Карпина В. А. Cтруктура і властивості плівок та наноутворень ZnO, вирощених різними методами

Дисертація присвячена дослідженню процесів осадження тонких плівок оксиду цинку методами реакційного термічного осадження та методом магнетронного розпилення, синтезу твердих розчинів Zn1-хCoхO та вирощуванню наноструктур ZnO з метою створення на їх основі світловипромінюючих пристроїв для ультрафіолетового діапазону, нових матеріалів для спінтроніки та холодних катодів для вакуумної мікроелектроніки. В роботі досліджено структуру та морфологію поверхні нелегованих плівок та наноструктур ZnO, їх фотолюмінесценцію при збудженні неперервними та імпульсними лазерами, структуру, оптичні та магнітні властивості твердих розчинів Zn1-хCoхO, а також електронну польову емісію з плівок та наноструктур ZnO. В результаті проведених досліджень було вивчено особливості фотолюмінесценції плівок та наноструктур оксиду цинку. Зокрема, показано, що чітка інтенсивна екситонна фотолюмінесценція спостерігається у відпалених плівках з досконалою кристалічною структурою. Виявлено вплив текстури плівки та природи підкладки на спектри фотолюмінесценції. З'ясовано механізми фотолюмінесценції плівок ZnO в області низьких температур та встановлено, що лінія при 3,32 еВ, яка часто спостерігається в спектрах фотолюмінесценції, обумовлена структурними дефектами. Встановлено, що при збуджені потужними імпульсними лазерами спостерігається стимульована ультрафіолетова фотолюмінесценція при рекомбінації вільних екситонів за участю їх фононних реплік, а також при рекомбінації внаслідок екситон-електронної взаємодії. В роботі досліджено умови формування твердих розчинів Zn1-хCoхO і встановлено, що тверді розчини є парамагнітними в межах розчинності кобальту в оксиді цинку. Вперше методом рентгенівської абсорбційної спектроскопії показано, що кобальт в твердих розчинах Zn1-хCoхO має інший зарядовий стан 3+, що свідчить про формування сторонніх нанокластерних оксидних фаз кобальту, що відповідають за антиферомагнітну взаємодію. В дисертаційній работі проведена оцінка емісійних властивостей наноструктур оксиду цинку а також наноструктурованих плівок ZnO, легованих галієм, в порівнянні з традиційними кремнієвими автокатодами. Вивчено вплив морфології поверхні на емісійні властивості наноструктур.