ИСТИНА

Исследование нанонитей карбида кремния оптическими методами К.К.Янситов Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, физический факультет, Москва, Россия Уникальные физико-химические свойства карбида кремния делают его чрезвычайно перспективным для применения в опто- и микроэлектронике [1]. Одним из наиболее перспективных методов получения карбида кремния считается его эпитаксия на подложках кремния [2], для которых полностью развита технология производства. Наноструктурирование карбида кремния (SiC) позволяет изменить его многие физические свойства, такие как механическую упругость по сравнению с объемным материалом [3]. К другим интересным свойствам наноструктур карбида кремния можно отнести наличие автоэлектронной эмиссии, порог и свойства которой сопоставимы с тем, что демонстрируют углеродные нанотрубки [4]. Эти и многие другие свойства делают наноструктуры карбида кремния крайне привлекательными для исследования. В данной работе исследовались наноструктуры SiC, полученные методом твердофазного превращения кремниевых нанонитей. Задачей исследования являлось детектирование оптическими методами наличия кристаллического SiC в исследуемых образцах, определение кристаллической модификации. В работе использовались оптические методы комбинационного рассеяния света (КРС), отражения в инфракрасном (ИК) диапазоне, генерация второй гармоники. Выполнено математическое моделирование спектров ИК отражения и КРС. В результате исследований образцов оптическими методами было обнаружено наличие кристаллической фазы SiC кубической модификации 3C. Полученные изображения на сканирующем электронном микроскопе показывают, что SiC формируется в виде отдельных нанонитей. Выполненное математическое моделирование позволяет определить концентрацию свободных носителей в образовавшихся нанонитях SiC. Дополнительный оптический метод генерации второй гармоники, зарегистрированный от нанонитей, подтверждает данные об образовании SiC. Тем самым были продемонстрированы достоинства оптических методов регистрации образовавшейся фазы SiC. Из рисунка видно, что в результате математического моделирования удалось добиться хорошего совпадения максимума полосы остаточных лучей и характера поведения кривой в области малых волновых чисел. Отклонение экспериментальных точек от теоретической зависимости в области больших волновых чисел можно объяснить дополнительным поглощением на химических связях в этой области. [1] A. Fissel. Phys. Rep. 379, 149 (2003). [2] S. Nishino, J.A. Powell, H.A. Will. Appl. Phys. Lett. 42, 460 (1983) [3] Wong E. W., Sheehan P. E. , and Lieber C. M. Nanobeam Mechanics: Elasticity, Strength, and Toughness of Nanorods and Nanotubes// Science 277(5334) 1971-1975 (1997). [4] Wu Z. S., Deng S. Z., Xu N. S. , Chen J. , Zhou J., Needle-shaped silicon carbide nanowires: Synthesis and field electron emission properties// Appl. Phys.Lett. 80, 3829 (2002).