Collection of scientific papers “Surface”

В лабораторії працює 5 спеціалістів, серед них 3 кандидати наук, один провідний інженер та один технік. Співробітниками підрозділу опубліковано понад 30 наукових праць, захищено 1 кандидатська дисертація.

Напрямки досліджень

Структурна модифікація нанорозмірних багатошарових систем оптимізацією параметрів епітаксійного росту з метою розширення впливу міжзонних переходів на фоточутливість та фотоперетворення дослідних зразків.

Дослідження методами атомно-силової мікроскопії морфології експериментально отриманих зразків, їх електричних та оптичних властивостей. Аналіз дослідних даних для підготовки макетних зразків із заданими параметрами спектральних характеристик ансамблями квантових точок германію на грані Si(001).

Основні результати за останні роки

В структурах з нанокластерами (НК) Ge, які вирощені на шарі оксиду кремнію при низьких температурах, встановлено існування двох оптично індукованих усталених станів з більш високими і більш низькими значеннями поверхневої провідності, в порівнянні з рівноважним станом. Результат фотоіндукованих змін залежить від енергії фотонів із-за різних типів електронних переходів, які мають місце в Ge-НК/SiO₂/Si структурах. Залишкова фотопровідность спостерігається після збудження електрон-діркових пар в Si(001) підкладинки при міжзонному поглинанні в Si (рис. 1).

Доведено, що надлишкова провідність обумовлена просторовим розділенням носіїв струму макроскопічними полями в збідненому приповерхневому шарі Si. Міжзонні переходи в НК Ge створюють локалізовані дірки безпосередньо в Ge, що призводить до оптично індукованого просторового перерозподілу захоплених позитивних зарядів між рівнями міжфазної границі SiO₂/Si і локалізованих станів НК Ge, які підвищують зміну електростатичного потенціалу в підкладинці Si і, отже, зменшення поверхневої провідності при стаціонарному фотозбудженні. Отримані результати показують, що дірка захоплена на НК Ge і міжфазними станами, має значний вплив на поверхневий транспорт в структурах Ge-НК/SiO₂/Si. Встановлена можливість оптичного контролю перемикання між різними режимами системи провідності, яка може бути використана для конструкції пристроїв оптичної пам'яті (рис. 2).

Рис. 1. Спектри латеральної фотопровідності при 50 К: гетероструктур з НК Ge на поверхні SiO_x (крива 1); структури з НК Ge, модифікованої осадженням Si (крива 2); структури з шаром Si товщиною 25 нм осадженим на верхній частині НК Ge (крива 3).

Рис. 2. Зонна діаграма структури Ge-НК/SiO₂/Si. Стрілками показані міжзонні електронні переходи в с-Si і НК Ge (а); коливання електростатичного заряду в площині поверхні р-Si підкладинки (б).

Співробітники лабораторії

Козирєв Юрій Миколайович, кандидат фізико-математичних наук,

провідний науковий співробітник, тел.:+380(44) 5250930;

e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Варавка Олена Володимирівна, технік, тел.:+380(44) 4229660

Сидоренко Інна Григорівна, кандидат хімічних наук, старший науковий

співробітник, тел.:+380(44) 4229660; e-mail:   This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Скляр Василь Костянтинович, кандидат фізико-математичних наук,

науковий співробітник, тел.:+380(44) 5250930

Публікації останніх років

1. V.S. Lysenko, Y.V. Gomeniuk, S.V. Kondratenko, Ye.Ye. Melnichuk, Y.N. Kozyrev, C. Teichert Transport and photoelectric effects in structures with Ge and SiGe nanoclusters grown on oxidized Si (001) // Advanced Materials Research. – 2014. – T. 854, №11. – C. 11-19.

2. N.P. Garbar, V.N. Kudina, V.S. Lysenko, S.V. Kondratenko, Y.N. Kozyrev Effect of Ge-nanoislands on the low-frequency noise in Si/SiOx/Ge structures // Advanced Materials Research. – 2014. – T. 854, №21. – P. 21-27.

3. A.A. Mykytiuk, S.V.Kondratenko, V.S. Lysenko, Yu.N. Kozyrev Photocurrent spectroscopy of Ge nanoclusters grown on oxidized silicon surface // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. – 2014. – Vol. 9126: Nanophotonics. – P. 212-216.

4. V.S. Lysenko, S.V.Kondratenko, Yu.N. Kozyrev Photoexcitation and Recombination of Charge Carriers in Si/Ge Nanoheterostructures // Book chapter 19 in “Functional Nanomaterials and Devices for Electronics, Sensors and Energy Harvesting Engineering Materials” . - Springer International Publishing Switzerland, 2014. - Р.417-444.

5. Ю.Н.Козырев, М.Ю.Рубежанская, С.В.Кондратенко, Е.Е.Мельничук, В.К.Скляр, В.С.Лысенко. Новые гетероструктуры с нанокластерами Ge на поверхности SiOx высокой плотности: эффект оптической памяти и увеличения фоточувствительности // Наноструктурные системы и материалы: исследования в Украине. - Академпериодика, 2014. – С.198-202.

6. Ye.Ye. Melnichuk, S.V.Kondratenko, Yu. V. Hyrka, Yu.N.Kozyrev, V.S.Lysenko Photoconductivity mechanism in structures with Ge-nanoclusters grown on /Si(100) surface // Semiconductors Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics.– 2014.– v.17, №4.– P.331-334.

7. В.С. Лисенко, С.В. Кондратенко, Ю.Н. Козирев, М.Ю. Рубежанська, В.П. Кладько, Ю.В. Гоменюк, О.Й. Гудименко, Є.Є. Мельничук, G. Grenet, N.B. Blanchard. Морфологія та оптичні властивості нанокластерів Ge на окисленій поверхні Si(001) // УФЖ.- 2012.- Т. 57, № 11. - С.1132-1140.