CC BY
71
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
УДК 543.428
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЗАПРЕЩЕННОЙ ЗОНЫ SiO2 ПО СПЕКТРАМ
ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНОВ РАЗНЫМИ
ПОДХОДАМИ
В. О. Канзычакова Научный руководитель - А. Ю. Игуменов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
В ракетно-космической отрасли широко используются устройства микро- и наноэлектро-ники, где одним из основных материалов является диоксид кремния. В данной работе рассмотрены разные алгоритмы к определению ширины запрещенной зоны SiO2.
Ключевые слова: спектроскопия характеристических потерь энергии электронов, диоксид кремния, ширина запрещенной зоны.
DETERMINATION THE SiO2 BAND GAP USING REFLECTION ELECTRON ENERGY LOSS SPECTRA BY DIFFERENT APPROACHES
V. O. Kanzychakova Scientific Supervisor - A. Yu. Igumenov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Micro- and nanoelectronic devices based on silicon dioxide are widely used in space technique. In this paper, we consider various algorithms for determination the SiO2 band gap using the reflection energy loss spectra.
Keywords: electron energy loss spectroscopy, silicon dioxide, band gap.
Диоксид кремния нашел широкое применение в современных высокотехнологичных устройствах, применяющихся в ракетно-космической отрасли [1]. Для успешного использования диэлектриков в прикладных целях важно точное определение ширины запрещённой зоны (Eg). Для определения данного параметра широко используется спектроскопия характеристических потерь энергии электронов [2-4]. По спектрам потерь существуют разные методы определения ширины запрещенной зоны и, соответственно, неоднозначность выбора оптимального подхода. В данной работе использованы разные подходы для определения ширины запрещенной зоны SiO2, и на основе полученных результатов выбран подход, дающий наиболее достоверные результаты.
Спектры характеристических потерь энергии электронов (СХПЭЭ) на отражение были получены на сверхвысоковакуумном фотоэлектронном спектрометре SPECS (Германия). Энергии первичных электронов составляли 300, 600, 1 200, 1 900 эВ. Определены энергии пиков потерь по спектрам ХПЭЭ в интегральном и дифференциальном видах. Полученные энергии близки к известным энергиям характеристических пиков в спектрах потерь энергии электронов SiO2.
Ширина запрещенной зоны определялась с использованием аппроксимации экспериментальных спектров линейными функциями и нахождения их пересечения. Выбирались различные области аппроксимации, полученные значения Eg сравнивались с литературными, а также определялось стандартное отклонение между значениями Eg, полученными при разных энергиях
Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»
первичных электронов. Оптимальный подход выбирался по двум критериям: наиболее близкое к литературным значение Eg и наименьшее стандартное отклонение.
Библиографические ссылки
1. Bandgap measurement of thin dielectric films using monochromated STEM-EELS / J. Park, S. Heo, J.-G. Chung et al. // Ultramicroscopy. 2009. Vol. 109. P. 1183-1188.
2. Imaging of Si quantum dots as charge storage nodes / R. A. Puglisi, S. Lombardo, G. Ammendola et al. // Materials Science and Engineering, 2003. Vol. С. 23. P. 1047-1051.
3. Сканирующая туннельная спектроскопия пленок a-C:H и a-C:H(Cu), полученных магне-тронным распылением / Т. К. Звонарева, В. И. Иванов-Омский, В. В. Розанов и др. // ФТП. 2001. Т. 35 (12). С. 1460-1465.
4. Формирование одиночных GaAs нитевидных нанокристаллов на вольфрамовом острие и исследование их электрических характеристик / А. О. Голубок, Ю. Б. Самсоненко, И. С. Мухин и др. // ФТП. 2011. Т. 45 (8). С. 1079-1083.
© Канзычакова В. О., 2017
