- Использование ионно-плазменного источника с регулируемой энергией ионов аргона в диапазоне от 100 до 300 эВ и тока от 30 до 200 мкА, сопряженного с высоковакуумной ростовой камерой, при расстоянии «мишень - подложка» L = 3 - 4 см, углах падения пучка а = 50 - 55° обеспечивает распыление мишеней кремния, германия, асренида галлия и арсенида индия с регулируемыми скоростями от 0,07 до 0,5 МС/c при этом коэффициент потери ростового вещества не превышает: Rhss (Si) < 0,18; Rhss (Ge) < 0,16; Rhss(GaAs) < 0,12; Rlo(InAs) < 0,14, а однородность массопотока на поверхности 50 мм подложки будет не хуже: Runf (Si) < 4%, Runf (Ge) < 3%, Runf (GaAs) < 4%, Runf (InAs) < 4%.
- Воздействием сфокусированного электронного пучка с энергией 28 - 30 кэВ, диаметром 2 - 3 нм, током 45 - 50 мкА и локализацией порядка 8 - 10 секунд возможно получение прецизионных углеродных нанозондов для атомно-силовых микроскопов. При этом погрешность измерений в контактном режиме размеров наноостровков с основанием <з~ 10 - 50 нм, обусловленная эффектом конволюции, приближенно равна четверти радиуса закругления зонда.
- Используя сканирующую лазерную конфокальную микроскопию возможно определить коэффициент распыления полупроводниковых модельных материалов при углах падения пучка от 0 до 80° путем измерения объема, образующегося на поверхности мишени при бомбардировке ионами аргона с энергией ЕAr+ = 100 - 300 эВ кратера диаметром не более 1 мм.
- Бомбардировка низкоэнергетичным ионным пучком одно (Si, Ge) - и двухкомпонентных (GaAs, InAs) полупроводниковых мишеней приводит к аморфизации поверхности и образованию устойчивой во времени волнообразной структуры, упорядоченной перпендикулярно направлению падения пучка. Массопоток ростового вещества, полученный распылением двухкомпонентных мишеней модельных материалов, первоначально имеет состав Ga0,15As0,85, In0,3As0,7 и экспоненциально стремится к стехиометрическому состоянию с характерными для каждого материала временами релаксации.
- Увеличение ионного тока в интервале 7= 60 - 120 мкА при постоянной температуре подложки (TGe/Si = 400°C, IInAs/GaAs = 500°C) и энергии ионов аргона ЕAr+ = 150 эВ незначительно отражается на величине средних латеральных размеров островковых наноструктур Ge/Si (Dср ~ 18 нм) и InAs/GaAs (Dср ~ 15 нм). Наименьшая дисперсия a/Dср достигается при токе порядка 120 мкА: для hut-островков германия a/Dср ~ 25%, для /ш/-островков арсенида индия о/Др ~ 30%. Повышение ионного тока более 180 мкА нецелесообразно по причине значительного возрастания дисперсии размеров наноостровков: o/Dср(Ge/Si) ~ 40%, o/Dср(InAs/GaAs) ~ 50%, что делает их непригодными для создания фотоэлектрических устройств с промежуточной подзоной.
- Применение пучков для распыления полупроводниковых мишеней с током I= 120 мкА и варьируемой от 150 до 200 эВ энергией ионов позволяет при фиксированной температуре подложек (TGe/Si = 400°C, TInAs/GaAs = 500°C) вырастить массивы наноостровков Ge/Si и InAs/GaAs с латеральными размерами Aср(Ge/Si) ~ 18 нм, Dср(InAs/GaAs) ~ 15 нм и поверхностной плотностью />(Ge/Si) > 21011 см-2, />(InAs/GaAs) > 11011 см-2. При энергиях более 300 эВ поверхностная плотность увеличивается, однако средние размеры островков обоих типов материалов составляют порядка 35 нм, а дисперсия превышает 45%.
- Используя метод переходных матриц и квазидиффузионно-дрейфовую модель, возможно разработать согласующуюся с экспериментальными данными статическую модель однопереходного фотоэлектрического p-i-n преобразователя с промежуточной энергетической подзоной, позволяющую рассчитать электрическое поле в многослойной структуре, определить фототок, ток насыщения, ток короткого замыкания, напряжение холостого хода, коэффициент полезного действия и фактор заполнения.
- Внедрение в нелегированную область p-i-n фотоструктуры трехслойных вертикально-связанных массивов наноостровков с размерами 10 - 15 нм, разделенных 30 нм слоем матричного материала приводит к образованию промежуточной подзоны при этом ток короткого замыкания Ge/Si-устройства повышается на 0,2 мА/см2, InAs/GaAs-устройства устройства на 0,3 мА/см2, что достигается дополнительным поглощением инфракрасной области оптического излучения в диапазонах λ = 1000 - 1200 нм (Ge/Si) и λ = 900 - 1100 (InAs/GaAs).
А1. Чеботарев, С. Н. Наноструктуры AIVBIV и AIIIBV для устройств оптоэлектроники: монография / С. Н. Чеботарев, М. Л. Лунина, Д. Л. Алфимова. – Ростов н/Д: изд-во ЮНЦ РАН, 2014. – 275 с.
статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК
А2. Чеботарев, С. Н. Особенности формирования многослойных наноструктур Ge/Si при ионно-лучевой кристаллизации / С. Н. Чеботарев, A. С. Пащенко, Л. С. Лунин, В. А. Ирха // Письма в журнал технической физики. – 2013. –T. 39. – Вып. 16. – С. 30 – 37.
А3. Лунин, Л. С. Структура нанокластеров Ge на Si(001) при ионно-лучевой кристаллизации / Л.С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А.С. Пащенко // Неорганические материалы. – 2013. – Т. 49. – № 5. – C. 457 – 461.
А4. Лунин, Л. С. Взаимосвязь размеров квантовых точек в InAs-QD/GaAs со спектром фотолюминесценции / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, С. А. Дудников // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2013. – № 1. – С. 40 – 44.
А5. Лунин, Л. С. Ионно-лучевое осаждение фотоактивных нанослоев кремниевых солнечных элементов / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, Л. Н. Болобанова // Неорганические материалы. – 2012 – Т. 48. – № 5. – С. 517 – 522.
А6. Лозовский, В. Н. Получение и использование позиционных меток в сканирующей зондовой микроскопии / В. Н. Лозовский, С. Н. Чеботарев, B. А. Ирха, Г. В. Валов // Письма в журнал технической физики. – 2010. – Т. 36. – Вып. 16. – С. 12 – 17.
А7. Пащенко, А. С. Перенос носителей заряда в многослойных гетероструктурах арсенида галлия и индия с квантовыми точками, полученных ионно-лучевой кристаллизацией / А. С. Пащенко, С. Н. Чеботарев, Л. С. Лунин // Неорганические материалы. – 2015. – Т. 51. – № 3. – C. 243 – 247.
А8. Лунин, Л. С. Исследование фоточувствительных гетероструктур InAs/GaAs с квантовыми точками, выращенных методом ионно-лучевого осаждения / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев, Д. Л. Алфимова, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2011. – № 6. – С. 58 – 62.
А9. Лунин, Л. С. Фотолюминесценция гетероструктур i-GaxIn1-xAs/n-GaAs со стохастическим массивом квантовых точек InAs / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев, Д. Л. Алфимова, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Неорганические материалы. – 2011. – Т. 47. – № 8. – С. 907 – 910.
А10. Лозовский, В. Н. Методика получения нанометок и их применение для позиционирования в сканирующей зондовой микроскопии / В. Н. Лозовский, B. А. Ирха, С. Н. Чеботарев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2012. – Т. 78. – № 9. – С. 33 – 36.
А11. Чеботарев, С. Н. Моделирование зависимостей функциональных характеристик кремниевых солнечных элементов, полученных методом ионно-лучевого осаждения от толщины и уровня легирования фронтального слоя / C. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, М. Л. Лунина // Вестник Южного научного центра РАН. – 2011. – Т. 7. – № 4. – С. 25 – 30.
А12. Чеботарев, С. Н. Ионно-лучевая кристаллизация мультикаскадных фотогетероструктур с квантовыми точками InAs-QD/GaAs / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, В. А. Ирха, С. А. Дудников // Альтернативная энергетика и экология. – 2013. – № 6. – С. 65 – 70.
А13. Чеботарев, С. Н. Исследование фототока в солнечных элементах на гетероструктурах с массивом квантовых точек / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2013. – № 2. – С. 97 – 99.
А14. Чеботарев, С. Н. Моделирование вольтамперных и спектральных характеристик солнечных элементов InAs-QD/GaAs / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, В. А. Ирха, С. А. Дудников // Альтернативная энергетика и экология. – 2013. – №10. – С. 28 – 32.
А15. Лунин, Л. С. Ионно-лучевая кристаллизация нанокластеров Ge на Si(001) / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, М. Л. Лунина // Вестник Южного научного центра РАН. – 2012. – Т. 8. – № 2. – С. 9 – 12.
А16. Лозовский, В. Н. Скорость электронно-стимулированного осаждения углеродных квазиодномерных наноструктур / В. Н. Лозовский, С. Н. Чеботарев, В. А. Ирха // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2011. – № 4. – С. 131 – 135.
А17. Варавка, В. Н. Получение фотоактивных структур Si(n+)/Si(p)/Si(p+) методом ионно-лучевой кристаллизации / В. Н. Варавка, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, В. А. Ирха // Вестник Донского государственного технического университета. – 2013. – Т. 74. – № 5/6. – С. 77 – 83.
А18. Лозовский, В. Н. Моделирование массопереноса примесей при зонной сублимационной перекристаллизации в цилиндрической ростовой зоне / В. Н. Лозовский, С. В. Лозовский, С. Н. Чеботарев // Известия вузов. СевероКавказский регион. Технические науки. – 2006. – № 3. – С. 60 – 63.
А19. Лозовский, В.Н. Исследование краевого температурного эффекта при зонной сублимационной перекристаллизации / В. Н. Лозовский, С. В. Лозовский, С. Н. Чеботарев // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2007. – № 5. – С. 52 – 56.
А20. Лозовский, В. Н. Осаждение тугоплавких металлов на рельефные подложки методом зонной сублимационной перекристаллизации / В. Н. Лозовский, С. В. Лозовский, С. Н. Чеботарев, В. А. Ирха // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. – 2007. – № 4. – С. 68 – 70.
А21. Чеботарев, С. Н. Моделирование кремниевых тонкопленочных трехкаскадных солнечных элементов α-Si:H/μc-Si:O/μc-Si:H / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, Л. С. Лунин, В. А. Ирха // Вестник Южного научного центра РАН. – 2013. – Т. 9. – № 4. – С. 18 – 25.
А22. Лунин, Л. С. Формирование квантовых точек InAs на подложках GaAs методом ионно-лучевого осаждения / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев, Д. Л. Алфимова, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Вестник Южного научного центра РАН. – 2010. – Т. 6. – № 4. – С. 46 – 49.
патенты РФ
А23. Чеботарев, С. Н. Способ изготовления СЗМ-наносенсоров методом электронной стимуляции / С. Н. Чеботарев, В. А. Ирха // Патент РФ №2402022. – Заявл. 23.04.2009. – Опубл. 20.10.2011. – Бюл. №29.
А24. Лозовский, В. Н. Способ выращивания слоев оксида цинка / B. Н. Лозовский, С. В. Лозовский, Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, Ирха В.А., Пащенко А.С., Валов Г.В., Яковлев В.А. // Патент РФ №2384914. – Заявл. 08.10.2008. – Опубл. 20.03.2010. – Бюл. №8.
Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ
А25. Лунин, Л. С. Моделирование массопереноса однокомпонентных полупроводниковых материалов в процессе ионно-лучевого осаждения / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, Л. Н. Болобанова // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011614787 от 19.08.2011.
А26. Чеботарев, С. Н. Одномерная деконволюция АСМ-профиля полупроводниковых квантовых точек / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко,C. А. Дудников // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011618323 от 21.10.2011.
А27. Лозовский, В. Н. Моделирование массопереноса в процессе зонной сублимационной перекристаллизации / В. Н. Лозовский, Г. В. Валов,
С. В. Лозовский, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011616518 от 19.08.2011.
А28. Лунин, Л. С. Моделирование нагрузочных вольт-амперных и ватт-вольтовых характеристик фотоэлектрических преобразователей / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, Э. Е. Блохин, С. А. Дудников // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012614375 от 16.05.2012.
А29. Лунин, Л. С. Диффузионно-дрейфовая модель расчета энергетических зонных диаграмм электронно-дырочных переходов / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, С. А. Дудников // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012660218 от 14.11.2012.
А30. Чеботарев, С. Н. Моделирование функциональных характеристик высоковольтных интегральных трехпереходных солнечных элементов на основе поликристаллического и аморфного кремния / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, Э. Е. Блохин, В. А. Ирха // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013615008 от 27.05.2013.
А31. Чеботарев, С. Н. Моделирование вольтамперных характеристик мультикаскадных солнечных элементов на основе квантоворазмерных гетероструктур / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, В. А. Ирха // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013618954 от 24.09.2013.
А32. Чеботарев, С. Н. Моделирование роста и оптических характеристик полупроводниковых квантовых точек / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014610311 от 09.01.2014.
доклады, опубликованные в сборниках трудов научных конференций
А33. Лунин, Л. С. Получение методом ионно-лучевого осаждения структур GaAs с квантовыми точками InAs для фотоэлектрических преобразователей III поколения / Л. С. Лунин, И. А. Сысоев, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Материалы X межд. науч. конф. «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии», 17-22 окт. 2010 г., Ставрополь, Россия. – Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ. – 2010. – С. 153 – 155.
А34. Ирха, В. А. Кинетика электронно-стимулированного роста аморфных углеродных нановискеров и их геометрические особенности / В. А. Ирха, В. Н. Лозовский, С. Н. Чеботарев // Материалы межд. науч.-практ. конф. «Нанотехнологии функциональных материалов», 22-24 сент. 2010 г., Санкт-Петербург, Россия. – СПб.: Изд-во СПбПУ. – 2010. – С. – 219 – 220.
А35. Ирха, В. А. Физическая и математическая модели кинетики роста углеродных нановискеров при воздействии пучка высокоэнергетичных электронов /
B. А. Ирха, В. Н. Лозовский, С. Н. Чеботарев // Материалы межд. семинара «Физико-математическое моделирование систем», 26-27 нояб. 2010 г., Воронеж, Россия. – Воронеж: Изд-во ВГТУ. – 2010. – С. 119 – 126.
А36. Лунин, Л. С. Моделирование зарождения германиевых квантовых точек на кремнии при градиентной ионно-лучевой кристаллизации / Л. С. Лунин,
C. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, Л. Н. Болобанова, С. А. Дудников // Материалы XI межд. науч. конф. «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии», 22-27 апр. 2012 г., Ставрополь, Россия. – Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ. – 2012. – С. 139 – 141.
А37. Лунин, Л. С. Методы получения оптоэлектронных наноструктур / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, М. Л. Лунина // Материалы межд. науч. конф. «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии», 22-27 апр. 2012 г., Ставрополь, Россия. – Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ. – 2012. – С.14-26.
А38. Лунин, Л. С. Эволюция наноструктур германия на кремнии при ионно-лучевой кристаллизации / Л. С. Лунин, С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко, М. Л. Лунина // Труды межд. науч. конф. «Новые технологии в материаловедении, информационных системах, электронике, энергетике, экономике, экологии», 14-17 мая 2012 г., Кременчуг, Украина. – Кременчуг: Изд-во КУЭИТУ. 2012. – С. 20 – 22.
А39. Чеботарев, С. Н. Моделирование и анализ ионно-лучевой
кристаллизации квантовых точек германия на кремнии / С. Н. Чеботарев, Л. С. Лунин, А. С. Пащенко // Материалы межд. науч.-практ. конф. «Нанотехнологии функциональных материалов», 27-29 июня 2012 г. – СПб.: Изд-во политехн. ун-та. – 2012. – С. 790 – 792.
А40. Чеботарев, С. Н. Фотоэлектрические преобразователи на гетероструктурах с квантовыми точками / С. Н. Чеботарев, А. С. Пащенко // Материалы всерос. конф. «Физика полупроводников и наноструктур, полупроводниковая опто – и наноэлектроника», 11-12 окт. 2012 г., Новочеркасск, Россия. – Новочеркасск: Изд-во «Лик». – 2012. – С. 20 – 28.
А41. Чеботарев, С. Н. Ионно-лучевая кристаллизация нанокластеров Ge/Si / С. Н. Чеботарев // Материалы межд. симп. «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (анализ современного состояния и перспективы развития)», 2-6 сент. 2013 г., п. Лоо, Россия. – Ростов-на-Дону: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ. – 2013. – Вып. 2. – Т. 2. – С. 269 – 272.
А42. Лунин, Л.С. Ионно-лучевая кристаллизация наногетероструктур Ge-QD/Si для фотопреобразователей / Лунин Л.С., Чеботарев С.Н., Пащенко А.С., Лунина М.Л. // Материалы I межд. форума «Возобновляемая энергетика: пути повышения энергетической и экономической эффективности», 22-23 окт. 2013 г., Москва, Россия. – Москва: ОИВТ РАН. – 2013. – С. 261 – 265.
А43. Чеботарев, С. Н. Ионно-стимулированное формирование нанокластеров Ge/Si / С. Н. Чеботарев // Материалы III межд. симпозиума «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов», 2 – 6 сент. 2014 г., п. Лоо. – Ростов-на-Дону: Изд-во МАРТ. – 2014. – Т. 1. – C. 332 – 335.
А44. Чеботарев, С. Н. Особенности ионно-лучевой кристаллизации наногетероструктур InAs-QD/GaAs для фотопреобразователей с промежуточной энергетической подзоной / С. Н. Чеботарев, Л. С. Лунин, А. С. Пащенко, В. А. Ирха, М. Л. Лунина // Материалы II межд. форума «Возобновляемая энергетика: пути повышения энергетической и экономической эффективности», 10-11 нояб. 2014 г., Москва, Россия. – Москва: ОИВТ РАН. – 2014. – С. 440 – 444.