Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время при исследовании поверхности полупроводников, в частности кремния, ее взаимодействия с различными атомами и молекулами широкое распространение получил кластерный подход. Его использование эффективно в связи с тем, что современные экспериментальные методы исследования структуры поверх нести кристаллов являются либо косвенными ( и поэтому допускают не однозначную интерпретацию), либо не обладающими достаточным разрешением. Квантовохимические кластерные расчеты поверхности часто проводятся в рамках метода Модифицированного пренебрежения двухатомным перекрыванием (ВДЦП). Среди полу эмпирических методов он яв ляется наиболее последовательным и позволяет получать достаточно корректные оценки энтальпий образования, геометрических параметров и дипольних моментов кластеров.
В последние годы наблюдается рост интереса к границе раздела 3i/si02 одному из основных структурных элементов в микроэлектронике. Этот интерес связан, в частности, с актуальной на сегодняшний їень задачей создания газочувствительных элементов-сенсоров на зенове современной технологии. Перспективным является использова-ше структуры Pd-Sio,-Si в качестве газочувствительного устройст-іа на водород.
Однако для достаточно полного исследования данной проблемы од-51Х экспериментальных методов оказывается явно недостаточно. Поэто іу изучение в кластерном приближении окисленной и неокисленной по-ерхности кремния, а также ее взаимодействия с атомами'водорода в вляется весьма актуальным.
Целью настоящей диссертационной работы является разработка раз ичных типов кластерных моделей границы раздела si(ni)/Si02 и не-
окислеішой поверхности (111) кремния. Моделирование на их основе в рамках полуэмпирического метода квантовой химии МШЩ переходного слоя на границе раздела Si(m)/sio2 с последующим решением прямой задачи рассеяния на кем рентгеновского излучения, а также изучение влияния хемосорбдаи водорода на структурные и электрические характеристики переходного слоя. Научная новизна
-
ВперБые в рамках полуэмпирического метода МПДП в кластерном прі ближений идентифицирован переходный слой на границе раздел; Si(111)/SiO^ определена его толщина и структурный состав.
-
Предложена микроскопическая мсдель переходного слоя на границі раздела sidn )/sio„. качественно обьяснящая экспериментальн наблюдаемую угловую зависимость приведенной интенсивности диф ракшонного рассеяния рентгеновских лучей на ней.
-
Дано подтверждение того, что при взаимодействии рентгеновски лучей с границей раздела si(m)/SiO„ атомы окисла, прилегают к кремниевой подложке, принимают участие в их когерентном расе янии.
д. Проведена классификация положений адсорбции водорода на грани: раздела Si(m )/Sio,, в зависимости от изменений: структурных электрических им обусловленных.
Практическая ценность диссертационной работы заключается в п лучении новой информации о структуре окислеішой поверхности кре ния. Эта информация может быть полезна при разработке новых воде дочувствителышх микроэлектрокных устройств. Полученные данные ъ гут быть использоеоны для интерпретации рчзличныхзкепериментов физике поверхности кремния. Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались
- xxxiv научной конференции М5ТИ (г. Москва, 1988);
- _1И Международном симпозиуме "Элементарные процессы и химичес
активность" (Чехословакия, 1989);
II Всесоюзном координационном совещании по квантовой химии ( г. Вильнюс, 1989);
Всесоюзном совещании-семинаре "Стереоэлектронные эффекты в соеди нениях непереходных элементов IV-YI групп (г. Анапа, 1989);
VIII конференции молодых ученых-химиков (г. Иркутск, 1990);
III Всесоюзном координационном совещании по квантовой химии ( г. Новосибирск, 1990);
Конференции по квантовой химии твердого тела (г. Рига, 1990); -Всесоюзной школе "Химическая физика гетерогенных процессов" ( п. Лазаревское, 1991);
Ill Украинском совещании-семинаре по квантовой химии (г. Красный Лиман, 1992)
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ, перечень которых приведен в конце автореферата. ' Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, че тырех глав основного содержания, заключения и списка литературы из наименований. Обьем диссертации составляет страницы, включая рисунка и таблицы.
