Мельник В. В. Вплив олова на формування нанокристалів кремнію в плівкових сплавах Si1-xSnx та шаруватих структурах a-Si/Sn.

Процеси кристалізації аморфного кремнію індукованої оловом, а також стимульованої лазерним випромінюванням в плівкових сплавах Si1-xSnx та шаруватих структурах a-Si/Sn експериментально досліджені методами раманівського розсіювання, електронної мікроскопії рентгенівського флуоресцентного аналізу та оже-спектроскопії з пошаровим іонним травленням. Показано, що дисперсно розчинені атоми Sn мало впливають на термічну кристалізацію аморфного Si. Однак наявність спільного інтерфейсу аморфний кремній - металічне олово при температурах, вищих температури плавлення олова, спричинює перехід кремнію з аморфного у кристалічний стан. Цей перехід відбувається внаслідок циклічного чергування процесів утворення і розпаду розчину Si в Sn. При розчиненні аморфного Si в рідкому Sn утворюється евтектика Sn-Si. Розпад відбувається у вигляді осадження з евтектики кристалів Si. В області температур 300-400 ℃ внаслідок цих процесів утворюються кристали Si з розміром 2-8 нм. Інтерфейс аморфний кремній - металічне олово можливо організувати у вигляді шаруватих структур a-Si/Sn або ж у вигляді мікрокрапель Sn у матриці аморфного Si шляхом одночасного осадження з газової фази цих елементів. Запропоновано фізичний механізм і його теоретична модель, які описують отримані результати і свідчать про можливість повної трансформації кремнію з аморфного у нанокристалічний стан за адіабатичних умов. Вперше виявлено значне прискорення iндукованої оловом кристалiзацiї аморфного кремнію в структурах a-Si/Sn/a-Si при їх розiгрiвi лазерним випромiнюванням потужністю понад 104Вт/см2, порiвняно з розiгрiвом без дiї свiтла. Продемонстровано використання лазерного випромінювання одночасно для контролю умов iндукованої оловом кристалiзацiї аморфного кремнiю та вимірювання параметрів нанокристалів, що формуються.