ISSN: 2306-2819
Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Радиотехнические и инфокоммуникационные системы»
Релаксационный спад стимулированного фотонного эха как ключевой параметр оценки условий получения тонкоплёночных активных сред
PDF
Опубликована: 2022-11-09
Выпуск
№ 2(54) (2022): Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия «Радиотехнические и инфокоммуникационные системы»
Раздел
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
  • И. И. Попов Поволжский государственный технологический университет; Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
  • Р. В. Юсупов Казанский (Приволжский) федеральный университет; Российская Федерация, 420008, Казань, ул. Кремлевская, 18
  • К. А. Волков Поволжский государственный технологический университет; Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
  • А. Г. Козырев Поволжский государственный технологический университет; Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
  • С. А. Мальцева Поволжский государственный технологический университет; Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
  • А. В. Мороз Поволжский государственный технологический университет; Российская Федерация, 424000, Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
  • А. В. Петров Казанский (Приволжский) федеральный университет; Российская Федерация, 420008, Казань, ул. Кремлевская, 18

Аннотация

Аннотация. Сообщается о технологических особенностях получения методом магнетронного распыления и функционирования 12 видов исследуемых плёнок, о снятии спектров пропускания оптического излучения этими тонкими плёнками на основе оксида цинка и определении по этим спектрам толщины и количества слоёв плёнок, о результатах исследования топологии поверхности девяти видов тонких плёнок, как трёхслойных, так и двухслойных, полученных на основе оксида цинка с выявлением наиболее приемлемого при их формировании соотношения концентрации кислорода к аргону в камере магнетронного распыления, составляющего 25 к 75 %. Демонстрируется применимость релаксационного спада стимулированного фотонного эха (СФЭ) в плёнках ZnO\Si(B)\Si(P) как метода определения времени релаксации возбуждённых квантовых состояний Т1 и отражения соотношения концентраций газов кислорода и аргона в камере магнетронного распыления, наиболее эффективного с позиции получения наибольшей амплитуды СФЭ, и как метода отражения роли дырок и электронов, инжектируемых с подслоёв легированного кремния в рабочий слой оксида цинка и идентификации вида трионов, возбуждаемых в тонких плёнках при комнатной температуре.

Ключевые слова: тонкоплёночные активные среды для наноэлектроники; поверхностные дефекты кристаллической решётки; зондовая микроскопия; локализованные трионы; фотонное эхо; время необратимой продольной релаксации Т1

Литература

1. Электрические и оптические свойства пленок оксида цинка, нанесенных методом ионнолучевого распыления оксидной мишени/ А.П. Достанко, О.А. Агеев, Д.А. Голосов и др. // Физика и техника полупроводников. 2014. Т.48. Вып. 9. С. 1274-1279.
2. Вольпян, О.Д., Обод Ю.А., Яковлев П.П. Получение оптических пленок оксида цинка магнетронным распылением на постоянном и переменном токе // Прикладная физика. 2010. № 3. С. 24-30.
3. Electrochemical stability enhancement in re-active magnetron sputtered vn films upon annealing treatment / A. Achour, M. Islam, I. Ahmad et al // Coatings. 2019. Vol. 9. No. 2. Pp. 1-7. https://doi.org/10.3390/coatings9020072.
4. Correlative experimental and theoretical in-vestigation of the angle-resolved composition evolu-tion of thin films sputtered from a compound mo2bc target / J. Achenbach, S. Mráz, D. Primetzhofer et al.// Coatings. 2019. Vol. 9. No. 3. Pp. 1-14. https://doi.org/10.3390/coatings9030206.
5. Cougnon F., Depla D. The seebeck coeffi-cient of sputter deposited metallic thin films: the role of process conditions // Coatings. 2019. Vol. 9. No. 5. Pp. 1-13 / https://www.mdpi.com/2079-6412/9/5/299
6. Gas sensing with nanoplasmonic thin films composed of nanoparticles (au, ag) dispersed in a cuomatrix / M. Proença, M. Rodrigues, J. Borges et al.// Coatings. 2019. Vol. 9. No. 5. Pp. 1-11. https://www.mdpi.com/2079-6412/9/5/337.
7. Nickel film deposition with varying rf power for the reduction of contact resistance in NiSi / S. Eadi, H. Song, H. Song et al. // Coatings. 2019. Vol. 9. No. 6. Pp. 1-9/ https://www.mdpi.com/2079-6412/9/6/349.
8. Experimental and modeling study of the fab-rication of mg nano-sculpted films by magnetron sputtering combined with glancing angle deposition / H.Liang, X. Geng, W. Li et al. // Coatings. 2019. Vol. 9. No. 6. Pp. 1-12. https://www.mdpi.com/2079-6412/9/6/361.
9. Phase Selectivity in cr and n co-doped TiO2films by modulated sputter growth and post-deposition flash-lamp-annealing / R. Gago, S. Pruc-nal,R. Hübner et al. // Coatings. 2019. Vol. 9. No. 7. Pp. 1-13. https://www.mdpi.com/2079-6412/9/7/448.
10. The effect of RF sputtering conditions on the physical characteristics of deposited GeGaN thin film / C. Thao, D. Kuo, T. Tuan et al. // Coatings. 2019. Vol. 9. No. 10. Pp. 3-10/ ttps://www.mdpi.com/2079-6412/9/10/645.
11. Фотонное эхо как метод диагностирования возможностей ловушек экситонов и трионов в наноэлектронном приборостроении / И. И. Попов, А. В. Мороз, А. А. Гладышева и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2021. № 1(49). С. 80-87. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2021.1.80
12. Возможности магнетронного распыления в создании ловушек экситонов и трионов для наноэлектронного приборостроения / И. И. Попов, А. В. Мороз, А. А. Гладышева и др. // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2021. № 1(49). С. 63-77. DOI: https://doi.org/10.25686/2306-2819.2021.1.63.
13. Вашурин Н.С., Попов И.И. , Путилин С.Э. Фотонное эхо как метод исследования дефектной структуры поверхности кристаллических волокон тонких текстурированных пленок // Известия РАН. Серия физическая. 2017. Т. 81. № 5. С. 597-601.
14. Фемтосекундная магнитооптика на основе фотонного эха / И.И. Попов, Н.С. Вашурин, С.Э. Путилин и др. // Известия РАН. Серия физическая. 2017. Т. 81. № 5. С. 594-597.
15. Квантово-размерные объекты в виде ловушек экситонов и трионов и их роль при экситонном частичном блокировании мемристорных свойств тонких пленок оксида цинка / И. И. Попов, А. В. Мороз, Д. В. Минеев и др. // Известия РАН. Серия физическая. 2021. Т. 85. № 2. С. 273–280.
16. Маныкин Э. А., Самарцев В. В. Оптическая эхоспектроскопия. М.: Наука, 1984. 270 с.
17. Выбор материалов и нанотехнология изготовления комбинированного мемристорного-диодного кроссбара – основа аппаратной реализации нейропроцессора / А.Д. Писарев, А.Н. Бу-сыгин, А.Н. Бобылев и др. // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энер-гетика. 2019. Т. 5. № 4 (20). С. 200-219.
18. Magnetic-Field Control of Photon Echo from the Electron-Trion System in a CdTe Quantum Well: Shuffling Coherence between Optically Acces-sible and Inaccessible States / L. Langer, S.V. Poltavtsev, I.A. Yugova et al. // Phys.Rev. Lett. 2012. Vol. 109. Pp. 157403–157408. Doi. 10.1103/PhysRevLett.109.157403
19. Аccess to long-term optical memories using photon echoes retrieved from semiconductor spins / L. Langer, S.V. Poltavtsev, I.A. Yugova et al. // Na-ture Photon. 2014. Vol. 8. №. 11. Pp. 851-857.
20. Фотонное эхо на локализованных экситонах в полупроводниковых наноструктурах/ С.В. Полтавцев, И.А. Югова, И.А. Акимов и др. // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. №. 8. С.1587–1596.
21. Фотонное эхо как метод фемтосекундной магнитооптической спектроскопии тонких текстурированных пленок / И.И. Попов, Н.С. Вашурин, Е.А. Виноградов и др. // Известия РАН. Серия физическая. 2018. Т. 82. № 8. С. 1113-1116.

Финансирование: работа Юсупова Р. В. и Петрова А. В. выполнялась при поддержке программы «Приоритет-2030» Казанского федерального университета.
Читать полностью