Speaker
Description
На основе основных положений механики деформируемого твердого тела теоретически предложен и экспериментально реализован принципиально новый метод управляемого синтеза с заданными свойствами и структурой монокристаллических, низкодефектных полупроводниковых пленок на подложках при большом рассогласовании параметров решетки пленки и подложки. На основе данного метода разработана технология получения нового материала монокристаллической нанопленки карбида кремния на кремнии. Метод основан на открытии нового механизма релаксации упругих механических напряжений при росте эпитаксиальных пленок за счет предварительного внедрения в решетку подложки ансамбля нанообъектов—дилатационных диполей — устойчивых комплексов, состоящих из притягивающихся центров дилатации — атома углерода в межузельной позиции кремния и кремниевой вакансии. Впервые в мировой практике реализован метод последовательной замены атомов одного сорта другими прямо внутри исходного кристалла без разрушения его кристаллической структуры. Метод напоминает “генетический синтез” белковых структур в биологии. Качество структуры слоев, полученных данным методом, значительно превосходит качество пленок карбида кремния, выращенных на кремниевых подложках ведущими мировыми компаниями. Метод дешев и технологичен. В настоящее время технология прошла стадию НИОКР. Впервые в мире создан работающей лабораторный макет (излучающей свет) светодиодной структуры на кремнии с подслоем нанокарбида кремния. В настоящее время развернуты работы по созданию в России производства светодиодов на кремниевой основе. Начаты работы по созданию тонкопленочного транзистора с высокой подвижностью носителей заряда (HEMT), пироэлектрических датчиков и датчиков ночного видения стабильно работающих в широком диапазоне температур. Развернуты работы по созданию высоко чувствительных пъезодатчиков и акустических мембран.
Теоретически предсказано и экспериментально подтверждено образование новой фазы Si, находящейся в состоянии «полуметалла» на границе раздела SiC(111)/Si(111). Образование Si в состоянии «полуметалла» на границе раздела SiC/Si (111) связано с большими, кратковременно возникающими (время импульса порядка 10-5-10-4 сек.) «импульсами сдавливания» при переходе Si в SiC. Показано, что давления сжатия, возникающие тонком приграничном слое толщиной порядка нескольких нанометров, могут достигать величин порядка 200-250 GPa. Давления подобной величины приводят к образованию особых, ранее неизвестных, свойств границы раздела SiC(111)/Si(111).
Работа выполнена в рамках проекта Российского научного фонда № 20-12-00193.
