Ефект наноструктурування Si та GaAs шляхом кавiтацiйної обробки в рiдкому азотi

• Опубліковано в: : Доповіді НАН України
• Дата: 2015
• Автори: Савкiна, Р.К., Смiрнов, О.Б.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2015
• Теми: Фізика
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/96939
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Ефект наноструктурування Si та GaAs шляхом кавiтацiйної обробки в рiдкому азотi / Р.К. Савкiна, О.Б. Смiрнов // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2015. — № 7. — С. 70-78. — Бібліогр.: 14 назв. — укр.

Наведено результати комплексних дослiджень ефекту наноструктурування базових напiвпровiдникiв оптоелектронiки Si i GaAs, пiдданих дiї УЗ кавiтацiї в рiдкому азотi. Встановлено, що обробка напiвпровiдникових кристалiв GaAs та Si ультразвуком (1– 6 МГц, 15 Вт/см²), енергiя якого концентрується в кавiтацiйних порожнинах крiогенної рiдини, призводить до наноструктурування їх поверхнi та розширення дiапазону фоточутливостi. Наноструктури залежно вiд типу пiдкладки мають розмiри до ~11–15 нм для GaAs i вiд 30 до ~70 нм — для Si. Розширення дiапазону фоточутливостi як кремнiю, так и арсенiду галiю можна пояснити ефектом вбудовування азоту в решiтку матрицi з утворенням нових сполук. Представлены результаты комплексных исследований эффекта наноструктурирования базовых полупроводников оптоэлектроники Si и GaAs, подвергнутых действию УЗ кавитации в криогенной жидкости. Установлено, что обработка полупроводниковых кристаллов GaAs и Si ультразвуком (1–6 МГц, 15 Вт/см²), энергия которого концентрируется в кавитационных полостях криогенной жидкости, приводит к наноструктурированию их поверхности и расширению диапазона фоточувствительности. Наноструктуры в зависимости от типа подложки имеют размеры до ~11–15 нм для GaAs и от 30 до ~70 нм — для Si. Расширение диапазона фоточувствительности как кремния, так и арсенида галлия можно объяснить эффектом встраивания азота в решетку матрицы с образованием новых соединений. The properties of the Si and GaAs samples subjected to cavitation impacts have been studied. It is shown that the high-intensity (15 W/cm²) high-frequency (1÷6 MHz) sonication in liquid nitrogen induces changes of the physical, chemical, and structural properties of the semiconductor surface. The optic and atomic force microscopy techniques, as well as energy dispersive X-ray spectroscopy and photoresponse spectroscopy, are used. The experimental study demonstrates the nanostructure formation and a change of the chemical composition at the semiconductor surface. It is found that a significant rise in the value and the expansion of a spectral range of photosensitivity take place after the cavitation treatment.