р гибридизации N4-p-состояний и р- (для Са и Mg) или d-состояний (для переходных элементов от V до Ni). Нитриды III группы лучше подходят для транспортировки спин-поляризованных токов из-за уменьшения спин-орбитального взаимодействия по сравнению с используемым в настоящее время арсенидом галлия GaAs.

Нитрид индия w-InN - полупроводниковый материал с узкой запрещённой зоной, который пригоден для использования в солнечных элементах и высокоскоростной электронике. Ширина запрещённой зоны InN составляет 0.9 эВ [35,36]. Ранее считалось, что ширина запрещённой зоны в InN порядка 2эВ, однако оказалось, что это было следствием недостаточной чистоты материала. Тройные сплавы InGaN имеют прямую запрещенную зону от инфракрасной (0.7эВ) до ультрафиолетовой (3.4эВ), что позволяет найти оптическое соответствие всему солнечному спектру [37]. Поликристаллические тонкие плёнки нитрида индия являются хорошими проводниками при низких температурах и переходят в сверхпроводящее состояние при температуре ниже 4К [38].

Несмотря на существенные успехи в технологии синтеза тонких плёнок и наноструктур на основе A1N [39], InN [40,41], ZnO [42,43] контролируемое внедрение дефектов в эти материалы остаётся нерешённой задачей. Особая проблема возникает с получением образцов InN и ZnO с р-типом проводимости из-за низкой растворимости примесных атомов р-типа и их компенсации дефектами n-типа. Особенности синтеза структур на основе InN, такие как ограниченность выбора подложки и температурный режим синтеза, приводят к высокой концентрации дефектов в синтезированных эпитаксиальных образцах. Точная причина ферромагнитных свойств в ZnO и A1N, допированных примесными атомами также остаётся под вопросом. Всё более распространённой становится версия о том, что только наличие вторичных фаз приводит к наблюдаемому ферромагнетизму [44]. В первую очередь трудности возникают на этапе диагностики синтезированных образцов. Необходимо использовать комплекс методов для изучения фазового состава и локальной атомной структуры внедрённых дефектов. При внедрении дефектов могут образовываться нанокластеры, которые невозможно зарегистрировать с помощью стандартных дифракционных методов.

В настоящей работе был использован комплекс теоретических и экспериментальных методов для исследования внедрения примесей в ZnO, AIN, InN. Это методы просвечивающей электронной микроскопии (EELS, EFTEM) с высокой пространственной разрешающей способностью, и рентгеновские методы спектроскопии поглощения с высоким энергетическим разрешением (XANES, EXAFS) и чувствительностью к магнитным свойствам дефектов (XMCD). Дополнение процесса синтеза теоретическим прогнозированием и экспериментальной нанодиагностикой позволит существенно удешевить разработку и доведение до производства полупроводниковых материалов с новыми заранее заданными свойствами.

Объекты и методы исследования

В настоящей работе были исследованы наноиглы нитрида алюминия A1N на сапфировой подложке, наноиглы нитрида алюминия допированного медью AlN:Cu; нанопровода оксида цинка, допированного марганцем, со структурой оболочка/ядро ZnO:Mn/ZnO, выращенные на сапфировой подложке; тонкие плёнки InN на подложке сапфира с буферным слоем GaN(OOOl).

В качестве экспериментальных методов исследования использовались: методы электронной микроскопии (международные термины ТЕМ, EFTEM, EELS); спектроскопия рентгеновского поглощения (международный термин XANES, EXAFS), чувствительная к локальной атомной структуре вокруг поглощающего атома; рентгеновский линейный дихроизм (XLD), чувствительный к ориентации электронной плотности вдоль определённых кристаллографических направлений; рентгеновский циркулярный дихроизм (XMCD), чувствительный к магнитному моменту на поглощающем атоме; спин-поляризованная спектроскопия рентгеновского поглощения (измерения в режиме регистрации флуоресценции с высоким энергетическим разрешением HERFD), чувствительная к плотности свободных электронных состояний с различными проекциями спина.

Экспериментальные спектры рентгеновского поглощения были проинтерпретированы с помощью расчётов методами полного многократного рассеяния, конечных разностей или присоединённых плоских волн (FLAPW). Для теоретических структурных моделей, подтверждённых экспериментально, была рассчитана электронная структура в рамках метода присоединённых плоских волн.

Целью работы была разработка комплексной методики теоретического моделирования и экспериментального исследования внедрения дефектов в наноразмерные полупроводниковые материалы на примере AlN:Cu, InN:N2, ZnO:Mn.

Для решения поставленной выше цели решались следующие задачи: моделирование электронной структуры с учётом спиновой поляризации электронов для различных типов точечных дефектов внутри AlN:Cu, InN:N2, ZnO:Mn, ZnO:C;

- моделирование процесса бомбардировки плёнки InN пучком ионов N2+ для оценки распределения дефектов по глубине;

- измерение спектров рентгеновского поглощения за К-краями азота в AlN:Cu, InN:N2, L2 3 краями меди и марганца в AlN:Cu и ZnO:Mn;

- измерение спектров рентгеновского поглощения (XANES и EXAFS) за К-краем меди в AlN:Cu, К-краем марганца в ZnO:Mn;

- измерение спектров рентгеновского циркулярного дихроизма XMCD за L2i3 краями марганца в ZnO:Mn для различных значений приложенного внешнего поля. Анализ полученных данных на основе правил сумм;

- измерение спин-поляризованных спектров рентгеновского поглощения за К-краем марганца в ZnO:Mn;

- описание локальной атомной структуры допированных соединений на основе теоретической интерпретации измеренных спектров поглощения современными методами расчёта;

- исследование наноигл AlN:Cu и нанопроводов ZnO:Mn методами электронной микроскопии и спектроскопии энергетических потерь электронов.

В ходе выполнения диссертационной работы впервые:

1. Измерены спин-поляризованные спектры рентгеновского поглощения высокого разрешения за К-краем марганца для образца ZnO:Mn.

2. Проведено теоретическое моделирование спин-поляризованных спектров рентгеновского поглощения К-краем марганца в ZnO:Mn.

3. Измерены спектры XMCD за L2j3 краями Мп для образца оболочка/ядро Zno.9Mno.1O/ZnO в зависимости от величины приложенного поля и проведена интерпретация данных спектров.

4. Проведено экспериментальное исследование образования дефектов в плёнках InN, облучаемых ионами N2+, методами спектроскопии рентгеновского поглощения в режиме in-situ.

5. Исследованы дефектные уровни внутри запрещённой зоны InN после бомбардировки ионами N2+ на основе теоретического моделирования спектров рентгеновского поглощения.

6. Измерены спектры поглощения за L2 3 и К-краями меди в AlN:Cu. Теоретическая интерпретация этих спектров показала, что атомы меди группируются в нанокластеры.

7. Проведен расчёт зонной структуры для различных типов дефектов внутри ZnO:Mn и AlN:Cu с учётом спиновой поляризации электронов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Оболочка ZnO:Mn, нанесённая импульсным лазерным напылением на нанопровода ZnO, имеет выделенное направление роста перпендикулярно подложке, причем 90%±5% атомов марганца замещают атомы цинка. Анализ спектров рентгеновского поглощения, полученных в режиме регистрации флуоресценции с высоким энергетическим разрешением последовательно на энергии эмиссионных линий Кр13 и К|3', показывает, что электронные состояния у дна зоны проводимости частично спин-поляризованы.

2. Анализ спектров рентгеновского кругового дихроизма за Ь2,з краями Мп в оболочке core-shell игольчатых наноструктур ZnO:Mn/ZnO показывает, что магнитные моменты на 60%±5% внедрённых атомов марганца имеют парамагнитное упорядочение, 30%±10% - антиферромагнитное, а доля вторичных фаз составляет 10%±5%.

3. Спектроскопия рентгеновского поглощения позволяет проводить in-situ диагностику образования дефектов замещения (Nin) и молекулярных дефектов азота (N2) в процессе бомбардировки тонких плёнок InN ионами N2+.

4. В наноиглах AlN:Cu, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы, атомы меди группируются в нанокластеры со средним размером порядка 50 атомов, что приводит к уменьшению наблюдаемого удельного магнитного момента по сравнению с теоретически предсказанным значением (2цв), приходящимся на одиночный дефект замещения Cuai

Апробация работы

Результаты работы были представлены на следующих отечественных и международных конференциях:

I. 16-я международная конференция по синхротронному излучению, Новосибирск, Россия, 2006.

2. XIII Всероссийская научная конференция студентов - физиков и молодых учёных, 24-30 марта 2007 г., Таганрог.

3. 6-я Национальная конференция РСНЭ-2007, Москва, 2007г.

4. 17-я международная конференция по синхротронному излучению, Новосибирск, Россия, 2008.

5. Первый международный форум по нанотехнологиям, Москва, 2008.

6. Международный семинар «International meeting on Local Distortions and Physics of Functional Materials», Фраскати, Италия, 2009.

7. Семинар "Trends in nanomechanics and nanoengineering", Красноярск, 24-28 августа2009.

8. 14-я международная конференция по спектроскопии рентгеновского поглощения (XAFS14), Камерино, Италия, 26-31 июля 2009г.

9. Второй международный форум по нанотехнологиям, Москва, 2009

10. XX Всероссийская научная конференция «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь» РЭСХС-2010, Новосибирск, 2010.

II. IV Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины». Ростов-на-Дону, 22-25 сентября 2011г.

12. 8-я Национальная конференция РСНЭ-НБИК-2011, Москва, 2011г.

13. 8-я ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН, 26 апреля 2012г.

14. 15-я международная конференция по спектроскопии рентгеновского поглощения (XAFS15), Пекин, Китай, 22-28 июля 2012г.

Публикации автора

По материалам диссертации опубликовано 22 печатные работы, из них 6 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ. Список всех публикаций автора приводится в конце диссертации.

Личный вклад автора

Постановка задач исследования, анализ и обсуждение полученных результатов, формулировка основных выводов и положений, выносимых на защиту, осуществлялась совместно с научным руководителем, профессором Солдатовым A.B.

Экспериментальные спектры рентгеновского дихроизма за Ь2>з краями марганца в образцах ZnO:Mn и Ь2;з краями меди в AlN:Cu измерены диссертантом совместно с B.JI. Мазаловой, А.П. Чайниковым и М.А. Солдатовым. Экспериментальные спектры за K-краем марганца для серии оксидов и образца ZnO:Mn с учётом спиновой поляризации измерены диссертантом совместно с Mauro Rovezzi (ESRF, ID-26). Экспериментальные спектры за K-краем меди были измерены диссертантом совместно с Я.В.Зубавичусом, а также Н.Ю. Смоленцевым и O.E. Положенцевым. Измерения спектров поглощения для образцов InN:N2 выполнены в сотрудничестве с М. Petravic. Автор участвовал в подготовке заявки на эксперимент, подготовке образцов и непосредственной работе на экспериментальной установке. Обработка спектров, представленных в работе, выполнена автором лично.

Образцы для исследования были любезно предоставлены Е.М. Кайдашевым (ZnO:Mn) и S.P. Lau (AlN:Cu). Измерения на электронном микроскопе ТЕМ, EELS были проведены в группе J. Verbeeck, Г.Антверпен, Бельгия. Обработка и теоретическая интерпретация данных EELS была проведена автором лично.

Все расчёты, представленные в работе для ZnO:Mn, выполнены лично автором диссертации. Расчёты спектров рентгеновского поглощения для InN:N2 выполнены диссертантом совместно с A.B. Солдатовым и А.Н. Кравцовой. Расчёты спектров поглощения для AlN:Cu выполнены совместно с М.А.Солдатовым, а электронной структуры - лично автором диссертации.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырёх разделов, перечня основных результатов и выводов, изложенных на 100 страницах, включая 43 рисунка, 3 таблицы и список цитируемой литературы, содержащий 121 наименование.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Гуда, Александр Александрович

Основные результаты и выводы:

1. Для нанопроводов ZnO/ZnO:Mn наблюдался линейный дихроизм спектров поглощения за К-краем марганца. Следовательно, оболочка ZnO:Mn, нанесённая импульсным лазерным напылением на нанопровода ZnO имеет выделенное направление роста перпендикулярно подложке и вдоль оси (0001) вюрцитной структуры ZnO.

2. Анализ протяжённой тонкой структуры спектров поглощения за К-краем марганца показывает, что 90%±5% атомов марганца замещают цинк.

3. Анализ спектров рентгеновского поглощения, полученных в режиме регистрации флуоресценции с высоким энергетическим разрешением последовательно на энергии эмиссионных линий K(3i 3 и КР', показывает, что электронные состояния у дна зоны проводимости частично спин-поляризованы.

4. Анализ спектров рентгеновского кругового дихроизма за Ь2;з краями Мп в оболочке core-shell игольчатых наноструктур ZnO:Mn/ZnO показывает, что магнитные моменты на 60%±5% внедрённых атомов марганца имеют парамагнитное упорядочение, 30%±10% - антиферромагнитное, а доля вторичных фаз составляет 10%±5%.

5. Одиночный атом меди на позиции замещения алюминия Cuai внутри матрицы A1N вносит магнитный момент 2цВ- Магнитный момент локализован в тетраэдре CuN4.

6. В наноиглах AlN:Cu наблюдаемый магнитный момент меньше теоретически предсказанного из-за того, что атомы меди группируются в нанокластеры со средним размером 50 атомов.

7. При бомбардировке ионами азота с энергией 0.5-2кэВ атомы азота внедряются в тонкий приповерхностный слой InN толщиной около 50А.

8. Бомбардировка тонких плёнок InN ионами N2+ приводит к образованию новых электронных состояний, соответствующих дефектам замещения Nin и молекулярного азота, и наблюдаемых в спектрах поглощения за К-краем азота.

9. Спектроскопия рентгеновского поглощения позволяет проводить in-situ диагностику образования дефектов замещения (N^) и молекулярных дефектов азота (N2) в процессе бомбардировки тонких плёнок InN ионами N2+.

Современные достижения в теории функционала электронной плотности позволяют с высокой точностью рассчитывать электронную структуру с учётом спиновой поляризации электронов. Поэтому перед проведением дорогостоящих экспериментов следует проводить моделирование и прогнозировать требуемые свойства материала, а затем выбирать только те методы и параметры синтеза, которые приводят к появлению наперёд заданных типов дефектов, а значит и наперёд заданных свойств. В свою очередь для сопоставления параметров синтеза с типами образованных дефектов требуется методика точной диагностики наноразмерной структуры вещества. Существующие методы такой диагностики разделяются на прямые (электронная микроскопия, сканирующая зондовая и туннельная микроскопия, рентгеновская микроскопия) и непрямые (рентгеновская, электронная и нейтронная дифракция, фотоэлектронная спектроскопия - Оже и XPS, спектроскопия рентгеновского поглощения XANES и EXAFS, спектроскопия характеристических потерь энергии электронов EELS). В настоящей работе используется анализ тонкой структуры спектров рентгеновского поглощения - XANES (x-ray absorption near-edge structure). Выбор метода обусловлен высоким пространственным разрешением на субатомном уровне (в том числе определение межатомных расстояний с точностью до 0.02 ангстрем и определение углов связи с точностью до нескольких градусов) и высокой чувствительностью к валентному состоянию поглощающих атомов.

Поскольку XANES - это непрямой метод, то для получения структурной информации проводится расчёт спектров поглощения для различных моделей, фитинг выбранных структурных параметров на основе метода многомерной интерполяции спектров поглощения и сравнение с экспериментом.

В работе была использована комплексная методика теоретического прогнозирования и экспериментального исследования магнитных и немагнитных дефектов в наноразмерных полупроводниковых материалах на примере AlN:Cu, ZnO:Mn, InN:N2. Для измерения спектров рентгеновского поглощения использовалось синхротронное излучение, позволяющее регистрировать малые концентрации примесей в наноразмерных образцах. Проведено моделирование спектров для определения наиболее вероятных типов дефектов. Расчёты электронной структуры объясняют на микроскопическом уровне появление новых магнитных и оптических свойств материалов с дефектами.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Гуда, Александр Александрович, 2012 год

1. О Ambacher J. Phys. D: Appl. Phys. 31 (1998) 2653-2710

2. Strite, S. Morkoc, H. Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures Volume: 10 1237 - 1266 (1992)

3. Aldo Mele, Anna Giardini, Tonia M. Di Palma, Chiara Flamini, Hideo Okabe, and Roberto Teghi, INTERNATIONAL JOURNAL OF PHOTOENERGY Vol.3 111-120 (2001)

4. U. Ozgur, Ya. I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, and H. Morko?, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 98, 041301 (2005)5. база данных института Иоффе http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/

5. С. Liu, F. Yun, H. Morkoc Journal of Materials Science: Materials in Electronics 16 (2005) 555- 597

6. F. Pan, C. Song, X.J. Liu, Y.C. Yang, F. Zeng Materials Science and Engineering R 62 (2008) 1-35

7. A.L. Ivanovskii, Physics-Uspekhi 50 1031 (2007)

8. Tomasz Dietl, J.Appl.Phys. 103, 07D111 (2008)

9. Rusen Yang,Yong Qin, Liming Dai and Zhong Lin Wang, Nature Nanotechnology, Vol.4, 34-39 (2009)

10. Sheng Xu, Yong Qin, Chen Xu, Yaguang Wei, Rusen Yang and Zhong Lin Wang, Nature Nanotechnology Vol.5 366-373 (2010)

11. Li, Z. et al. Cellular level biocompatibility and biosafety of ZnO nanowires. J. Phys. Chem. С 112, 20114 -20117 (2008)

12. E. Fortunato, P. Barquinha, A. Pimentel, A. Goncalves, A. Marques, L. Pereira, R. Martins Thin Solid Films 487 (2005) 205 - 211

13. Hideo Hosono Thin Solid Films 515 (2007) 6000 - 6014

14. T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, and D. Ferrand, Science 287, 1019, (2000)

15. Parmanand Sharma, Amita Gupta, K.V. Rao, Frank J. Owens, Renu Sharma, Rajeev Ahuja, J.M. Osorio Guillen, Boije Johansson and G.A. Gehring, Nature materials, Vol. 2, (2003) 673-677

16. I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 89 (2001)581518. -Y. Taniyasu, M. Kasu, and T. Makimoto, "An Aluminium Nitride Light-emitting Diode with a Wavelength of 210 nanometres," Nature Vol. 440, pp. 325-328, 2006.

17. Ueno, K., Kobayashi, A., Ohta, J. & Fujioka, H. Layer-by-layer growth of A1N on ZnO(OOO) substrates at room temperature. Jpn. J. Appl. Phys. 45, L1139-L1141 (2006)

18. Y. Yang, Q. Zhao, et.al., Appl. Phys. Lett. 90, 092118 (2007)21. -X.H.Ji, S.P.Lau, et.al., Appl. Phys. Lett. 90, 193118 (2007)

19. X. Y. Cui, D. Fernandez-Hevia, et.al., Appl. Phys. Lett. 101, 103917 (2007)

20. X.H.Ji, S.P.Lau, et.al., Nanotechnology 18, 105601 (2007)

21. R.Q. Wu, G.W. Peng, L.Liu, Y.P.Feng, Z.G. Huang, Q.Y.Wu Applied Physics Letters 89, 142501 (2006);

22. R. Frazier, G. Thaler, M. Overberg, B. Gila, C. R. Abernathy, and S. J. Pearton, Appl. Phys. Lett. 83, 1758 (2003);

23. A. Y. Polyakov, N. B. Smirnov, A. V. Govorkov, R. M. Frazier, J. Y. Liefer, G. T. Thaler, C. R. Abernathy, S. J. Pearton, and J. M. Zavada, Appl. Phys. Lett. 85, 4067 (2004);

24. Moon-Ho Ham, Sukho Yoon, Yongjo Park, Jae-Min Myoung Solid State Communications 137 (2006);

25. X.H. Ji, S.P. Lau, S.F. Yu, H.Y. Yang, T.S. Herng, A. Sedhain, J.Y. Lin, H.X. Jiang, K.S. Teng, J.S. Chen Applied Physics Letters 90, 193118 (2007);

26. J. Zhang, X. Z. Li, B. Xu, and D. J. Sellmyer, Appl. Phys. Lett. 86, 212504 (2005);

27. S. G. Yang, A. B. Pakhomov, S. T. Hung, and C. Y. Wong, Appl. Phys. Lett. 81,2418 (2002)

28. Yong Zhang, Wen Liu, Pei Liang, Hanben Niu, Solid State Communications 147 (2008) 254-257

29. R.Q. Wu, G.W. Peng, L. Liu, Y.P. Feng, Z.G. Huang, Q.Y. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 142501 (2006);

30. Q. Wang, A. K. Kandalam, Q. Sun, and P. Jena, Physical Review B 73, 115411 (2006)

31. X.Y. Cui, B. Delley, A. J. Freeman, and C. Stampfl PRL 97, 016402 (2006)

32. V. Yu. Davydov et al. "Absorption and Emission of Hexagonal InN. Evidence of Narrow Fundamental Band Gap" Phys. Stat. Solidi (b) 229 (2002) R1

33. J.Wu et al., Appl. Phys. Lett., 2002, 80, p.3967

34. Band parameters for III-V compound semiconductors and their alloys I. Vurgaftman, J.R. Meyer, L.R. Ram-Mohan, J. Appl. Phys. 89 (2001) 5815

35. T. Inushima "Electronic structure of superconducting InN" Sei. Techn. Adv. Mater. 7 (2006) SI 12

36. G.F. Iriarte, J.G. Rodriguez, F. Calle, Synthesis of c-axis oriented A1N thin films on different substrates: A review Volume 45, Issue 9, September 2010, Pages 1039-1045

37. Ill-Nitride devices and nanoengineering, Imperial College Press, (2008) ISBN-13 978-1-84816-223-5

38. Ashraful Ghani Bhuiyan, Akihiro Hashimoto, and Akio Yamamoto Indium nitride (InN): A review on growth, characterization, and properties J. Appl. Phys. 94, 2779 (2003)

39. S. J. Pearton, B. S. Kang, B. P. Gila, D. P. Norton, O. Kryliouk, F. Ren, Young-Woo Heo, Chih-Yang Chang, Gou-Chung Chi, Wei-Ming Wang, and Li-Chyong Chen, Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol.8, 99-110, 2008

40. Zhong Lin Wang, GaN, ZnO and InN Nanowires and Devices; Zinc oxide nanostructures: growth, properties and Applications // J. Phys.: Condens. Matter 16 (2004) R829-R858

41. A.Ney, M. Opel, T.C. Kaspar, V. Ney, et.al. New Journal of Physics 12 (2010)013020

42. J. J. Rehr, R. C. Albers, Reviews of Modern Physics, Vol. 72, No. 3, 621-654 (2000)

43. NEXAFS Spectroscopy by J. Stöhr, Springer 1992, ISBN 3-540-54422-4

44. C. J. Powell and A. Jablonski, NIST Electron Inelastic-Mean-Free-Path Database Version 1.2, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD (2010)

45. C.Brouder, Angular dependence of x-ray absorption spectra, J.Phys.: Condens. Matter 2 (1990) 701-738

46. Israileva L К 1967 Sov. Phys Dokl 11 709-11

47. J. Stöhr and H. C. Siegmann MAGNETISM: FROM FUNDAMENTALS TO NANOSCALE DYNAMICS, Springer Series in Solid State Sciences 152, (Springer, Heidelberg, 2006)

48. J. Stöhr, Y. Wu, in: A.S. Schlacter, F.J. Wuilleumier (Eds.), New Directions in Research with Third-Generation Soft X-Ray Syn-chrotron Radiation Sources, Kluwer, Amsterdam, 1994, p. 221

49. T. Funk et al. / Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 3-30

50. В. T. Thole, P. Carra, F. Sette, and G. van der Laan, Physical Review Letters 68, 1943;

51. P. Carra, В. T. Thole, M. Altarelli, and X. Wang, Physical Review Letters 70, 694 (1993)

52. K. Hämäläinen, С.С. Kao, J.B. Hastings, et.al., Physical Review В 46, 14274(1992)

53. P. Glatzel, U. Bergmann, Coordination Chemistry Reviews 249 (2005) 65-95

54. M. Born and R. Oppenheimer. Zur Quantentheorie der Molekeln. Ann. Phys. (Leipzig) 84 (20), 457 (1927)

55. Atomic-scale computational materials science J. Hafner, Acta Materialia 48 (2000) 71-92

56. Kohn W, Hohenberg P Phys. Rev. 136 B864 (1964)

57. В.Кон, УФН, T.172 №3 стр. 336-348

58. Kohn W, Sham L J Phys. Rev. 140 Al 133 (1965)

59. M.C.Payne et.al., Reviews of modem physics, Vol.64 №4 p.1045-1097 (1992)

60. Gaspar R., Nagy A. (1987) // Local-density-functional approximation for exchange-correlation potential. // Theor Chim Acta 72: 393-401

61. Hartree D R Proc. Camb. Philos. Soc. 24 89 (1928); Fock V Z. Phys. 61 126 (1930)

62. Wigner E P Trans. Faraday Soc. 34 678 (1938)

63. Ceperley D.M., Alder В J. Phys. Rev. Lett. 45 566 (1980)

64. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. (1996) // Generalized gradient approximation made simple. // Physical Review Letters v.11, 18.

65. В.Л.Бонч-Бруевич, С.Г.Калашников, Физика полупроводников, М.1977

66. S.Cottenier, Density Functional Theory and the family of (L)APW-methods: a step-by-step introduction, 2002, ISBN 90-807215-1-4 (эта книга расположена на сайте http://www.wien2k.at/reguser/textbooks4)

67. Blaha Р., Schwarz К. et al. (2008) // Wien2k

68. Blochl P.E., Jepsen O., Andersen O.K. (1994) // Improved tetrahedron method for Brillouin-zone integrations. // Physical Review B, v.49, 23

69. G. Smolentsev, A.V. Soldatov, M.C. Feiters, Three-dimensional local structure refinement using a full-potential XANES analysis, Phys. Rev. В (2007) 144106

70. S. Deila Longa, A. Arcovito, M. Girasole, J.L. Hazemann, M. Benfatto, Physical Review Letters 87 (2001) 155501

71. E. Vorobeva, S.L. Johnson, P. Beaud, С .J. Milne, M. Benfatto, G. Ingold, Physical Review В 80 (2009) 134301

72. G. Smolentsev, A. Soldatov, Journal of Synchrotron Radiation 13 (2006)19

73. N. Smolentsev, A.V. Soldatov, G. Smolentsev, S.Q. Wei, Solid State Communications 149 (2009) 1803

74. Joly Y. // Physical Review B. 2001 V.63 125120

75. Ankudinov A.L., Ravel В., Rehr J.J. // Physical Review B. 1998 V.58 P.7565

76. Landolt-Bornstein, New Series, Group III, Springer, Heidelberg, 1999.

77. Архив данных института Иоффе http://www.ioffe.rssi.ru

78. Н. Karzel et al., Phys. Rev. В 53, 11425 (1996);

79. E. Kisi and M. M. Elcombe, Acta Crystallogr., Sect. С: Cryst. Struct. Commun. C45, 1867 (1989);83. Ü. Özgür, Ya. I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, and H. Morko? Journal of Applied Physics 98, 041301 (2005);

80. Zhong Lin Wang Zinc oxide nanostructures: growth, properties and applications J. Phys.: Condens. Matter 16 (2004) R829-R858

81. Lorenz, E.M. Kaidashev, A. Rahm, Т. Nobis, J. Lenzner, G. Wagner, D. Spemann, H. Hochmuth, M. Grundmann, Applied Physics Letters, 86 (2005) 143113-143113

82. E.M. Kaidashev, M. Lorenz, H. von Wenckstern, A. Rahm, H.C. Semmelhack, K.H. Han, G. Benndorf, С. Bundesmann, H. Hochmuth, М. Grundmann, Applied Physics Letters, 82 (2003) 3901-3903

83. Kaydashev V.E., Kaidashev E.M., Peres M., Monteiro Т., Correia M.R., Sobolev N.A., Alves L.C., Franco N., Alves E. Structural and optical properties of

84. Zn0,9Mn0,lO/ZnO core-shell nanowires and Zno.9Mno.1O nanorods designed by pulsed laser deposition// J.Appl. Phys. 2009. V.106, 093501

85. B. Gilbert, B.H. Frazer, A. Belz, P.G. Conrad, K.H. Nealson, D. Haskel, J.C. Lang, G. Srajer, G.D. Stasio, J. Phys. Chem. A, 107 (2003) 2839-2847

86. J.-H. Guo, A. Gupta, P. Sharma, K.V. Rao, M.A. Marcus, C.L. Dong, J.M.O. Guillen, S.M. Butorin, M. Mattesini, P.A. Glans, K.E. Smith, C.L. Chang, R. Ahuja, J.Phys.: Condens. Matter, 19 (2007) 172202

87. F.d. Groot, Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 67 (1994) 529-622

88. Tanaka, F. Oba, J. Phys.: Condens. Matter, 20 (2008) 064215

89. F.d. Groot, A. Kotani, Core Level Spectroscopy of Solids, Taylor & Francis CRC press, 2008

90. G. Smolentsev, A.V. Soldatov, M.C. Feiters, Phys. Rev. B, (2007) 144106

91. U. Ozgur, Y.I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S.-J. Cho, H. Morkoç, Journal of Applied Physics, 98 (2005) 041301

92. N. Smolentsev, A.V. Soldatov, G. Smolentsev, S.Q. Wei, Solid State Communications, 149 (2009) 1803-1806

93. T. Shi, S. Zhu, Z. Sun, S. Wei, W. Liu, Applied Physics Letters, 90 (2007) 102108;

94. X.-C. Liu, E.-W. Shi, Z.-Z. Chen, B.-Y. Chen, T. Zhang, L.-X. Song, K.J. Zhou, M.-Q. Cui, W.-S. Yan, Z. Xie, B. He, S.-Q. Wei, J. Phys.: Condens. Matter, 20 (2008) 025208

95. C. Guglieri, E. Céspedes, C. Prieto, J. Chaboy, Journal of Physics: Condensed Matter, 23 206006

96. R.F.W. Bader, Atom in Molecule A Quantum Theory, Clarendon Press, Oxford, UK, 1990; R.F.W. Bader, Chem. Rev., 91 (1991) 893

97. G.C. Zhou, L.Z. Sun, X.L. Zhong, X. Chen, L. Wei, J.B. Wang, Physics Letters A, 368 (2007) 112-116

98. E. Stavitski and F. M. F. de Groot, Micron 41, 687 (2010)

99. V. I. Anisimov, I. V. Solovyev, M. A. Korotin, M. T. Czyzyk, and G. A. Sawatzky, Physical Review В 48, 16929 (1993)

100. G. Madsen, К. H. and P. Noväk, Europhys. Lett. 69, 777 (2005)

101. G. C. Zhou, L. Z. Sun, X. L. Zhong, X. Chen, L. Wei, and J. B. Wang, Physics Letters A 368, 112 (2007)

102. X.H.Ji, S.P.Lau, et.al., Nanotechnology 18, 105601 (2007)

103. Landolt-Bornstein, New Series, Group III, Springer, Heidelberg, 1999

104. Архив данных института Иоффе http://www.ioffe.rssi.ru;

105. Goldberg Yu. in Properties of Advanced SemiconductorMaterials GaN, A1N, InN, BN, SiC, SiGe . Eds. Levinshtein M.E., Rumyantsev S.L., Shur M.S., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001, 31-47;

106. Iwama, S., Hayakawa, K., Arizumi, Т., J. Cryst. Growth 56 (1982)265

107. P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties, Karlheinz Schwarz, Techn. Universität Wien, 2001

108. J.P.Perdew, S. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. , 77 (1996) 38653868

109. Z. G. Huang, R. Wu and L. J. Chen, J. Phys.: Condens. Matter 19, 056209 (2007)

110. S. Jayanetti, R. A. Mayanovic, A. J. Anderson, W. A. Bassett, and I.Ming Chou Journal of Chem. Phys. 115, №2, 954-962 (2001)

111. Agnes Traverse, New J. Chem., 1998, Pages 677-683

112. Agnes Traverse, Hyperfine Interactions 110 (1997) 159-164

113. W. Eckstein and J. P. Biersack, Appl. Phys. A A37, 95 (1985);

114. M. Chen, G. Rohrbach, A. Neuffer, K.-L. Barth, and A. Lunk, IEEE Trans.Plasma Sei. 26, 1713 (1998)

115. Lee I.J., Kim J.-Y, Shin H.J., Kim H.K // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. N 10. P. 5540

116. A.V. Soldatov, A.A.Guda, A.Kravtsova, M. Petravic, P.N.K. Deenapanray, M.D.Fraser, Y.-W.Yang, P.A.Anderson, S.M.Durbin, Nitrogen defect levels in InN: XANES study, Radiation Physics and Chemistry 75, 16351637 (2006);

117. R.J. Kinsey, P.A. Anderson, C.E.Kendrick et,al., Characteristics of InN thin films grown using a PAMBE technique, J.Crystal Growth 269, 167-172 (2004)

118. J. H. Hubbell, H. A. Gimm, I., "Pair, Triplet, and Total Atomic Cross Sections (and Mass Attenuation Coefficients) for 1 MeV-100 GeV Photons in Elements Z = 1 to 100," J. Phys. Chem. Ref. Data 9, 1023 (1980).

119. Основные публикации автора по теме диссертации

120. Публикации в рецензируемых журналах

121. A.V. Soldatov, A.A.Guda, A.Kravtsova, M. Petravic, P.N.K. Deenapanray, M.D.Fraser, Y.-W.Yang, P.A.Anderson, S.M.Durbin, Nitrogen defect levels in InN: XANES study, Radiation Physics and Chemistry 75, 16351637 (2006).

122. А.А.Гуда, В.Л.Мазалова, Г.Э.Яловега, А.В.Солдатов, Анализ локальной атомной структуры наночастиц нитрида алюминия. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, №6, 49-52 (2009).

123. A.A.Guda, S.P.Lau, M.A.Soldatov, N.Yu.Smolentsev, V.L.Mazalova, X.H.Ji and A.V.Soldatov, Copper defects inside AlN:Cu nanorods XANES and LAPW study, Journal of Physics: Conference Series, 190, 012136 (2009).

124. A.A.Guda, N.Smolentsev, J.Verbeeck, E.M.Kaidashev, Y.Zubavichus, A.N.Kravtsova, O.E.Polozhentsev, A.V.Soldatov, X-ray and electron spectroscopy investigation of the core-shell nanowires of ZnO:Mn, Solid State Communications 151 (2011) 1314-1317.

125. A.V.Soldatov, A.Guda, M.Petravic, Theoretical analysis of the N K-edge XANES of irradiated InN: local structure around N defects, Digest reports of the XVI International Synchrotron Radiation Conference, Novosibirsk, Russia, 2006, p.74.

126. А.А.Гуда, Колебательная структура спектров рентгеновского поглощения, Тезисы докладов XIII Всероссийской Научной Конференции Студентов Физиков и молодых учёных, 24-30 марта 2007 г., Таганрог, стр.82

127. А.А.Гуда, А.В.Солдатов, В.Л.Мазалова, Г.Э.Яловега, Анализ локальной атомной и электронной структуры наночастиц нитрида алюминия, Тезисы докладов 6-й Национальной конференции РСНЭ-2007, Москва, 2007г. Стр.263.

128. A.V.Soldatov, A.Guda, Geometry and electronic structure of dilute magnetic semiconductor AlN:Cu nanorods, Digest reports of the XVII International Synchrotron Radiation Conference, Novosibirsk, Russia, 2008, p. 747.

129. А.А.Гуда, А.В.Солдатов, М.А.Солдатов, В.Л.Мазалова, Магнитные и немагнитные примеси для РМП на основе ZnO. Тезисы докладов XX

130. Всероссийской научной конференции «Рентгеновские и электронные спектры и химическкая связь» РЭСХС-2010, Новосибирск, 2010, Стр.140.

131. A.V.Soldatov, V.I.Kolesnikov, A.A.Guda, M.A.Soldatov, and N.A.Myasnikova, Local and electronic structure of tribological materials: XANES analysis, Journal of Physics: Conférence Sériés 190, 012072 (2009).

132. А.Н.Кравцова, А.А.Гуда, В.Л.Мазалова, А.В.Солдатов, Р.Л.Джонстон, Электронная структура нанокластеров титана: анализ методом функционалаплотности, Наноструктуры. Математическая физика и моделирование т.4 № 1 с. 15-22, (2011).