Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english

CNAA / Teze / 2011 / martie /

Fabricarea şi studiul structurilor de dimensionalitate redusă în baza GaN


Autor: Volciuc Olese
Gradul:doctor în tehnică
Specialitatea: 01.04.10 - Fizica şi ingineria semiconductorilor
Anul:2011
Conducător ştiinţific: Ion Tighineanu
doctor habilitat, profesor universitar, Institutul de Matematică şi Informatică al AŞM
Instituţia: Universitatea Tehnică a Moldovei
CSS: DH 30-01.04.10-23.04.09
Universitatea de Stat din Moldova

Statut

Teza a fost susţinută pe 4 martie 2011 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 31 martie 2011

Autoreferat

Adobe PDF document0.72 Mb / în română

Cuvinte Cheie

GaN, nanostructurare, decapare fotolectrochimică, raze cu ioni focusaţi, nanopereţi, membrane, stabilitate radiaţională, senzori de gaze, catodoluminescenţă, fotoluminescenţă, spectroscopie Raman

Adnotare

Teza înaintată prezintă dezvoltarea litografiei cu sarcină de suprafaţă pentru fabricarea mezo- şi nanostructurilor în baza GaN. Tehnologia propusă este bazată pe înscrierea directă a defectelor structurale cu ajutorul fluxului de ioni pe suprafaţa nitrurii de galiu, ceea ce crează un strat de sarcină negativă care protejează materialul contra decapării fotoelectrochimice. Comparând litografia standartă urmată de decaparea în plasmă sau decaparea utilizând raze de ioni focusaţi pentru micro- şi nanostructurare, litografia cu sarcină de suprafaţă permite fabricarea micro- şi nanostructurilor cu profiluri înalte şi exclude necesitatea straturilor adiţionale în calitate de mască de protecţie pe suprafaţa GaN preliminar decapării. De asemenea, SCL este mult mai rapidă decât decaparea cu raze focusate de ioni, ca rezultat reducând expunerea materialului la fluxul de ioni şi a defectelor legate de această iradiere.

Utilizând tehnologia litografiei cu sarcină de suprafaţă este posibil de obţinut nanopereţi şi nanofire de GaN cu dimensiunile laterale mai mici de 100 nm şi a structurilor suspendate cu grosimea determinată de adâncimea proiectată a ionilor implantaţi.

Spectroscopia şi microscopia catodoluminescenţei au fost utilizate pentru a investiga proprietăţile optice ale microstructurilor de GaN fabricate prin iradierea cu ioni de Ar+ urmată de decaparea PEC. Imaginile monocromatice şi spectrul CL relevă intensificarea câtorva benzi de emisie legate de defecte într-o regiune de 10 μm în jurul fiecărei microstructuri. Emisia CL al nanocoloanelor este dominată de tranziţiile electronilor liberi din banda de conducţie la nivelele acceptorilor, în timp ce luminescenţa excitonică prevalează în restul straturilor decapate de GaN. Investigarea părţilor laterale ale microstructurilor relevă banda de emisie CL centrată la cca 3,41 eV atribuită excitonilor legaţi de defectele structurale, care este suprimată efectiv după decaparea PEC.

Utilizînd analiza PL şi RRS s-a demonstrat utilitatea tehnologiilor electrochimice de nanostructurare a GaN cu scopul mărirei stabilităţii radiaţionale. Fotoluminescenţa excitonică bandă-bandă domină spectrul de emisie a straturilor nanostructurate de GaN până la doze de 1012 cm-2, în timp ce luminescenţa este total atenuată în straturile iniţiale la această doză de iradiere. La doze mai înalte intensitatea liniilor RRS este mult mai mare în probele nanostructurate şi mecanismul RRS este diferit în comparaţie cu cel al probelor iniţiale. Mărirea stabilităţii la radiaţie a probelor nanostructurate cu un ordin în amplitudă este evidenţiată prin analiza PL şi RRS, ceea ce demonstrează potenţialul aplicabilităţii tehnologiei de nanostructurare la dezvoltarea dispozitivelor stabile la radiaţie.

Stabilitatea radiaţională şi chimică a GaN precum şi operarea la temperaturi înalte a stimulat elaborarea senzorilor de gaze în baza peliculelor nanostructurate de GaN. Senzorii manifestă sensibilitate înaltă faţa de CO. S-a demonstrat că expunerea acestor senzori la radiaţie cu ioni la energii înalte reduce semnificativ sensibilitatea, în timp ce tratamentul termic după iradiere duce la restabilirea sensibilităţii relative la cca 50 %, acest efect fiind dependent de doza de iradiere si temperatura de tratare termică.

Tehnologia SCL fără mască a fost implementată pentru fabricarea senzorilor de gaze în baza nanopereţilor de GaN capabili să detecteze gaze oxidative şi reducătoare. Este de asemenea demonstrat un procedeu tehnologic pentru majorarea sensibilităţii utillizând dote de Pt. Rezultatele principale ale tezei au fost publicate în 12 lucrări ştiinţifice.

Teza constă din introducere, patru capitole, concluzii generale şi bibliografie (204 titluri), fiind expusă pe 120 pagini conţinând 70 figuri şi 6 tabele.