Гаврилюк О. О. Лазер-індуковане наноструктурування нестехіометричних плівок SiOx

Дисертаційна робота присвячена дослідженню розповсюдження температурних профілів та впливу температури на формування наночастинок кремнію в нестехіометричних плівках SiOx після лазерного відпалу. З залученням параболічного рівняння теплопровідності було проведено математичне моделювання формування температурних профілів в нестехіометричній плівці SiOx після лазерного відпалу. Показано, що температура 1800 К на поверхні SiOx достатня для розділення речовини плівки на діоксид кремнію і його наночастинки. ІЧ-дослідження підтвердили таке розмежування. Дослідження утворення температурних профілів при відпалі двома лазерними променями показало, що наночастинки кремнію формуються точно по позиціях пікової інтенсивності лазерного випромінювання. При багатоімпульсному відпалі низька густина енергії кількох імпульсів може забезпечити відпал плівки SiOx без ушкоджень. Аналіз морфології поверхні нестехіометричних плівок SiOx виявив, що розміри наночастинок, які виникають внаслідок лазерного відпалу, є більшими (5 - 80 нм), ніж утворені при термічному відпалі (0.3 - 3 нм), але вони характеризуються меншою поверхневою густиною. За допомогою вольт-амперних вимірювань встановлено, що електропровідність нанокомпозитної плівки SiO2(Si) при термічному відпалі з підвищенням температури, зростає на чотири порядки, в той час як при лазерному відпалі підвищення інтенсивності опромінення суттєво (в десятки разів) погіршує її електропровідність. Показано, що за низьких інтенсивностей лазерного відпалу (27 МВт/см2) густина енергетичних станів плівки не залежить від величини напруженості електричного поля, а енергія активації електронного транспорту зростає зі збільшенням інтенсивності лазерного опромінення.