ВЛИЯНИЕ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ АТОМОВ НА МЕХАНИЗМ РОСТА НАНОЧАСТИЦ КРЕМНИЯ презентация

ФИЗИКИ АН РУз
НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УЗБЕКИСТАНА
ИМЕНИ МИРЗО УЛУГБЕКА

СИН-нано-2012

17 – 21 июня 2012 г.
Москва – Дубна, Россия

*

ионов или молекул

Наночастица – это кластер, размер которого превышает 1 нм

*

(8-20 атомов) 0.3-0.6 нм

Большие кластеры
(20-100 атомов) 0.6 – 2.5 нм

*

связью.

Кремний - в виде микрочипов основа современных вычислительных и информационных систем.
Наноразмерные частицы кремния - проявляют люминесценцию в видимой области, которая отсутствовала в массивном кремнии
Область применения-дисплеи нового поколения и флуоресцентные зонды для получения биоизображений

*

геометрии и энергии связи малым и средних кластеров кремния с водородной пассивацией поверхности.

*

базируется на образовании нанокремния из силана или кремния в присутствии водородного газа и в среде инертного газа.

*

наночастиц в кремния в газофазных реакциях;

так как, неизвестно структура кирпичиков наночастиц - кластеров кремния в водородной среде

*

(черные шары) в оси кластеров. Справа зависимость энергии кластеров, приходящейся на один атом, от числа атомов в кластере.

Tereshchuk P.L., Khakimov Z.M., Umarova F.T., Swihart M.T. Growth Patterns of Silicon Clusters: Quasi-one-dimen-tional Clusters versus Diamond-like Clusters. //Phys. Rev. B. – New York, 2007. – V.76. – P.125418-1 – 125418-9.

*

состояниях

*

состояния, причем недостающий электрон компенсируется всеми атомами кластера. При этом, длина связи между атомами увеличивается что связано как с ростом вклада ион- ионного отталкивания между наведенными одинаковыми зарядами атомов, так и с уменьшением перекрывания электронных орбиталей и ослаблением связей

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАРЯДА И ДЛИНЫ СВЯЗЕЙ В КЛАСТЕРАХ SI2H4

*

атомов кремния идет образованием циклических конфигураций, причем, чем больше несвязанных электронов в кластере, тем больше вероятность образования циклов меньшего размера. Положительный заряд в кластере стабилизирует структуры с циклами меньшего размера.

Показано, что наличие положительного заряда в кластере влияет на его строение и зависит как от количества атомов кремния в кластере, так и от степени насыщенности кластера атомами водорода и величины положительного заряда. В кластерах Si3Hm треугольный цикл легко разрушается из-за большого углового напряжения, то в кластерах Si4Hm четырехугольная структура не нарушается.

Найдено, что переход из частично разветвленной структуры в компактную циклическую форму происходит при количестве 8 атомов кремния в кластере, т.е. в Si8H12 и в Si9H14 она уже приобретает алмазоподобную геометрию, которая далее сохраняется в больших кластерах.

Показано, что под влиянием частичной гидрогенизации поверхностных атомов кремниевых кластеров среднего размера, содержащих от 10 до 30 атомов, рост наночастиц происходит с образованием алмазоподобной структуры в отличие от чистых, негидрогенизированных кластеров Si, в которых преобладал квазиодномерный канал роста.

*

НМСС (тонкая линия).

*