Введение
ГЛАВА 1 Фотоэлектрические наноматериалы: свойства и методы получения 20
1.1 Фотоэлектрические наноматериалы с промежуточной подзоной 20
1.1.1 Фотоэлектрический эффект 20
1.1.2 Направления совершенствования фотопреобразователей 24
1.1.3 Фотоэлектрический преобразователь с промежуточной энергетической подзоной 26
1.1.4 Теоретический предел эффективности фотопреобразователя
с промежуточной подзоной 30
1.1.5 Наноматериалы для создания фотопреобразователей с промежуточной подзоной 37
1.1.6 Обоснование выбора модельных наноматериалов 47
1.2 Методы получения фотоэлектрических наноматериалов с промежуточной подзоной 49
1.2.1 Механизмы роста наноструктур 49
1.2.2 Термодинамическое описание 52
1.2.3 Механическое рассмотрение 56
1.2.4 Морфология наноструктур 60
1.2.5. Классификация родственных ростовых методов 62
1.3 Ионно-лучевая кристаллизация 67
1.3.1 Теория распыления одно- и многокомпонентных мишеней 67
1.3.2 Угловая зависимость коэффициента распыления 72
1.3.3 Методики измерения коэффициентов распыления 72
1.3.4 Варианты реализации метода ионно-лучевой кристаллизации... 75
1.3.5 Литературные данные о коэффициентах распыления 78
1.4 Выводы по главе 1 83
ГЛАВА 2 Физико-технологические аспекты ионно-лучевой кристаллизации фотоэлектрических наноматериалов 85
2.1 Требования к ростовому оборудованию 85
2.2 Вакуумная система 85
2.2.1 Рабочая камера 85
2.2.2 Вакуумные насосы 88
2.2.3 Контроль остаточного давления 90
2.3 Ионный источник 92
2.3.1 Формирование ионного пучка 92
2.3.2 Управление ионным пучком 94
2.3.3 Калибровка параметров ионного пучка 95
2.4 Система управления температурой подложки 95
2.4.1 Нагреватель 95
2.4.2 Измерение температуры 97
2.5 Позиционирование мишени 99
2.6 Предварительная подготовка материалов 101
2.6.1 Подготовка мишеней 101
2.6.2 Подготовка подложек 102
2.7 Выводы по главе 2 104
ГЛАВА 3 Методики исследования функциональных характеристик фотоэлектрических наноматериалов ... 106
3.1 Требования к исследовательским методикам 106
3.2 Методики исследования морфологии 106
3.2.1 Зондовая микроскопия 106
3.2.2 Электронная микроскопия 114
3.2.3 Лазерная конфокальная микроскопия 119
3.3 Методики исследования состава 120
3.3.1 Оже -спектроскопия 120
3.3.2 Спектроскопия комбинационного рассеяния 122
3.4 Методики исследования электрических и оптических свойств 124
3.4.1 Вольт-фарадные измерения 124
3.4.2 Фотолюминесценция 127
3.5 Методики исследования фотоэлектрических свойств 129
3.5.1 Вольт-амперные измерения 129
3.5.2 Спектральные исследования внешнего квантового выхода 130
3.6 Оригинальные методики 132
3.6.1 Методика восстановления реальных размеров наноструктур... 132
3.6.2 Методика создания прецизионных АСМ-зондов 137
3.6.3 Методика измерения коэффициентов распыления 141
3.7 Выводы по главе 3 143
ГЛАВА 4 Формирование массопотока ростового вещества при ионно-лучевой кристаллизации 145
4.1 Коэффициенты распыления модельных материалов 145
4.1.1 Энергетическая зависимость 145
4.1.2 Угловая зависимость 149
4.1.3 Дифференциальные угловые коэффициенты распыления 151
4.2 Эффекты низкоэнергетического распыления 159
4.2.1 Изменение морфологии поверхности мишеней 159
4.2.2 Астехиометрия распыления двухкомпонентных мишеней 162
4.3 Теория массопереноса при ионно-лучевой кристаллизации 166
4.3.1 Исходные приближения 166
4.3.2 Модель массопереноса 168
4.4 Исследование ростового массопотока 177
4.4.1 Расстояние «мишень - подложка» 178
4.4.2 Угол наклона мишени 181
4.4.3 Профиль плотности ионного тока 185
4.5 Выводы по главе 4 190
ГЛАВА 5 Ионно-лучевая кристаллизация фотоэлектрических наноматериалов 192
5.1 Ионно-лучевая кристаллизация островковых наноструктур 192
5.1.1 Режимы получения 192
5.1.2 Время осаждения 196
5.1.3 Температура подложки 201
5.1.4 Ионный ток 206
5.1.5 Энергия ионов 211
5.2 Ионно-лучевая кристаллизация однослойных наноматериалов 214
5.2.1 Ростовые условия 214
5.2.2 Вольт-фарадные измерения 217
5.3 Ионно-лучевая кристаллизация многослойных наноматериалов 219
5.3.1 Получение образцов 219
5.3.2 Фотолюминесцентные свойства 222
5.3.3 Комбинационное рассеяние 224
5.4 Выводы к главе 5 226
Глава 6 Фотоэлектрические устройства с промежуточной энергетической подзоной 228
6.1 Модель фотопреобразователя с промежуточной подзоной 228
6.1.1 Определение оптических параметров 228
6.1.2 Расчет фототока, тока короткого замыкания
и коэффициента полезного действия 231
6.1.3 Расчет тока насыщения 236
6.1.4 Оценка времени жизни носителей заряда 238
6.2 Архитектура фотоэлектрических образцов 241
6.3 Анализ теоретических и экспериментальных результатов 243
6.3.1 Вольт-амперные характеристики 243
6.3.2 Спектральные зависимости внешнего квантовых выхода 245
6.4 Выводы по главе 6 247
Заключение 248
Список литературы
