pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTUpimi-117Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsКРЕМНИЙ-ГЕРМАНИЕВЫЕ ПРИБОРНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕSILICON-GERMANIUM NANOSTRUCTURES WITH GERMANIUM QUANTUM DOTS FOR OPTOELECTRONIC APPLICATIONSМудрыйА. В.MudryiA. V.mudryi@physics.byМофиднахаиФ.MofidnahaiF.mudryi@physics.byКороткийА. В.KarotkiA. V.mudryi@physics.byДвуреченскийА. В.DvurechenskyA. V.mudryi@physics.byСмагинаЖ. В.SmaginaZh. V.mudryi@physics.byВолодинВ. А.VolodinV. A.mudryi@physics.byНовиковП. Л.NovikovP. L.mudryi@physics.byНаучно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению, г. МинскBelarusИнститут физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук, г. НовосибирскRussian Federation201224042015014450Copyright © Мудрый А.В., Мофиднахаи Ф., Короткий А.В., Двуреченский А.В., Смагина Ж.В., Володин В.А., Новиков П.Л., 20152015Мудрый А.В., Мофиднахаи Ф., Короткий А.В., Двуреченский А.В., Смагина Ж.В., Володин В.А., Новиков П.Л.Mudryi A.V., Mofidnahai F., Karotki A.V., Dvurechensky A.V., Smagina Z.V., Volodin V.A., Novikov P.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/117

Исследовано влияние технологических параметров (температура подложки, количество слоев Ge, ионная обработка) на оптические свойства Si/Ge наноструктур с квантовыми точками Ge. В спектрах комбинационного рассеянии света Si/Ge наноструктур наблюдались линии, связанные с Si-Si, Ge-Ge и Si-Ge колебательными модами. Обработка Si/Ge наноструктур в плазме водорода приводит к изменению спектральной формы и значительному увеличению интенсивности полосы люминесценции в области энергии 0,8 эВ, связанной с излучательной рекомбинацией неравновесных носителей заряда (электронов, дырок) на квантовых точках Ge, что важно для повышения квантового выхода люминесценции приборных структур, создаваемых на основе нанослоев Si и квантовых точек Ge.

Influence of technological parameters (temperature of substrate, number of Ge layers, ion treatment) on optical properties of Si/Ge nanostructures with Ge quantum dots have been studied. The Raman scattering lines related to the Si-Si, Ge-Ge and Si-Ge vibration modes have been detected in the Raman spectra of Si/Ge nanostructures. A significant enhancement of intensity of luminescence band at 0.8 eV related with radiative recombination on Ge quantum dots is observed after hydrogen-plasma ion treatment of Si-Ge nanostructures. It is important for increasing of the luminescence quantum efficienty of devices on the base of Si nanolayer with Ge quantum dots.

Si/Ge наноструктурыквантовые точки Geкомбинационное рассеяние светалюминесценциявнутренние напряженияSi/Ge nanostructuresGe quantum dotsRaman scatteringluminescenceinternal strainsReferencesГерасименко, Н.Н. Кремний – материал наноэлектроники / Н.Н. Герасименко, Ю.Н. Пархоменко. – М. : Техносфера, 2007. – 352 с.Герасименко, Н.Н. Кремний – материал наноэлектроники / Н.Н. Герасименко, Ю.Н. Пархоменко. – М. : Техносфера, 2007. – 352 с.Schmidt, O.G. Photoluminescence study of the initial stages of island formation for Ge pyramids/domes and hut clusters on Si (001) / O.G. Schmidt, C. Lange, K. Eberl // Appl. Phys. Lett. – 1999. – Vol. 75, № 13. – P. 1095–1097.Schmidt, O.G. Photoluminescence study of the initial stages of island formation for Ge pyramids/domes and hut clusters on Si (001) / O.G. Schmidt, C. Lange, K. Eberl // Appl. Phys. Lett. – 1999. – Vol. 75, № 13. – P. 1095–1097.Пчеляков, О.П. Кремний-германиевые наноструктуры с квантовыми точками: механизмы образования и электрические свойства / О.П. Пчеляков [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 2000. – Т. 34, № 11. – С. 1281–1299.Пчеляков, О.П. Кремний-германиевые наноструктуры с квантовыми точками: механизмы образования и электрические свойства / О.П. Пчеляков [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 2000. – Т. 34, № 11. – С. 1281–1299.Bruner, K. Si-Ge nanostructures / K. Bruner // Rep. Prog. Phys. – 2002. – Vol. 65. – P. 27–72.Bruner, K. Si-Ge nanostructures / K. Bruner // Rep. Prog. Phys. – 2002. – Vol. 65. – P. 27–72.Володин, В.А. Определение из данных спектроскопии комбинационного рассеяния света состава и деформаций в наноструктурах на основе GexSi1-x с учетом вклада геретрограницы / В.А. Володин [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 2007. – Т. 41, № 8 . – С. 950–954.Володин, В.А. Определение из данных спектроскопии комбинационного рассеяния света состава и деформаций в наноструктурах на основе GexSi1-x с учетом вклада геретрограницы / В.А. Володин [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 2007. – Т. 41, № 8 . – С. 950–954.Смагина, Ж.В. Самоорганизация наноостровков германия при импульсном облучении пучком низкоэнергетических ионов в процессе гетероэпитаксии структур Ge/Si (100) / Ж.В. Смагина [и др.] // ЖЭТФ. – 2008. – Т. 133, № 3. – С. 593–604.Смагина, Ж.В. Самоорганизация наноостровков германия при импульсном облучении пучком низкоэнергетических ионов в процессе гетероэпитаксии структур Ge/Si (100) / Ж.В. Смагина [и др.] // ЖЭТФ. – 2008. – Т. 133, № 3. – С. 593–604.Шкляев, А.А. Предельно плотные массивы наноструктур германия и кремния / А.А. Шкляев, М. Ичикава // Успехи физических наук. – 2008. – Т. 178. № 2. – С. 139–169.Шкляев, А.А. Предельно плотные массивы наноструктур германия и кремния / А.А. Шкляев, М. Ичикава // Успехи физических наук. – 2008. – Т. 178. № 2. – С. 139–169.Kolobov, A.V. Raman scattering from Ge nanostructures grown on Si substrates: Power and limitations / A.V. Kolobov // J. Appl. Phys. – 2000. – Vol. 87, № 6. – P. 2926–2930.Kolobov, A.V. Raman scattering from Ge nanostructures grown on Si substrates: Power and limitations / A.V. Kolobov // J. Appl. Phys. – 2000. – Vol. 87, № 6. – P. 2926–2930.Ray, S.K. Structural and optical properties of germanium nanostructures on Si (100) and embedded in high-k oxides / S.K. Ray [et al.] // Nanoscale Research Letters. – 2011. – Vol. 6, № 1. – P. 224-1–224-10.Ray, S.K. Structural and optical properties of germanium nanostructures on Si (100) and embedded in high-k oxides / S.K. Ray [et al.] // Nanoscale Research Letters. – 2011. – Vol. 6, № 1. – P. 224-1–224-10.Schmidt, O.G. Effects of overgrowth temperature on the photoluminescence of Ge/Si islands / O.G. Schmidt [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 77, № 16. – P. 2509–2511.Schmidt, O.G. Effects of overgrowth temperature on the photoluminescence of Ge/Si islands / O.G. Schmidt [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 77, № 16. – P. 2509–2511.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.