Введение
Глава 1. Использование тонкопленочных опаловых наноструктур в микроэлектронике 14
1.1. Анализ тенденций развития микроэлектроники 14
1.2. Опаловая матрица как перспективный материал. Структуры на основе опаловой матрицы 16
1.2.1. Формирование опаловой матрицы 16
1.2.2. Тонкопленочные опаловые наноструктуры в том числе и с внесенными поверхностными дефектами 20
1.3. Анализ разработок в области создания приборов на основе опаловых матриц 28
1.3.1. Анализ разработок в области создания волноводов 28
1.3.2. Анализ разработок в области создания полупроводниковых газовых сенсоров 34
1.3.3. Тенденции развития структур на основе опаловых матриц 42
Выводы по 1-й главе 43
Глава 2. Формирование тонкопленочных опаловых наноструктур 44
2.1. Классификация методов формирования тонкопленочных опаловых наноструктур 44
2.2. Моделирование процесса формирования тонкопленочных опаловых наноструктур 48
2.2.1. Моделирование процесса формирования тонкопленочных опаловых наноструктур методом седиментации 57
2.2.2. Моделирование процесса формирования тонкопленочных опаловых наноструктур методом вертикального вытягивания 63
2.3. Методика определения геометрических параметров тонкопленочных опаловых наноструктур 70
Выводы по 2-й главе 73
Глава 3. Разработка способов формирования образцов и методик их исследования 75
3.1. Формирование опаловых матриц методами естественной седиментации и вертикального вытягивания 75
3.2. Формирование тонкопленочных опаловых наноструктур ионно-плазменными методами 80
3.2.1. Метод магнетронного высокочастотного распыления 81
3.2.2. Метод реактивного распыления 84
3.3. Методики исследования тонкопленочных опаловых наноструктур 88
3.3.1. Атомно-силовая микроскопия в полуконтактном режиме 88
3.3.2. Спектрофотометрия в режиме отражения в видимом диапазоне 95
3.3.3. Измерение толщины металлической пленки при интерференции
волн 97
3.3.4. Измерение активного сопротивления в режиме R/Q 99
Выводы по 3-й главе 101
Глава 4. Экспериментальное исследование геометрии поверхности тонкопленочных опаловых наноструктур 103
4.1. Экспериментальное исследование влияния методов формирования опаловой матрицы на геометрию поверхности 103
4.2. Экспериментальное исследование влияния режимов формирования опаловой матрицы методом вертикального вытягивания на геометрию поверхности 108
4.3. Экспериментальное исследование влияния режимов на геометрию тонких пленок, нанесенных на поверхность опаловых матриц 110
4.3.1. Исследование структур вида опал-золото 110
4.3.2. Исследование механизма роста плёнки SnO2 глобуле опала и
расчет ее толщины 114
Выводы по 4-й главе 121
Глава 5. Разработка и исследование модельных образцов волновода и газочувствительного элемента на основе тонкопленочных опаловых наноструктур 122
5.1. Разработка и исследование модельных образцов фотонно-кристаллических оболочек волноводов 122
5.2. Исследование влияния деформированных глобул опаловых матриц на положение фотонной запрещенной зоны 126
5.2.1 Исследование влияния метода формирования опаловой матрицы на положение фотонной запрещенной зоны 128
5.3. Разработка и исследование образцов газочувствительных элементов 130
5.3.1. Исследование зависимости электрофизических свойств тонкопленочной структуры вида опал-SnO2 от параметров глобул и рельефа 130
5.4. Исследование эксплуатационных характеристик газочувствительного элемента на основе опал-SnO2 от параметров глобул и рельефа 137
Выводы по 5-й главе 141
Общие выводы 142
Список литературы 144
