Activation of film growth on indium phosphide by pulsed photon treatment

Елена Викторовна Томина; Борис Владимирович Сладкопевцев; Дмитрий Владимирович Сериков; Ирина Яковлевна Миттова

doi:10.17308/kcmf.2021.23/3534

Елена Викторовна Томина Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация; Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-5222-0756
Борис Владимирович Сладкопевцев Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-0372-1941
Дмитрий Владимирович Сериков Воронежский государственный технический университет, Московский пр.-т, 14, г. Воронеж, 394026, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-0464-3500
Ирина Яковлевна Миттова Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-6919-1683

DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3534

Ключевые слова: фосфид индия, оксид ванадия (V), тонкие плёнки, термическое оксидирование, импульсная фотонная обработка

Аннотация

Фотонная активация различных физико-химических процессов излучением мощных импульсных ксеноновых ламп (диапазон излучения 0.2-1.2 мкм) - одно из перспективных направлений материаловедческих исследований. Целью работы являлось установление влияния предокислительной импульсной фотонной обработки на процесс термооксидирования фосфида индия с наноразмерным слоем V₂O₅ на поверхности, состав и морфологию сформированных пленок.
Ввыявлен оптимальный режим предокислительной импульсной фотонной обработки магнетронно сформированных гетероструктур V₂O₅/InP с плотностью облучения 15 Дж/см². Методами лазерной и спектральной эллипсометрии установлено, что фотонная активация V₂O₅/InP перед термооксидированием способствует увеличению практически в 2 раза толщины формируемых пленок. Данные рентгенофазового анализа подтверждают интенсификацию процесса фосфатообразования. Методом атомно-силовой микроскопии выявлены морфологические характеристики пленок.
Предокислительная импульсная фотонная обработка с оптимальной плотностью облучения 15 Дж/см² активирует термическое оксидирование гетероструктур V₂O₅/InP, что связывается с возникновением новых активных центров и ускорением перестройки химических связей в промежуточных комплексах катализатора V₂O₅ с компонентами полупроводника

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Елена Викторовна Томина, Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, ул. Тимирязева, 8, Воронеж 394087, Российская Федерация; Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

д. х. н., доцент, зав. кафедрой химии, Воронежский государственный
лесотехнический университет имени Г. Ф. Морозова, Воронеж, Российская Федерация; e-mail:
tomina-e-v@yandex.ru

Борис Владимирович Сладкопевцев, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. х. н., доцент кафедры материаловедения и индустрии наносистем, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: dp-kmins@yandex.ru

Дмитрий Владимирович Сериков, Воронежский государственный технический университет, Московский пр.-т, 14, г. Воронеж, 394026, Российская Федерация

инженер-исследователь кафедры физики твердого тела, Воронежский государственный технический университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: dmitriy.tut@mail.ru

Ирина Яковлевна Миттова, Воронежский государственный университет, Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

д. х. н., профессор, профессор кафедры материаловедения и индустрии наносистем, Воронежский государственный университет, Воронеж, Российская Федерация; e-mail: imittova@mail.ru

Литература

Chistokhin I. B., Zhuravlev K. S. Microwave photodetectors for analog fiber optic communications. Uspekhi prikladnoi fiziki (Advances in Applied Physics). 2015;3(1): 85–94. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=22968188 (In Russ., abstract in Eng.)

Sheng S. Li. Semiconductor physical electronics. New York: Springer-Verlag; 2006. 708 p. https://doi.org/10.1007/0-387-37766-2

Arbiol J., Xiong Q. Semiconductor nanowires: Materials, Synthesis, Characterization and Applications. Elsevier Ltd.; 2015. 554 p.

Ahmad S. R., Cartwright M. Laser ignition of energetic materials. John Wiley & Sons Ltd; 2015. 425 p.

Ünlü H., Horing N. J. M., Dabowski J. Lowdimensional and nanostructured materials and devices. Springer Science LCC; 2015. 674 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-25340-4

Nikolaev Yu. A., Rud’ Yu. V., Terukov E. I., Rud’ V. Yu. Photosensitivity of heterojunctions obtained using thermal oxidation of indium phosphide. Technical Physics Letters. 2007;33(4): 313–315. https://doi.org/10.1134/S1063785007040128

Isakov D. S., Korobov P. P., Khabibullin I. M., Valyukhov D. P. Issledovanie vzaimodeistviya kisloroda s poverkhnost’yu (110) A3V5 [Study of the interaction of oxygen with the (110) A3B5 surface]. Vestnik Severo- Kavkazskogo federal’nogo universiteta. 2010;(2): 40–45. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=15004240

(In Russ., abstract in Eng.)

Tominа E. V., Mittova I. Ya., Sladkopevtsev B. V., Kostryukov V. F., Samsonov A. A., Tretyakov N. N. Thermal oxidation as a method of formation of nanoscale functional films on AIIIBV semiconductors: chemostimulated influence of metal oxides: overview. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2018;20(2):184–203. https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/522 (In Russ., abstract in Eng.)

Mittova I. Ya., Tomina E. V., Lapenko A. A., Khorokhordina A. O. Solid-state reactions during thermal oxidation of vanadium-modified GaAs surfaces. Inorganic Materials. 2004;40(5): 441–444. https://doi.org/10.1023/B:INMA.0000027588.78546.af

Mittova I. Y., Tomina E. V., Lapenko A. A., Sladkopevtsev B. V. Synthesis and catalytic performance of V2O5 nanoislands produced on the surface of InP crystals by electroexplosion. Inorganic Materials. 2010;46(4): 383–388. https://doi.org/10.1134/S0020168510040114

Ievlev V. M., Latyshev A. N., Selivanov V. N., Turaeva T. L., Sinel’nikov A. A. Effect of photon irradiation on the process of recrystallization of thin metallic films. The Physics of Metals and Metallography. 2007;103(1): 58–63. https://doi.o0rg/10.1134/S0031918X07010073

Ievlev V. M., Ilyin V. S., Kushev S. B., Soldatenko S. A., Lukin A. N., Belonogov E. K. Synthesis of nanostructured SiC films during pulsed photon treatment of Si in a carbon-containing atmosphere. Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2009;3(5): 791–796. https://doi.org/10.1134/S102745100905022X

Ievlev V. M., Kannykin S. V., Kuschev S. B., Sinelnikov A. A., Soldatenko S. A. Rutile film synthesis activated by pulse photon treatment. Physics and Chemistry of Materials Treatment. 2011;(4): 5–9. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=16757064 (In Russ., abstract in Eng.)

Vavilova V. V., Palii N. A., Ievlev V. M., Darinskii B. M., Yudin L. Y., Kalinin Y. E., Kushchev S. B., Pokazan’eva S. A. Effect of pulsed photon irradiation on the formation of a nanocrystalline structure in Fe- Pb-Nb amorphous alloys. Russian Metallurgy (Metally). 2011;(5): 471–478. https://doi.org/10.1134/S0036029511050156

Gerasimenko Yu. V., Logacheva V. A., Babushkina E. V., Khoviv A. M. Struktura i opticheskie svoistva plenok ioksida titana, legirovannykh lantanom [Structure and optical properties of lanthanum-doped titanium dioxide films]. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2010;12(4): 348–354. Available at: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/1132/1214 (In Russ.)

Mittova I. Ya., Tomina E. V., Lapenko A. A., Sladkopevtsev B. V. Kataliticheskoe deistvie vanadiya i ego oksida (V) v protsessakh oksidirovaniya poluprovodnikov AIIIBV [Catalytic action of vanadium and its oxide (V) in the processes of oxidation of AIIIBV semiconductors]. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2012;3(2): 116–138. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17881315 (In Russ.)

Krylov O. V. Geterogennyi kataliz [Heterogeneous catalysis]. Moscow: FIZMATLIT Publ.; 2004. 679 p. (In Russ.)

Geits B., Kettsir Dzh., Shuit G. Gates B. С., Katzer J. R., Schult G. C. A. Chemistry of catalytic processes. New York: McGraw-Hill Book Company; 1979. 464 p.

Krylov O. V., Kiselev V. F. Adsorbtsiya i kataliz na perekhodnykh metallakh i ikh oksidakh [Adsorption and catalysis on transition metals and their oxides]. Moscow: Khimiya Publ .; 1981. 286 p. (In Russ.)

Fizicheskaya khimiya [Physical chemistry]: v 2-kh kn. / pod red. K. S. Krasnova. – Kn. 1: Stroenie veshchestva. Termodinamika. Moscow: Vysshaya shkola Publ.; 2001. 318 p. (In Russ.)

John T. Yates Jr. Photochemistry on TiO2: Mechanisms behind the surface chemistry. Surface science. 2009;603(10): 1605–1612. https://doi.org/10.1016/j.susc.2008.11.052