Научная тема: «КАТОДОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ШИРОКОЗОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И НАНОГЕТЕРОСТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2012
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Медленное увеличение интенсивности катодолюминесценции при облучении образца непрерывным электронным пучком обусловлено дезактивацией ловушек на излучательный уровень центра люминесценции при условии стабильности образца под действием электронного пучка. Скорость увеличения интенсивности катодолюминесценции определяется вероятностью передачи возбуждения с ловушки на излучательный уровень, а относительное изменение интенсивности зависит от количества ловушек.
  2. Время нарастания интенсивности катодолюминесценции после начала облучения линейно зависит от плотности тока первичного электронного пучка и эффективности захвата возбуждения излучательным уровнем.
  3. Насыщение интенсивности катодолюминесценции от плотности тока первичного электронного пучка при стационарном облучении образца определяется только временем жизни излучательного уровня, а величина интенсивности излучения насыщения зависит от количества центров люминесценции.
  4. Центр люминесценции с максимумом излучения 2,0-2,4 эВ в спектре катодолюминесценции оксида кремния связан с одним из основных дефектов оксида - кремниевыми цепочками (кислородными вакансиями), причем положение максимума излучения этой полосы определяется числом атомов кремния в цепочке, а полуширина определяется вариациями этого числа.
  5. Точечные дефекты распределены по глубине пленок термического диоксида кремния неравномерно. Вблизи границы раздела кремний - оксид кремния концентрируются дефекты, связанные с дефицитом кислорода (двухкоординированный кремний и цепочки кремния). Характер распределения дефектов по глубине пленки и их концентрация вблизи границы раздела зависит от типа проводимости кремния. Пленка на кремнии n типа, характеризуется более высоким содержанием дефектов в первых монослоях окисла вблизи границы раздела, распределение дефектов в основной части пленки равномерно. В пленке, выращенной на p кремнии, вблизи интерфейса формируются цепочки кремния различной длинны, вплоть до образования нанокластеров кремния. Содержание этих дефектов тем выше, чем больше содержание бора в подложке кремния. При этом основная часть точечных дефектов в пленке концентрируется в первых 100-200 нм пленки от границы раздела.
  6. При образовании ультратонких слоев оксида кремния на кремнии толщиной не более 20нм (естественный окисел, химический окисел) на поверхности кремния образуется слой, характеризующийся полосой катодолюминесценции с максимумом излучения 1,25-1,4 эВ. Первые слои окисла кремния характеризуются дефицитом кислорода. Это приводит к доминированию в спектрах катодолюминесценции полосы излучения, связанной с собственным дефектом - двухкоординированным кремнием (Si=). Кремниевые цепочки и вакансии кислорода проявляются после образовании нескольких монослоев окисла. Чем выше шероховатость поверхности, тем быстрее нарастает окисел, и тем больше его толщина.
Список опубликованных работ
1.Заморянская М.В. Катодолюминесцентные спектры редкоземельных ионов в иттроалюминиевом гранате и их концентрационная зависимость. //Оптика и спектроскопия, 1993, Т.75, В.4 С. 805-811.

2.Заморянская М.В., Вальтере А.Я., Влияние мощности возбуждения на спектры катодолюминесценции РЗИ в оксидных кристаллах. //Оптика и спектроскопия, 1994, Т.76, В.4, С. 612-616,

3.Заморянская М.В., Петрова М.А., Коровкин А.М Исследование дефектов состава и катодолюминесцентных свойств кристаллов Y2SiO5, легированных Tb, Ce //Неорганические материалы, 1996, Т.32, В.5, Р. 593-596

4.Заморянская М.В., М.А.Петрова, Т.С.Семенова. Исследование состава и катодолюминесценции кристаллов некоторых двойных фторидов, активированных редкоземельными ионами, //Неорганические материалы, 1998 т.34, №6, 752-757

5.M.V.Zamoryanskaya, A.Yu.Khilko, S.V.Gastev, R.N.Kyutt, N.S.Sokolov., "Structural and luminescence studies of CdF2-CaF2 superlattices on Si(111)" //Appl.Surf.Sci, 1998, 123/124, 595-598.

6.Zamoryanskaya M.V.,Sokolov V.I., Sitnikova A.A., Konnikov C.G., " Cathodoluminescence Study of Defect Distribution at Different Depths in Films SiO2/Si " //Solid State Phenomena, 1998, V.63-64

7.Заморянская М.В., Соколов В.И., Исследование структуры пленок термического окисла на кремнии методом катодолюминесценции //Физика твердого тела, 1998, Т.40, № 11

8.B.E.Burakov, E.B.Anderson, D.A.Knecht, M.V.Zamoryanskaya, E.E.Strykanova, M.A.Yagovkina Synthesis of garnet/perovskite-based ceramic for the immobiluzation of Pu-residue wastes //Material Research Society Symp.Proc.Scientific Basis for Nuclear Waste Management XXII, 1999, V.556, Р. 55-62

9.Sokolov, N.S., Gastev, S.V., Khilko, A.Yu., Kyutt, R.N., Suturin, S.M., Zamoryanskaya, M.V. CdF2-CaF2 superlattices on Si(1 1 1): MBE growth, structural and luminescence studies // Journal of Crystal Growth, 1999, 201, pp. 1053-1056

10.В.Н.Богомолов, М.В.Заморянская, В.И.Соколов «Способ получения кремниевых наноструктур» //Патент РФ №2153208 приоритет (19.07.1999)

11.Заморянская М.В. Письменный В.А., " Возможности диагностики дефектов ИАГ, легированного неодимом, методом локальной катодолюминесценции //Неорганические материалы 2000, Т.36, № 6, 749-753

12.Заморянская М.В.,Бураков Б.Е., "Исследование катодолюминесценции кристаллических фаз в образцах керамики на основе ZrO2-SiO2-CeO2", //Неорганические материалы 2000, Т.36, №8 стр.1011-1015

13.Burakov,B.E, Anderson,E.B, Zamoryanskaya M.V., Petrova,M.A., " Synthesis and Study of 239Pu-Doped Gadolinium-Aluminum Garnet Host Phase ", //Material Research Society Symposium Proceedings Scientific Basis for Nuclear Waste Management XXIII, 2000, Vol.608, 419-422

14.Banshchikov, A.G., Gastev, S.V., Ichida, M., Nakamura, A., Ofuchi, H., Sokolov, N.S., Tabuchi, M., (...), Zamoryanskaya, M.V. Luminescence spectra and structure of novel MnF2 heterostructures// Journal of Luminescence, 2000, 87, pp. 519-521

15.Dнaz-Guerra, C., Piqueras, J., Golubev, V.G., Kurdyukov, D.A., Pevtsov, A.B., Zamoryanskaya, M.V. Scanning tunneling spectroscopy study of silicon and platinum assemblies in an opal matrix// Applied Physics Letters 2000, 77 (20), pp. 3194-3196

16.C.Diaz-Guerra D.A.Kurdyukov, J.Piqueras, V.I.Sokolov, M.V.Zamoryanskaya., Defect and nanocrystal cathodoluminescence of synthetic opals infilled with Si and Pt //Journal of Applied Physics, 2001, V.89, N.5, с. 2720-2726.

17.В.Н.Богомолов, С.А.Гуревич, М.В.Заморянская, В.И.Соколов, А.А.Ситникова, И.Смирнова., "Образование нанокластеров кремния при модификации силикатной матрицы электронным пучком" //Физика твердого тела, 2001, №2, с. 357-35

18.M.V.Zamoryanskaya V.I.Sokolov A.A.Sytnikova., "Formation of silicon nanoclusters in silicon oxide using an electron beam " //Solid State Phenomena, 2001, V. 78-79 , с 349-356

19.Zamoryanskaya, M.V., Burakov, B.E. Feasibility limits in using cerium as a surrogate for plutonium incorporation in zircon, zirconia and pyrochlore// 2001 Materials Research Society Symposium - Proceedings 663, pp. 301-306

20.Burakov, B.E., Hanchar, J.M., Zamoryanskaya, M.V., Garbuzov, V.M., Zirlin, V.A. Synthesis and investigation of Pu-doped single crystal zircon, (Zr, Pu)SiO4 //Radiochimica Acta 2002, 90 (2), pp. 95-97

21.Zamoryanskaya, M.V., Burakov, B.E., Bogdanov, R.V., Sergeev, A.S. A cathodoluminescence investigation of pyrochlore, (Ca,Gd,Hf,U,Pu)2Ti2O7, doped with 238Pu and 239Pu 2002 Materials Research Society Symposium - Proceedings 713, pp. 481-485

22. Zamoryanskaya, M.V., Sokolov, V.I. Silicon nanoclusters in thermal oxide films on silicon Diffusion and Defect Data // 2002 Solid State Phenomena 82-84, pp. 613-616

23.M.V.Zamoryanskaya, V.I.Sokolov «Formation and Cathodoluminescence of Silicon Nanoclusters in Silica» //Material Research Society Symposia Proceeding. 2003, Vol.737, 481-487

24.Заморянская М.В., Петрова М.А., Егоров В.Ю, Исследование фазовых и структурных особенностей кристаллов LiYF4 локальными методами, //Журнал неорганической химии, 2003, Т.48, № 8, с. 1372-1380

25.Gadzhiev, G.M., Golubev, V.G., Zamoryanskaya, M.V., Kurdyukov, D.A., Medvedev, A.V., Merz, J., Mintairov, A., (...), Sharenkova, N.V. Fabrication and Optical Properties of Photonic Crystals Based on Opal-GaP and Opal-GaPN composites// 2003 Semiconductors 37 (12), pp. 1400-1405

26.Zamoryanskaya, M.V., Hanchar, J.M., Burakov, B.E., Garbuzov, V.M. Cathodoluminescence of Am3+ in zircon, (Zr,Pu,...)SiO 4, and garnet, (Y,Gd,...)3(Al,Ga,...)5O 12 2003 Materials Research Society Symposium - Proceedings 757, pp. 309-314

27.Бакалейников Л.А., Заморянская М.В., Колесникова Е.В., Соколов В.И., Флегонтова Е.Ю " Модификация диоксида кремния электронным пучком ", //ФТТ, 2004, T.46, N6, с. 989-994

28.Astrova, E.V., Borovinskaya, T.N., Perova, T.S., Zamoryanskaya, M.V. Quartz microtubes based on macroporous silicon 2004 Semiconductors 38 (9), pp. 1084-1087

29.Nazarova, T.A., Nazarov, M.V., Saparin, G.V., Obyden, S.K., Ivannikov, P.I., Dub, S.N., Zamoryanskaya, M.V. Investigation of cathodoluminescence from nanoindentation on magnesium oxide single crystals// 2004 Poverkhnost Rentgenovskie Sinkhronnye i Nejtronnye Issledovaniya (2), pp. 58-69

30.Nazarov, M.V., Jeon, D.Y., Kang, J.H., Popovici, E.-J., Muresan, L.-E., Zamoryanskaya, M.V., Tsukerblat, B.S. Luminescence properties of europium-terbium double activated calcium tungstate phosphor// 2004 Solid State Communications 131 (5), pp. 307-311

31.М.В.Заморянская, С.Г.Конников, А.Н.Заморянский., "Высокочувствительная система для катодолюминесцентных исследований к электронно-зондовому микроанализатору «КАМЕБАКС»" //Приборы и техника эксперимента, 2004, №3, с. 1-8

32.M.V.Zamoryanskaya, V.I.Sokolov, V.Plotnikov., " Cathodoluminescence study of Si/SiO2 interface structure " //Applied Surface Science V.234, I.1-4, 2004, р. 214-217

33.H.J. Fitting, T.Ziems, Roushdey Salh, M.V.Zamoryanskaya, E.V.Kolesnikova, B.Schmidt, A. von Czarnowski., " Cathodoluminescence of wet, dry and hydrogen-implanted " //Journal of Non-Crystalline Solids 351 (2005), р. 2251-2262

34.Geisler, T., Burakov, B., Yagovkina, M., Garbuzov, V., Zamoryanskaya, M., Zirlin, V., Nikolaeva, L. Structural recovery of self-irradiated natural and 238Pu-doped zircon in an acidic solution at 175°C // 2005, Journal of Nuclear Materials 336 (1), pp. 22-30

35.M.V.Zamoryanskaya, V.I.Sokolov., “The employment of cathodoluminescent method for characterization of silicon oxide-silicon interface ” //Solid State Phenomena V.108-109 (December 2005), р. 649-654

36.E.V.Kolesnikova, A.A.Sitnikova, V.I.Sokolov, M.V.Zamoryanskaya “Modification of silicon oxide by high energy electron beam” //Solid State Phenomena V.108-109 (December 2005) р. 729-734

37.Astrova, E.V., Borovinskaya, T.N., Perova, T., Zamoryanskaya, M.V. Silica micro tubes formed during the patterning of oxidized macroporous silicon// 2005, Physica Status Solidi C: Conferences 2 (9), pp. 3213-3217

38.Roushdey Salh, A. von Czarnowski, M.V.Zamoryanskaya, E.V.Kolesnikova, H.J. Fitting., Cathodoluminescence of SiOx under-stoichiometric silica layers, //Phys.stat.sol. (a) 203. N 8, 2006, р. 2049-2057

39.Zamoryanskaya, M.V., Burakov, B.E., Kolesnikova, E.V., Zuykov, M.A. Cathodoluminescence study of americium incorporation into calcite single crystals// 2006, Materials Research Society Symposium Proceedings 932, pp. 919-924

40.M.V.Zamoryanskaya and V.I.Sokolov., Cathodoluminescent study of silicon oxide/silicon interface» //Semiconductors, N4, P. 475-481, 2007

41.Roushdey Salh, LenaFitting, E. V.Kolesnikova, A. A.Sitnikova, M. V.Zamoryanskaya, B.Schmidt, and H.-J.Fitting., Si and Ge Nanocluster Formation in Silica Matrix, //Semiconductors N4, P. 530-534, 2007

42.Burakov, B.E., Garbuzov, V.M., Kitsay, A.A., Zirlin, V.A., Petrova, M.A., Domracheva, Ya.V., Zamoryanskaya, M.V., (...), Orlova, M.P. The use of cathodoluminescence for the development of durable self-glowing crystals based on solid solutions YPO4-EuPO4// 2007, Semiconductors 41 (4), pp. 427-430

43.A.N.Trofimov, M.A.Petrova, M.V.Zamoryanskaya « Cathodoluminescence properties of yttrium alluminium garnet doped with Eu2+ and Eu3+ ions» //Semiconductors N5, P. 397-403, 2007

44.M.V.Zamoryanskaya and V.I.Sokolov «Characterization of SiO2/Si Interface by Cathodoluminescent Method» //Solid State Phenomena, V.131-133, 2008, стр. 629-635

45.M.V.Zamoryanskaya, S.G.Konnikov «Local Cathodoluminescence study of the semiconductors and nanostructures» // Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2008, V.19, supplement 1, S363-365

46.М.В.Заморянская, С.Г.Конников «Новые возможности рентгеноспектрального микроанализа и локальной катодолюминесценции для диагностики многослойных структур и наноматериалов» //Заводская лаборатория, Т.74, специальный выпуск, 2008, стр.62-66

47.Трофимов А.Н., Заморянская М.В. «Характеризация излучающих центров в широкозонных материалах методом локальной катодолюминесценции на примере активированного европием иттроалюминиевого граната» //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2009, N1, стр.1-8 (постановка задачи, интерпретация результатов, написание статьи)

48.Бакалейников,ЛА; Домрачева,ЯВ; Заморянская,МВ; Колесникова,ЕВ; Попова,ТБ; Флегонтова,ЕФ. «Послойный рентгеноспектральный микроанализ полупроводниковых структур методом вариации энергии электронного зонда» // 2009, ФТП, т.43, 4 стр. 568-573

49.M.V.Zamoryanskaya «Cathodoluminescence of SiO2/Si system» // Solid State Phenomena V.156-158 (2010), pp.487-492

50.H.-J Fitting, L.Fitting Kourkoutis, R.Salh, E.V.Kolesnikova, M.V.Zamoryanskaya, A.von Czarnowski, B.Schmidt « Silicon Cluster Aggregation in Silica Layers» // Solid State Phenomena V.156-158 (2009), pp.528-533

51.Salh, R., Fitting Kourkoutis, L., Zamoryanskaya, M.V., Schmidt, B., Fitting, H.-J. Ion implantation and cluster formation in silica 2009 Superlattices and Microstructures 45 (4-5), pp. 362-368

52.Kolesnikova, E.V., Zamoryanskaya, M.V. Silicon nanoclusters formation in silicon dioxide by high power density electron beam 2009 Physica B: Condensed Matter 404 (23-24), pp. 4653-4656

53.Носов,ЮГ; Бахолдин,СИ; Крымов,ВМ; Заморянская,МВ; Колесникова,ЕВ; Домрачева,ЯВ «Тонкая структура граней и дефектность приповерхностных слоев профилированных кристаллов сапфира» // Изв. РАН, сер. физ., 2009,73, 10, стр. 1429-1435

54.Fitting, H.-J., Kourkoutis, L.F., Salh, R., Zamoryanskaya, M.V., Schmidt, B. Silicon nanocluster aggregation in SiO2:Si layers //2010, Physica Status Solidi (A) Applications and Materials 207 (1), pp. 117-123

55.Заморянская МВ; Иванова,Е.В, Ситникова,АА “Исследование процесса формирования наноразмерных кластеров кремния в диоксиде кремния при облучении электронным пучком”// 2011, ФТТ, т.53, 7 стр. 1399-1405