Семенов О. В. Фізико-технологічні основи синтезу та модифікації плівок нанокристалічного карбіду кремнію

Дисертація присвячена розробці фізико-технологічних основ отримання та модифікації плівок нанокристалічного SiC в умовах прямого осадження іонів вуглецю і кремнію з підвищеною енергією. Запропоновано метод низькотемпературного формування шарів нанокристалічного SiC на підкладці на основі прямого осадження іонів вуглецю і кремнію підвищеної енергії, для реалізації якого було розроблено вакуумно-дугове джерело іонів вуглецю і кремнію з використанням катода з полікристалічного SiC. Вперше експериментально показано можливість низькотемпературного формування та визначено температури формування плівок нанокристалічного SiC некубічних політипів 15R-SiC, 21R-SiC, 24R-SiC, 27R-SiC, 51R-SiC, 6H-SiC. Запропоновано модель опису теплового балансу на підкладці в процесі формування плівок SiC в умовах прямого осадження іонів вуглецю і кремнію з енергією ~ 100 еВ. У плівках нанокристалічного SiC вперше виявлено аномально великий нелінійноптичний відгук третього порядку. Максимальну величину нелінійної сприйнятливості х(3)~10-5 од. СГСЕ мають плівки нанокристалічного 21R-SiC політипу з розміром нанокристалів ~ 10 нм. Розроблено градієнтний спосіб формування гетероструктур на основі шарів нанокристалічного SiC в єдиному циклі прямого осадження іонів. Для формування інтерфейсу на межі розподілу нанокристал/межова область та компенсації носіїв заряду в межових областях було застосовано відпал в атмосфері О2. На сформованому інтерфейсі nc-SiC/SiO2 отримано додаткове випромінювання ФЛ в УФ (3,6 еВ) і в ІЧ (1,5-1,6 еВ) областях. На основі nc-SiC плівок були розроблені та виготовлені: стійкі до електромагнітних перешкод широкодіапазонні (0-1000°С) оптоволоконні мікродатчики, високостабільний температурний безінерційний терморезистівний мікродатчик (діаметр сенсора 200 мкм), радіаційностійкий візуалізатор електронного пучка з енергією 10-20 МеВ, високоомні захисні покриття для НВЧ потужних pin-діодів, фотоперетворювачів, у тому числі сонячних елементів та оптичних елементів.