Практическая ценность работы
Полученные в настоящей работе результаты изучения поляризационных свойств слоев ортоплюмбата свинца Pb3O4, монокристаллов силленита висмута Bi12SiO2: Ge и слоев пористого кремния por-Si могут быть полезны при разработке, изготовлении и контроле оптических характеристик устройств опто- и микроэлектроники.
Данные по исследованию механизма переноса заряда и энергетического спектра ортоплюмбата свинца Pb3O4 можно использовать при изготовлении фоточувствительных элементов солнечных космических батарей, фотоваракторов, фотоэлектрических преобразователей и усилителей изображения, интерференционных зеркала, светофильтров и т.д.
Результаты исследования релаксации поляризации в монокристаллах силленита висмута Bi12SiO2 дают возможность осознанно управлять их оптическими характеристиками, что может быть полезно при изготовлении пространственно-временных модуляторов света (ПВМС), виброчувствительных элементов, устройств обработки речевых сигналов, голографических элементов, устройств записи, хранения и обработки оптической информации и т.д.
Полученные в работе данные о влиянии частоты приложенного электрического поля на электротранспортные характеристики слорев пористого кремния могут быть учтены при создании и контроле свойств датчиков влажности, газовых, химических и биологических сенсоров, светодиодов, топливных элементов и т.д.
Апробация результатов работы
Результаты, полученные в настоящей работе, докладывались на международной научно-технической конференции Intermatic – 2010 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, Россия, 2010), XIII Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, Россия, 2010), Международной научно-технической конференции Intermatic – 2011 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, Россия, 2011), XV Международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы» (Ульяновск, Россия, 2012), Международной научно-технической конференции Intermatic – 2012 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, Россия, 2012), Международной научно-технической конференции Intermatic – 2014 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, Россия, 2014), 52-й Международной научной студенческой конференции МНСК–2014 (Новосибирск, Россия, 2014), XVI Всероссийской молодежной конференции по физике полупроводников и наноструктур, полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, Россия, 2014), III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной науки» (Уфа, Россия, 2014), II Международной научно-методической конференции«Современные образовательные технологии в преподавании естественно-научных и гуманитарных дисциплин» (Санкт-Петербург, Россия, 2015), Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, Россия, 2015), Международном семинаре-симпозиуме «Нанофизика и наноматериалы» (Санкт-Петербург, Россия, 2015), Международном форуме-конкурсе молодых ученых «Проблемы недропользования» (Санкт-Петербург, Россия, 2016), III Международной научно-методической конференции «Современные образовательные технологии в преподавании естественно-научных и гуманитарных дисциплин» (Санкт-Петербург, Россия, 2016), Международном семинаре-симпозиуме «Нанофизика и наноматериалы» (Санкт-Петербург, Россия, 2016), Международной научно-технической конференции Intermatic – 2016 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» (Москва, Россия, 2016).
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 24 работы, в том числе 8 статей и 16 тезисов докладов в трудах конференций.
Личный вклад автора
Автором лично получены и интерпретированы все экспериментальные результаты по изучению поляризационных процессов.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Обоснована информативность методов токовой и диэлектрической спектроскопии при изучении процессов электрической релаксации в полупроводниковых материалах с разлияным структурным строением.
2. Установлено, что полевая зависимость токов поляризации в ортоплюмбате свинца Pb3O4 отвечает эстафетному механизму переноса заряда в запрещенной зоне полупроводника, а процесс проводимости носит термоактивационный характер.
3. На основе модели эстафетного механизма электротранспорта в неупорядоченных средах определены макро- и микропараметры, характеризующие протекающие электронные релаксационные процессы и энергетическую структуру локальных уровней в слоях Pb3O4.
4. Монокристаллы Bi12SiO20 демонстрируют релаксационный характер диэлектрической дисперсии, обусловленной влиянием как примесного фактора, так и присутствия стериохимически активной неподеленной пары электронов ионов Вi3+, обуславливающей повышенную диэлектрическую поляризуемость исследуемых материалов;
5. В образцах монокристаллы Bi12SiO20 выявлена высокочастотная дисперсия диэлектрических коэффициентов, по-видимому, связанная с резонансными электронными процессами;
6. Установлено, что при температурах 300 – 340 K в Bi12SiO20 реализуются перескоки носителей заряда с одного дефектного узла на другой. Выше T 340 К увеличение тока проводимости можно связать с изменением подвижности и концентрации носителей;
7. При комнатной температуре в диапазоне частот порядка 10-3 – 1 Гц в пористом кремнии por-Si обнаружены замедленные поляризационные процессы, характерные для миграционной поляризации. С увеличением температуры наблюдается расширение диапазона частот, при котором наблюдаются процессы миграционной поляризации.
8. В пористом кремнии por-Si установлен прыжковый механизм электропроводности, характеризующийся прыжками носителей заряда в окрестностях уровня Ферми. Проводимость пористого кремния носит термоактивационный характер.
9. Рассчитанная величина плотности локальных состояний для пористого кремния por-Si порядка 1019 эВ-1 см-1 и их энергетический разброс порядка 0, 5 эВ позволяет считать пористый кремний структурой, близкой к аморфной.
ПУБЛИКАЦИИ
1. Аванесян В.Т., Севрюгина М.П. Кинетика переходного тока в МДМ-структуре на основе ортоплюмбата свинца Pb3O4 // Материалы международной конференции Intermatic-2010 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». М., Энергоатомиздат. Т. 10. № 1-2. 2010. С. 185-187.
2. Аванесян В.Т., Севрюгина М.П., Баранова Е.В. Релаксационные процессы в МДМ-структуре на основе оксида свинца Pb3O4 // Труды XII международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск. 2010. С. 184.
3. Аванесян В.Т., Севрюгина М.П. Длинновременная релаксация тока в естественно-неупорядоченном полупроводнике Pb3O4 // ФТТ. т. 53, №5. 2011. С. 881-884.
4. Аванесян В.Т., Севрюгина М.П. Низкочастотная диэлектрическая спектроскопия монокристаллов Bi12SiO20 // Материалы международной научно-технической конференции "Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения", М., Энергоатомиздат. 2011. Т. 11. № -2. С. 96-98.
5. Аванесян В.Т., Севрюгина М.П., Потачев С.А. Процессы переноса заряда с участием глубоких локальных центров в фоторефрактивных монокристаллах силленита висмута // Труды XV международной конференции «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск. 2012. С. 108.
6. Аванесян В.Т., Севрюгина М.П. Перенос заряда в фоторефрактивных монокристаллах силленита висмута // материалы международной научно-технической конференции "Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения", М., Энергоатомиздат. 2012. Т. 12. № -2. С. 124-126.
7. Севрюгина М.П., Пщелко Н.С. Кинетика тока релаксации в монокристаллах силленита висмута Bi12SiO20 // Материалы 52-й Международной научной студенческой конференции МНСК–2014 , –Новосибирск: Новосибирский государственный университет. 2014. с. 30 – 31
8. Pshchelko N. S., Moshnikov V. A., Sevryugina M. P., Moshkalev S. A. Influence of nanodimensional effects on electric adhesion in anodic bonding manufacturing of composites seals // Smart Nanocomposites. v. 4. N1. 2013. p. 105 – 106
9. Pshchelko N. S., Moshnikov V. A., Sevryugina M. P. Influence of nanodimensional effects on electric adhesion in anodic bonding manufacturing of composites seals // Smart Nanocomposites. v. 4. N2. 2014. p. 1 – 7
10. Pshchelko N.S., Sevryugina M.P. Modeling of physical and chemical processes of anodic bonding technology // Advanced Materials Research. Vol. 1040. 2014. p 513-518
11. Пщелко Н.С., Севрюгина М.П., Кади Я.С. Фотопамять в полупроводниковых аморфных оксидах переходных металлов // «Актуальные проблемы современной науки» сборник статей III Международной научно-практической конференции. – Уфа: Аэтерна. 2014. с. 7 -9
12. Пщелко Н.С., Севрюгина М.П. Использование электрических полей для контроля металлодиэлектрических структур // Материалы международной конференции Intermatic-2014 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения». –М.: МИРЭА. Т. 14. № -1. 2014 С. 129-131.
13. Севрюгина М.П., Спивак Ю.М., Пщелко Н.С. Низкочастотная диэлектрическая спектроскопия слоев por-Si // Материалы международной конференции Intermatic-2014 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» –М.: МИРЭА. Т. 14. № -3. 2014. С. 59-61.
14. Sevryugina M.P., Pshchelko N.S., Kadi Y.S. Relaxation phenomena in a naturally disordered Pb3O4 semiconductor // Journal of Physics: Conference Series. Т. 586. № 1. 2015. С. 012-016
15. Sevryugina M.P., Pshchelko N.S., Moshnikov V.A. Relaxation phenomena in Bi12SiO20 single crystal // Smart Nanocomposites. Т. 6. № 2. 2015. С. 149-157.
16. Sevryugina M.P., Pshchelko N.S., Moshnikov V.A. Charge transfer processes in Bi12SiO20 single crystal // Smart Nanocomposites. Т. 6. № 2. 2015. С. 271-272.
17. Севрюгина М.П., Пщелко Н.С. Взаимосвязь частотной дисперсии диэлектрической проницаемости и кинетики токов релаксации в наноструктурированном высокоомном полупроводнике por-Si // Современные образовательные технологии в преподавании естественно-научных и гуманитарных дисциплин: сборник научных трудов II Международной научно-методической конференции 09-10 апреля 2015 г. / «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». – Санкт-Петербург. 2015. с. 691 – 695
18. Pshchelko N. S., Moshnikov V. A., Sevryugina M. P., Moshkalev S. A. Influence of nanodimensional effects on electric adhesion in anodic bonding manufacturing of composites seals // Nanoscale-arranged systems for nanotechnology, -Nova Science Publishers. 2015. p. 152-153.
19. Pshchelko N. S., Moshnikov V. A., Sevryugina M. P. Influence of nanodimensional effects on electric adhesion in anodic bonding manufacturing of composites seals // Nanoscale-arranged systems for nanotechnology, -Nova Science Publishers. 2015. p. 71-77.
20. Севрюгина М.П., Пщелко Н.С. Поляризационные процессы слоях пористого кремния // Современные образовательные технологии в преподавании естественно-научных и гуманитарных дисциплин: сборник научных трудов III Международной научно-методической конференции 09-10 апреля 2016 г. / «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». – Санкт-Петербург. 2016. с. 784-788.
21. Sevryugina M.P., Pshchelko N.S. Current spectroscopy of naturally disordered Pb3O4 semiconductor // Smart Nanocomposites. v. 6. N1. 2016. p. 57 – 63.
22. Севрюгина М.П., Спивак Ю.М., Мошников В.А., Пщелко Н.С. Импеданс-спектроскопия слоев пористого кремния (por-Si) в области сверхнизких частот // Материалы международной конференции Intermatic-2016 «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» –М.: Галлея-Принт. Ч.2. 2016. С. 195-197.