СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУР Российский патент 1998 года по МПК H01L23/34 

Описание патента на изобретение RU2105384C1

Изобретение относится к технологии получения наноструктур, в частности для фоточувствительных наноэлектронных устройств на основе соединений A2B6.

Известен способ получения наноструктур на основе соединений A2B6 путем высокотемпературного химического синтеза частиц соединения из оставляющих элементов в объеме пористой диэлектрической подложки [1].

Недостатками способа является его сложность и нестабильность получаемых структур, а свойства последних определяются только малостью размера частиц соединения.

Известен способ получения наноструктур на основе соединений A2B6 путем внедрения в пористую диэлектрическую подложку частиц нанометрового размера указанного соединения методом химической сборки [2].

Недостатком способа является нестабильность получаемых структур, а также то, что он позволяет реализовать только те свойства структур, которые определяются малостью размера частиц соединения. Квантовый выход фотолюминесценции для получаемых таким способом наноструктур не превышает 20-30%.

Техническим результатом изобретения является повышение стабильности оптических параметров наноструктур, содержащих частицы соединения A2B6, встроенные в пористые диэлектрические подложки и увеличение квантового выхода фотолюминесценции. Свойства структур определяются как малостью размера частиц соединения, так и свойствами границ раздела соединение A2B6/подложка.

Технический результат достигается тем, что в известный способ внедрения частиц соединения A2B6 в диэлектрическую подложку вводят очистку внешних и внутренних поверхностей подложки до атомарной чистоты и создание на полученных атомарно-чистых поверхностях переходного слоя из атомов внедряемого соединения A2B6, обеспечивающего структурную стабильность растущего на нем слоя соединения A2B6. Последний выращивают на поверхности переходного слоя, причем объем вещества соединения A2B6 в каждой поре не меньше двух объемов элементарной ячейки соединения A2B6 (для того, чтобы обеспечить формирование у частиц соединения A2B6 свойств объемного вещества A2B6). Структурная стабильность частиц нанометрового размера определяется выбором стехиометрии переходного слоя, согласно принципу объемно-структурного соответствия кристаллических решеток на границе раздела фаз. Условием стабильности является равенство суммарных атомных объемов на 1 см2 у атомов подложки и переходного слоя. Формирование переходного слоя с определенной стехиометрией на атомарно-чистой поверхности подложки позволяет избежать неконтролируемого изменения свойств наноструктуры, в частности, за счет окисления. Свойства наноструктур, получаемых таким способом, определяются как малостью размера частиц соединения A2B6, так и свойствами границ раздела соединение A2B6/подложка.

Пример 1. Подложку из пористого углерода отжигают при температуре более 1100 K в вакууме до формирования у нее атомарно-чистых внутренних и внешних поверхностей. Далее на ней методом молекулярного наслаивания (атомарно-слоевой эпитаксии) с использованием сероводорода и диметил кадмия формируют переходный слой из сульфида кадмия со стехиометрией, отвечающей условию равенства суммарных атомных объемов атомов углерода на 1 см2 поверхности подложки и 1 см2 поверхности переходного слоя. Переходный слой такого состава предотвращает протекание химических и структурных превращений в растущих на его поверхности частицах из CdS. Далее методом молекулярного наслаивания проводят рост частиц CdS нанометрового размера объемом не менее двух объемов элементарной ячейки соединения в каждой поре подложки. После роста частиц CdS проводят пассивацию внешней поверхности подложки, например, осаждением углеродной пленки нанометровой толщины, для предотвращения окисления при хранении наноструктуры на воздухе.

Предлагаемый способ обеспечивает стабильность оптических параметров получаемых наноструктур, в частности, интенсивности фотолюминесценции, а квантовый выход фотолюминесценции составляет не менее 70%.

Пример 2. На диэлектрической подложке, например из оксида цинка, формируют покрытие из коллоидных частиц этого же или иного соединения осаждением из раствора, содержащего акоголят металла A2 и диалкил B6. Полученное покрытие отжигают при температуре 800 K для удаления адсорбированных частиц и создания атомарно-чистой поверхности подложки. Далее методом молекулярного наслаивания с использованием сероводорода и диметилкадмия формируют переходный слой из сульфида кадмия со стехиометрией, отвечающей условию равенства суммарных атомных объемов атомов элементов A2 и B6 на 1 см2 поверхности подложки и 1 см2 поверхности переходного слоя. Переходный слой такого состава предотвращает протекание химических и структурных превращений в растущих на его поверхности частицах из CdS. Далее методом молекулярного наслаивания проводят рост частиц CdS нанометрового размера объемом не менее двух объемов элементарной ячейки соединения в каждой поре подложки. После роста частиц CdS проводят пассивацию внешней поверхности подложки, например, осаждением углеродной пленки нанометровой толщины, для предотвращения окисления при хранении наноструктуры на воздухе.

Предлагаемый способ обеспечивает стабильность оптических параметров получаемых наноструктур, в частности, интенсивности фотолюминесценции, а квантовый выход фотолюминесценции составляет до 80%.

Похожие патенты RU2105384C1

название год авторы номер документа
НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 1991
  • Портнов С.М.
  • Варламов О.И.
  • Зимин А.В.
  • Инкин В.Н.
  • Емельянов А.В.
RU2029394C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ НА МОП-ТРАНЗИСТОРАХ 1994
  • Ракитин В.В.
RU2100873C1
ДВУХЗАТВОРНАЯ МДП-СТРУКТУРА С ВЕРТИКАЛЬНЫМ КАНАЛОМ 1995
  • Ракитин В.В.
RU2106721C1
ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА С ДВУМЯ ТИПАМИ МОП-ТРАНЗИСТОРОВ 1994
  • Ракитин В.В.
RU2100874C1
НАКОПИТЕЛЬ ДЛЯ ПОСТОЯННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 1990
  • Емельянов А.В.
  • Портнов С.М.
RU2006968C1
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИБОР 1980
  • Емельянов Аркадий Владимировича
SU1840207A1
СТРУКТУРА МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК - ПЕРЕХОДНОЙ СЛОЙ ДИЭЛЕКТРИКА - ДИЭЛЕКТРИК 1986
  • Емельянов Аркадий Владимирович
  • Алехин Анатолий Павлович
  • Егоркин Владимир Васильевич
SU1840166A1
ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ ПРОВОДЯЩИХ ПОЛИМЕРОВ 1995
  • Корсаков В.С.
  • Максимов С.И.
  • Новожилов А.В.
  • Плавич Л.А.
  • Трутнев Н.Ф.
  • Кустов В.Л.
  • Самсонов Н.С.
  • Ефимов О.Н.
  • Скворцов А.Г.
  • Воронина В.А.
  • Сумина Е.В.
RU2089051C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ НА ПОДЛОЖКЕ 1996
  • Алехин А.П.
  • Мазуренко С.Н.
  • Маркеев А.М.
  • Науменко О.И.
RU2116686C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ БУФЕРНЫХ СЛОЕВ 1991
  • Веретенников В.А.
  • Емельяненков Д.Г.
  • Епихин В.Н.
  • Кузнецов С.В.
  • Мазаев А.А.
  • Махов В.И.
  • Семенов О.Г.
RU2006996C1

Реферат патента 1998 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУР

Использование: технология получения наноструктур на основе соединений A2B6, предназначенных, в частности, для изготовления фоточувствительных наноэлектронных устройств. Сущность изобретения: в способе получения наноструктур на основе соединений A26, включающем внедрение в пористую диэлектрическую подложку частиц нанометрового размера указанного соединения, сначала производят очистку до атомарного уровня внешних и внутренних поверхностей подложки, а затем на ней методом молекулярного наслаивания формируют переходный слой из атомов соединения A2B6 со стехиометрией, обеспечивающей объемно-структурное соответствие кристаллических решеток на границе раздела, после чего на поверхности переходного слоя выращивают слой из соединения A2B6 с объемом вещества в каждой поре не менее объема двух элементарных ячеек в кристаллической решетке соединения, а затем производят пассивацию внешней поверхности подложки.

Формула изобретения RU 2 105 384 C1

Способ получения наноструктур на основе соединений A2B6, включающий внедрение в пористую диэлектрическую подложку частиц нанометрового размера указанного соединения, отличающийся тем, что сначала производят очистку до атомарного уровня внешних и внутренних поверхностей подложки, затем на ней методом молекулярного наслаивания формируют переходной слой из атомов соединения A2B6 со стехиометрией, обеспечивающей объемно-структурное соответствие кристаллических решеток на границе раздела, а внедрение в пористую диэлектрическую подложку частиц нанометрового размера производят путем выращивания на поверхности переходного слоя слоя из соединения типа A2B6 с объемом вещества в каждой поре не менее объема двух элементарных ячеек в кристаллической решетке соединения, после чего производят пассивацию внешней поверхности подложки.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2105384C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Письма в ЖТФ
Циркуль-угломер 1920
  • Казаков П.И.
SU1991A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Письма в ЖТФ
Циркуль-угломер 1920
  • Казаков П.И.
SU1991A1

RU 2 105 384 C1

Авторы

Емельянов А.В.

Портнов С.М.

Рябоконь В.Н.

Самсонов Н.С.

Даты

1998-02-20Публикация

1994-09-27Подача