Жугаєвич Андрій Яремович. Стрибковий транспорт і кінетика люмінесценції наноструктурованого кремнію : Дис... канд. фіз.-мат. наук: 01.04.07 / НАН України; Інститут фізики. — К., 2006. — 151арк. : рис. — Бібліогр.: арк. 111-132.
Анотація до роботи:
Жугаєвич А. Я. Стрибковий транспорт і кінетика люмінесценції наноструктурованого кремнію. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут фізики Національної Академії наук України, Київ, 2006.
В дисертаційній роботі досліджується довгочасова кінетика фотолюмінесценції кремнієвих наноструктур. Пояснено природу аномально малого бекерелевого показника згасання люмінесценції, а також його немонотонну температурну залежність багатократним перезахопленням носіїв пастками на шляху до їх рекомбінації. Цей ефект свідчить про значне просторове розділення електрон-діркової пари і може служити кількісною характеристикою такого розділення.
Запропоновано і реалізовано на прикладі нанокремнію метод знаходження ефективного розподілу енергій активації пасткових станів за довгочасовою кінетикою люмінесценції носіїв, захоплених на ці стани. У повній аналогії з методом термостимульованої люмінесценції показано, що дослідження часової і температурної залежності довгочасової кінетики згасання люмінесценції дає інформацію про пасткові стани системи.
В дисертації побудовано теоретичну модель ФЛ нанокремнію, яка базується на кінетичному описі міграції електронних збуджень у КТ і нерегулярних по товщині КД і пояснює природу виявлених експериментально особливостей довгочасової кінетики згасання ФЛ.
Найважливіші результати і висновки дисертаційної роботи такі:
1. Пояснено природу аномального бекерелевого показника згасання довгочасової кінетики люмінесценції, а також його немонотонну температурну залежність багатократним перезахопленням носіїв пастками на шляху до їх рекомбінації. Важливість результату полягає в тому, що такий ефект свідчить про значне просторове розділення електрон-діркової пари і може служити кількісною характеристикою такого розділення.
2. Запропоновано і реалізовано на прикладі нанокремнію метод відновлення ефективного розподілу енергій активацій пасткових станів за довгочасовою кінетикою люмінесценції носіїв, захоплених на ці стани. Важливість результату полягає в тому, що в повній аналогії з методом термостимульованої люмінесценції, дослідження часової і температурної залежності довгочасової кінетики згасання люмінесценції дає інформацію про пасткові стани системи.
Окрім цього:
3. Побудовано теоретичну модель ФЛ нанокремнію, в рамках якої пояснено всі наявні експериментальні дані. Зокрема, модель адекватно описує фосфоресценцію ПК і мерехтіння ФЛ одиночних КТ. Проаналізовано вплив різних факторів рекомбінаційного механізму люмінесценції на особливості ФЛ нанокремнію.
4. Вказано на генетичний зв’язок фосфоресценції з деградацією ФЛ і мерехтінням одиночних КТ. Показано, що щільність розподілу інтервалів пониженої світності КТ функціонально близька, а за певних умов — співпадає з часовою залежністю інтенсивності згасаючої фосфоресценції.
5. В наближенні великих часів виведено асимптотичні формули для інтенсивності згасаючої люмінесценції. Показано, що її довгочасова асимптотика визначається хвостом розподілу часів життя.
6. Розв’язано чисельно і проаналізовано аналітично математичну модель стрибкового транспорту носіїв заряду на центр люмінесценції з термічно активованими тунельними переходами. Зокрема, розраховано кінетику згасання люмінесценції такої системи.
7. Зроблено оцінки енергетичного спектру і радіусу локалізації геометричних пасток різних типів у квантових дротинах ПК. Зокрема, викривлення дротини сталого перерізу створює локалізований стан з енергією менше міліелектронвольта, потовщення дротини дають енергію локалізації порядку десятих долей електронвольта, звуження дротини створюють енергетичні бар’єри аж до повної ізоляції окремих ділянок КД.
8. Показано, що характерні часи різних електронних кінетичних процесів у нанокремнії утворюють триступеневу ієрархію. Це проявляється і в кінетиці ФЛ, яка на кожному з цих трьох часових масштабів має свої характерні особливості часової залежності.
9. Показано, що кінетика згасання ФЛ, яку апроксимують розтягнутою експонентою, відповідає широкому в логарифмічному масштабі розподілу часів життя (логарифмічно нормальний розподіл) з тим більшою дисперсією, чим сильніше “розтягнення”.
Публікації автора:
Блонский И. В., Бродин М. С., Вахнин А. Ю., Жугаевич А. Я., Кадан В. Н., Кадащук А. К. Влияние неоднородности структуры на люминесцентные свойства кремниевых нанокристаллитов. // Физика низких температур. — 2002, т. 28, с. 978-987.
Блонский И. В., Бродин М. С., Вахнин А. Ю., Жугаевич А. Я., Кадан В. Н., Кадащук А. К., Пикус Ю. Г. Фактор структурной неоднородности кремниевых нанокристаллитов в их люминесцентных свойствах. // Микросистемная техника. — 2003, вып. 2, с. 28-32.
Blonskyy I. V., Kadan V. M., Kadashchuk A. K., Vakhnin A. Yu., Zhugayevych A. Ya., Chervak I. V. New mechanism of charge carriers localization in silicon nanowires. // Physics of Low-Dimensional Structures. — 2003, n. 7/8, p. 25-34.
Blonskyy I. V., Kadan V. M., Kadashchuk A. K., Vakhnin A. Y., Zhugayevych A. Y., ‘Charge pump’ effect and mechanisms of charge carriers localisation in oxidised nano-Si. // Int. J. Nanotechnology. — 2006, v. 3, p. 65-75.
Lev B. I., Zhugayevych A. Ya., Yurachkivsky A. P. Hopping transport and photoluminescence in nanocrystallites structures. // Third International School-Conference “Physical Problems in Material Science of Semiconductors”. — 1999, Chernivtsi, Ukraine.
Lev B. I., Yurachkivsky A. P., Zhugayevych A. Ya. Hopping transport in nanocrystallites structures. // International Conference “Advanced Materials”. — 1999, Kyiv, Ukraine.
Lev B. I., Yurachkivsky A. P., Zhugayevych A. Ya. Long-time asymptotics of the photoluminescence decay: the role of diffusion and disorder. // NATO/EC Advanced Research Workshop “Frontiers of nano-optoelectronic system: molecular-scale engineering and processes”. — 2000, Kyiv, Ukraine.
Blonskyy I. V., Kadashchuk A. K., Zhugayevych A. Ya. Longtime asymptotics of porous silicon photoluminescence decay. // International Young Scientists Conference on Applied Physics. — 2001, Kyiv, Ukraine.
Блонський І. В., Бродин М. С., Вахнін О. Ю., Жугаєвич А. Я., Кадан В. М., Кадащук А. К., Сальніков В. А. Периферійне випромінювання і його природа в наноструктурованому кремнії. // III Міжнародна школа-конференція “Сучасні проблеми фізики напівпровідників”. — 2001, Дрогобич, Україна.
Blonskyy I. V., Kadashchuk A. K., Zhugayevych A. Ya. Tunneling luminescence in porous silicon and its pecularities. // Конференція молодих вчених та аспірантів ІЕФ-2001. — 2001, Ужгород, Україна.
Блонський І. В., Бродин М. С., Вахнін О. Ю., Жугаєвич А. Я., Кадан В. М., Кадащук А. К., Пікус Ю. Г. Комбінований вплив розмірного фактору і фактору структурної неоднорідності в формуванні властивостей випромінювальних структур на основі нано-Si. // 1-а Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. — 2003, Одеса, Україна.
Blonskyy I. V., Vakhnin A. Yu., Zhugayevych A. Ya., Kadan V. M., Kadashchuk A. K. Peculiarities of charge carriers localization in silicon wires and dots. // XVI International School-Seminar “Spectroscopy of molecules and crystals”. — 2003, Sevastopol, Ukraine.
Блонський І. В., Бродин М. С., Вахнін О. Ю., Кадан В. М., Кадащук А. К., Жугаєвич А. Я. Прояви розмірності середовища в процесах локалізації електронних збуджень. // IV Міжнародна школа-конференція “Актуальні проблеми фізики напівпровідників”. — 2003, Дрогобич, Україна.
Блонский И. В., Вахнин А. Ю., Жугаевич А. Я., Кадан В. Н., Кадащук А. К. Эффект “зарядового поршня” и механизмы локализации носителей заряда в нано-Si. // IV Международный украинско-российский семинар “Нанофизика и наноэлектроника”. — 2003, Киев, Украина.
Blonskyy I. V., Vakhnin O. Yu., Zhugayevych A. Ya., Kadan V. M., Kadashchuk A. K. The influence of dimension of the medium on localization processes of electronic excitations in semiconductor structures // International School-Conference “Physical Problems in Material Science of Semiconductors”. — 2004, Chernivtsi, Ukraine.
Блонский И. В., Вахнин А. Ю., Жугаевич А. Я., Кадан В. Н., Кадащук А. К., Сальников В. А. Отображение размерности среды в процессах локализации и рассеяния электронных возбуждений в полупроводниковых материалах. // Конференция НАНСИС 2004. — 2004, Киев, Украина.
