Новости

Спин-детектор планируется установить на оборудовании станции СКИФ первой очереди
Создание спинового триода — значительный шаг к вакуумной спинтронике — направлению электроники будущего

События
в актовом зале АК состоится Заседание Ученого совета ИФП СО РАН.
в актовом зале АК состоится Заседание Ученого совета ИФП СО РАН.
Во вторник, 24 декабря, в 15 часов в конференц-зале Административного корпуса состоятся защиты диссертаций...
в актовом зале АК состоится Заседание Ученого совета ИФП СО РАН.
12 ноября 2024 года Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН проводит традиционный конкурс стипендий для молодых ученых. Начало работы мероприятия — в 9:00, в конференц-зале административного корпуса.
в актовом зале АК состоится Заседание Ученого совета ИФП СО РАН.
Объявления
В четверг, 10.04.2025 в 15-00
состоится Институтский семинар (онлайн!)
Докладчик: Кубатаев Заур Юсупович
Структурно-динамические свойства и спектры комбинационного рассеяния света
композиционных ионных систем на основе перхлоратов щелочных металлов
В среду, 9.04.2025 в 10-00
в конференц-зале Административного корпуса состоится Институтский семинар
Докладчик: Емельянов Евгений Александрович
«Молекулярно-лучевая эпитаксия твёрдых растворов GaPxAs(1-x)(001) и InAsxSb(1-x)(001): формирование состава в подрешётке пятой группы»
На 22 апреля 2025 г. запланировано проведение Конкурса научных работ сотрудников ИФП СО РАН.
Желающим принять участие в конкурсе необходимо до 4 апреля 2025 г. предоставить ученому секретарю Института комплект документов
В среду, 19 марта 2025 в 10-00
в конференц-зале Административного корпуса состоится Институтский семинар
Докладчик: д.ф.-м.н., профессор РАН Сачков Михаил Евгеньевич директор Института астрономии РАН
«Ультрафиолетовая Вселенная: задачи и перспективы исследования»
Важное
Конкурс РНФ на получение грантов по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований под руководством зарубежных ведущих ученых»
Приём заявок продлен до 30.04.2025
Извещение
Конкурсная документация
Подробнее на сайте фонда
Конкурс на получение грантов РНФ по мероприятию «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований под руководством зарубежных ведущих ученых» (имеющие прикладной характер)
Приём заявок продлен до 30.04.2025
Извещение
Конкурсная документация
Подробнее на сайте фонда
Поступление в образовательные организации высшего образования
ГЕТЕРОЭПИТАКСИАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ В КАЧЕСТВЕ ФОТОПРИЕМНИКОВ
1. Начало пути
В 1963 году в США и в СССР появились работы, открывшие начало исследованиям в области физики и технологии гетеропереходов (ГП) - контакту двух разных материалов и их прикладного применения. Почти через сорок лет Герберту Крёмеру и директору Ленинградского Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе, академику Ж.И. Алферову за эти исследования была присуждена Нобелевская премия по физике.
Изначально считалось, что преимущество ГП перед обычными p-n-переходами заключается в возможности получения большого коэффициента инжекции в транзисторах, с одной стороны, и в возможности получения широкого спектрального диапазона фоточувствительности - с другой. Несколько позднее оказалось, что по ряду причин преимущество транзисторов на ГП невелико по сравнению с обычными, но возможность получения большого коэффициента инжекции открывает блестящие перспективы для получения полупроводниковых гетеролазеров с низкими пороговыми токами
Лаборатория № 3 в 1969-1970 гг. Слева направо: стоят - И. Марончук, А. Шерстяков, Ю. Марончук, В. Шумский,..., Б. Дерюгин; сидят-А. Антоненко, Э. Гудзь,С. Шипилова, В. Акимова
Исторически сложилось так, что в ЛФТИ исследования развивались с направленностью на гетеролазеры, а в нашем институте - Институте физики полупроводников - с направленностью на фотоприемники. Этот выбор определил и те гетеропереходы, которые исследовались: в ЛФТИ - AlGaAs/GaAs, а в ИФП - Ge/GaAs.
В ИФП исследования ГП начались в 1965 году и сосредоточились в лаборатории № 3, которой тогда руководил Ю.Е. Марончук.
Методы создания ГП в то время не отличались большим разнообразием: в основном, это была газотранспортная эпитаксия GaAs. Сотрудником лаборатории И.Е. Марончуком был разработан сначала йодидный, а затем хлоридный вариант газотранспортной эпитаксии арсенида галлия. Гомоэпитаксиальные пленки GaAs (т.е. выращенные на подложках GaAs) обладали хорошими параметрами, однако, свойства ГП сильно отличались от тех, которые мы ожидали. Для высокоомных подложек германия действительно наблюдался широкий спектральный диапазон фоточувствительности, но все остальные характеристики не только не превосходили, но и были хуже, чем у p-n-переходов в германии.
Оказалось, что в процессе эпитаксии через гетерограницу происходит взаимодиффузия компонентов подложки (Ge) и пленки (Ga и As), что обусловлено сравнительно высокой температурой процесса, и получить ГП в "чистом" виде невозможно. Необходимо было использовать метод, в котором температура эпитаксии была бы существенно ниже. Было ясно, что получение ГП в сверхвысоком вакууме (термин "молекулярно-лучевая эпитаксия" еще не существовал), который был нужен для обеспечения отсутствия окислов и чужеродных атомов на границе, может привести к желаемым результатам, однако беда была в том, что имевшиеся средства откачки обеспечивали давление на уровне не лучше, чем 10-5-10-6 торр.
К счастью, в 1969 году был сдан в эксплуатацию термостатированный корпус ИФП, и в Японии были куплены две сверхвысоко вакуумные установки с предельным вакуумом до 10-8 торр. Такой высокий для того времени вакуум обеспечивался применением масел для диффузионного насоса с низким давлением паров и криогенных ловушек. Одну из таких установок дирекция института выделила для работ по получению ГП Ge/GaAs.
С самого начала исследования ГП проводились комплексно. Это сейчас в каждой установке МЛЭ есть дифрактометр быстрых электронов, позволяющий in situ контролировать структуру растущей пленки. В то время такого оборудования не было, поэтому структура пленок после окончания процесса роста исследовалась методами электронографии на отражение, трансмиссионной электронной микроскопии и микродифракции.
В 1970 году силами сотрудников двух лабораторий (В.Н. Шумский, С.И. Стенин, О.И. Васин и Е.А. Криворотов) был представлен отчет по теме "Исследования структуры и электрофизических свойств гетеропереходов Ge/GaAs, полученных напылением германия в сверхвысоком вакууме", в котором были изложены основы этого метода.
Исследования зависимости структуры и электрофизических и оптических свойств пленок германия и ГП позволили определить диапазон температуры подложки, в котором пленки растут монокристаллическими с достаточно хорошей подвижностью, обратные токи ГП минимальны, а спектральные характеристики и фото ЭДС холостого хода в насыщении соответствуют теоретически рассчитанным значениям (~ 340 мВ).
Одновременно были получены зависимости этих величин от давления остаточных газов в вакуумной камере, откуда стало ясно, что для оптимизации свойств ГП вакуум нужно улучшать настолько, насколько можно, и использовать безмасляную вакуумную установку на основе магниторазрядных насосов "Норд", которая была изготовлена в СО РАН. Однако эту установку нужно было сначала снабдить источником для испарения германия. Из-за своей высокой химической активности при высоких температурах он буквально в считанные минуты "съедал" все тугоплавкие металлы. Мотором этой работы стал огромный энтузиаст получения ГП в вакууме, к огромному сожалению безвременно ушедший из жизни, Ю.Н. Погорелов. Он не имел конструкторского образования (заочно заканчивал в то время НГУ), но ясное понимание того, что нужно для постановки технологии ГП, его светлая голова и большая самоотдача позволяли ему твердой рукой направлять работу конструкторов. Для создания пучка германия была разработана оригинальная электронно-лучевая пушка с кольцевым катодом, позволявшая в широких пределах изменять скорость осаждения пленки.
Пожалуй, с этого времени начинается работа по созданию технологии роста ГП Ge/GaAs, пригодных для изготовления фотоприемников (ФП) и, что самое главное, линеек фотоприемников.
Ю.Н. Погорелов
Для того, чтобы ФП имели максимальную чувствительность и могли эффективно работать в системах поиска и обнаружения слабоизлучающих объектов и слежения за ними, время жизни неравновесных (созданных излучением) носителей заряда должно быть (если не рассматривать регистрацию коротковременных процессов) как можно больше. Этому требованию удовлетворяют объемный германий и кремний, и на их основе были изготовлены отличные одиночные ФП. Но задачи поиска и обзора с использованием одиночного ФП решаются крайне неэффективно. Для таких задач абсолютно необходимо иметь линейки, а еще лучше, матрицы ФП. И тут большое время жизни становится нежелательным, т. к. неравновесные носители заряда диффундируют в плоскости изображения и дают очень размытую картину. Так что, если даже объект, за которым ведется наблюдение, фокусируется в точку, то сигнал от следящей системы поступает по многим каналам, и координаты объекта определяются с недопустимой для практических требований ошибкой. Возможности разделения тонкой плёнки германия на всю толщину с помощью фотолитографии и химического травления решили эту проблему.
2. Трехспектральное устройство для селекции объекта
Результаты работ в этой области в то время не могли быть опубликованы в открытой печати, но и по "закрытым каналам" нашлись заинтересованные лица, и где-то в 1973-74 году к нам обратились представители одного из предприятий Миноборонпрома с предложением поставить НИР по изготовлению линейки ФП с очень высокими параметрами. Такую линейку ФП предполагалось использовать в головке самонаведения снарядов класса "земля-воздух". Одним из главных идеологов использования именно линеек ФП был Р.И. Банкгальтер, который вместе со своими более молодыми сотрудниками В.И. Семеновым и Е.А. Алексеевым побывал на многих предприятиях и научных учреждениях, пытаясь найти исполнителя данной работы. В конце концов они вышли на наш институт, а так как мы в то время были молоды, неудач по причине отсутствия серьезного опыта во взаимодействии с промышленностью не допускали, сама работа была очень интересна, то мы и согласились за нее взяться. Так возникла НИР "Гетер", которая была заказана (видимо, для профессионального контроля) не организацией, непосредственно заинтересованной в линейках ФП, а НИИ Прикладной физики (ныне "Орион", г. Москва), который в то время по праву считался головной организацией в части всех ФП.
Эта НИР с 1975 г. выполнялась в лаборатории № 3, которой руководил И.Г. Неизвестный, руководителем НИР был я. В выполнении НИР участвовало вместе с двумя стажерами-исследователями пять сотрудников этой лаборатории № 3 и небольшое число сотрудников других лабораторий, обеспечивающих электронографические и электронно-микроскопические исследования, а также проектирование и изготовление фотошаблонов.
В 1977 году НИР была успешно выполнена. В ходе ее выполнения были найдены оригинальные решения, которые позволили получить обнаружительную способность на длине волны максимальной чувствительности (около 0,8 мкм) на уровне (1-3)1012 см.Гц0,5/Вт и с величиной оптоэлектронной связи между элементами линейки не более 30-35 дБ при зазоре между элементами 20 и размерами элементов 80×80 мкм.
И в то время эти результаты находились, и сейчас находятся на высоком, как принято говорить, на мировом уровне и были достигнуты потому, что в наших ФП достигался эффект внутреннего усиления. В ходе выполнения работы у зав. лаб. И.Д. Анисимовой, которая курировала нашу работу в НИИ ПФ, возникли сомнения в достоверности получения столь высоких результатов.
К нам в институт приехал специалист по измерению параметров ФП, чтобы убедиться, не допустили ли мы где-нибудь ошибку. Оказалось, что ошибки нет, названные нами параметры правильны и, таким образом, впервые для ГП Ge/GaAs (и, насколько мне известно, для ГП вообще) была получена линейка ФП с параметрами, удовлетворяющими высочайшим запросам промышленных потребителей.
Директор ИФП академик А.В. Ржанов и В.Н. Шумский демонстрируют президенту Академии Наук СССР академику Александрову линейки фотоприемников на основе ГП.
Впоследствии за эту работу И.Г. Неизвестный, С.П. Супрун (бывший стажер-исследователь, а ныне заведующий нашей лабораторией) и я получили первую премию СО АН СССР на конкурсе работ по спецтематике.
Итоги выполнения НИР вдохновили наших главных заказчиков (Р.И. Банкгальтера и его команду) на дальнейшее развитие работы. Теперь они хотели получить не одну, а целых три линейки, каждая из которых была бы чувствительна в своем спектральном диапазоне, а все вместе они бы решали (после, разумеется, соответствующей обработки сигналов) задачу распознавания цели на фоне естественных и искусственных помех. Кроме того, должен был быть создан корпус, вписывающийся в реальную конструкцию снаряда и существовавшую дроссельную систему охлаждения. Понятно, что такую работу можно было выполнить только большими силами, поэтому к выполнению сначала НИР, а потом НИОКР присоединились коллективы лабораторий, которыми руководили Г.Л. Курышев и Н.Н. Герасименко и, что самое главное, к работе подключились два отдела СКТБ СЭ и АП. Неоценимую роль в координации работы сыграл заместитель директора ИФП и директор СКТБ СЭ и АП К.К. Свиташев.
Линейки ФП должны были обладать чувствительностью в трех спектральных диапазонах: видимом (0,6-0,9 мкм), ближнем ИК (3-5 мкм) и дальнем (8-12 мкм). Для первого диапазона мы использовали линейки ФП Ge/GaAs, для второго - линейки ФП на основе InSb, а для третьего - линейки на основе твердых растворов халькогенидов свинца и олова - PbSnTe. Над созданием линейки ФП на основе InSb работала лаборатория Г.Л. Курышева, а за разработку технологии получения ФП на основе PbSnTe взялась наша лаборатория.
Сотрудники лаб. № 3 В.А.Гайслер, С.П. Супрун
Начинать нужно было с методов получения пленок PbSnTe, и по традиции был избран метод напыления в сверхвысоком вакууме, который в то время уже получил более весомое название - метод молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ). На специальное конструкторско-технологическое бюро было возложено также изготовление микросхем предварительной обработки сигнала (МПОС). Эти работы шли под руководством сначала В.А. Болдырева (позже он перешел на работу в нашу лабораторию), а потом П.П. Добровольского. Работа шла довольно тяжело, что и неудивительно: требования были очень высокие. В результате у нас получилось вот что.
Фотография 3-спектрального фотоприемного устройства. Линейка видимого диапазона размещена в верхней не охлаждаемой части корпуса, а две линейки ИК-диапазона -в нижней, охлаждаемой. Излучение (белые стрелки) падает на светоделитель. Снизу (черная стрелка) производится охлаждение линеек ИК-диапазона. Диаметр корпуса составляет 21 мм, а высота - 20,5 мм
В разработанном устройстве светоделитель пропускает излучение только с длиной волны более 1 мкм, которое попадает на линейки приборов с зарядовой инжекцией (ПЗИ) на основе InSb (лаб. № 14 Г.Л. Курышев) и p-n-переходов на основе PbSnTe. Отраженное излучение с длинами волн меньше 1 мкм попадает на линейку видимого диапазона (ГП Ge/GaAs.)
Размеры чувствительных элементов каждой линейки составляют 50×50 мкм, а расстояние между ними - 10 мкм.
Линейки ИК-диапазона собираются планарными плоскостями друг к другу, и освещение на ПЗИ ФП на основе InSb производится через прозрачный в этом диапазоне BaF2, на котором сформирована линейка p-n-переходов на основе PbSnTe. На момент окончания разработки трехспектрального ФП (1984 г.) в СССР точно не существовало изделий подобного класса и почти наверняка их не было и рубежом.
3. Фотоприемные устройства для "холодного" космоса
В последующие 4-5 лет шла интенсивная разработка технологии молекулярно-лучевой эпитаксии пленок PbSnTe не только на подложках BaF2, но и на германии, антимониде индия, кремнии. Значительно нам помогло то обстоятельство, что во Франции была куплена установка МЛЭ "Riber-500". По своим вакуумным характеристикам эта установка была не лучше, чем те отечественные, на которых мы работали, более того, из-за ограничений, наложенных "КОКОМ", французы продали ее нам как аналитическую камеру, даже без блока источников. Но именно полученная таким образом возможность доукомплектования установки оже-анализатором и системой развертки пучка электронов дифрактометра была тогда для нас очень важным обстоятельством.
На этой же установке нами был запущен новый метод рентгеноспектрального анализа в процессе роста пленки, на который О.И. Васин, И.Г. Неизвестный и я получили авторское свидетельство. Суть метода заключалась в том, что под воздействием пучка электронов дифрактометра атомы растущей пленки испускали, характеристическое излучение, которое регистрировалось кремниевым анализатором, способным распределить кванты излучения по энергетическим каналам. Анализируя полученный спектр можно было in situ определять состав растущей плёнки.
В результате, в 1987-1989 гг. мы выполнили большую НИОКР по передаче технологии МЛЭ пленок PbSnTe на одно из предприятий МОП. Однако с точки зрения разработки ФП полного удовлетворения у нас не было. Хотя параметры отдельных ФП – p-n-переходов на основе PbSnTe были достаточно хорошими, однородность элементов в линейках была не очень высокой, и основной причиной были несовершенные монокристаллические подложки BaF2. Наши планы стали потихоньку корректироваться в сторону разработки технологии роста пленок PbSnTe на Si с последующим созданием "монолитных" ФПУ, в которых каждый чувствительный элемент линейки или матрицы непосредственно контактирует с микросхемой предварительной обработки сигнала, изготовленной на Si. По-видимому, так бы все и произошло, но примерно в это время К.К. Свиташев согласовал с Генеральным заказчиком программу "Фотоника", в которой, помимо прочих, были и обязательства разработать многоэлементные ФПУ для дальнего ПК-диапазона, которые должны были работать на борту космических аппаратов. В соответствии с требованиями заказчика и предложениями Института космических исследований (ИКИ РАН) ФПУ должны были работать в составе ИК-телескопа и осуществлять наблюдения за излучением слабонагретых источников. Так как это излучение весьма мало, то обнаружительные характеристики ФП должны были быть чрезвычайно высокими. Это означало, что, во-первых, рабочая температура приемников должна была быть как можно более низкой, вплоть до температуры жидкого гелия (4,2 К), а, во-вторых, фон - постороннее излучение - должен быть минимален. Иначе говоря, "смотреть" фотоприемники должны были на "холодный" космос, но никак не на Землю.
Здесь нужно сделать небольшое отступление. В 70-х годах прошлого века твердый раствор Pb1-xSnxTe<In> изучался довольно интенсивно учеными Ленинграда и Москвы, главным образом, с точки зрения необычного поведения при легировании индием. В 1981 году в лаборатории ФИАН под руководством академика Б.М. Вула и практически одновременно в МГУ под руководством профессора Н.Б. Брандта было обнаружено, что при гелиевых температурах Pb1-xSnxTe<In> обладает огромной фоточувствительностью. Признаться, когда я прочел статью Б.М. Вула с сотрудниками, в которой было сказано, что образец, находящийся в металлическом экранированном криостате, изменяет свое сопротивление при включении лампы, находящейся вне криостата, я отнесся к этому довольно легкомысленно и в узком кругу позволил себе посмеяться. Однако, как это скоро выяснилось, смеяться здесь было нечему. Именно так вели себя образцы Pb1-xSnxTe<In> и у нас: излучение проходило через малейшие, невидимые щели, проходило в местах ввода контактов и, забегая вперед, скажу, что нам понадобилась большая работа по созданию криостата с малой фоновой нагрузкой.
Когда наша лаборатория включилась в исследования этого материала, прошло уже 10 лет с момента обнаружения аномально высокой чувствительности, была опубликована масса работ, но, тем не менее, нам удалось найти свою нишу. Дело заключалось в том, что практически все исследования были выполнены на "объемных" монокристаллических образцах, а выращивать монокристаллы Pb1-xSnxTe<In> - занятие не для слабонервных: рост продолжается неделями по строгой температурно-временной диаграмме. У нас, как я уже говорил, МЛЭ пленок Pb1-xSnxTe была разработана, и для получения нужного материала осталось только суметь залегировать пленки индием.
Так мы взялись за НИР "Фотоника-5", которая включала в себя получение пленок Pb1-xSnxTe<In> с параметрами, обеспечивающими регистрацию ультраслабого излучения на фоне "холодного" космоса, разработку конструкции многоэлементных (линейчатых и матричных) фотоприемников, разработку схем предварительной обработки сигнала (мультиплексоров) на кремниевых пластинах, работающих при гелиевых температурах, сборку ФПУ и, наконец, конструирование и изготовление измерительного стенда с малым уровнем фоновых засветок.
На момент начала работы за рубежом для решения подобных задач использовались примесные кремниевые и германиевые фоторезисторы и кремниевые BIB - структуры на основе: Si:Ga (до 16 мкм), Si:As, Sb, Р (до 25 мкм), Ge:B: (до 45 мкм) и Ge:Ga (150 мкм). Дискретные фотосопротивления таких типов применялись, например, в инфракрасном астрономическом спутнике IRAS. Работа; температура ФП составляла около 3-4 К, а их пороговая чувствительность лежала в пределах 2×10-17 - 1.5×10-16 Вт/Гц0,5.
Моим заместителем (ответственным исполнителем работы) стал А.Э. Климов, который со студенческих лет был связан с нашей лабораторией: после окончания НГУ он сначала был стажером-исследователем, потом аспирантом, м.н.с., с.н.с. и ведущим сотрудником. Пожалуй, самое главное, что он тогда вложил в работу - разработал и изготовил "холодный" стенд для измерения параметров наших фоторезисторов. Такого стенда в СССР тогда не существовало и не думаю, что он существует сейчас в РФ.
А.Э. Климов в предвкушении радости измерения любимых фотоприемников на основе СОТ<1п> в жидком гелии
Руководителем группы по получению пленок Pb1-xSnxTe<In> был О.И. Васин - высококлассный специалист, который, к глубокому сожалению, не сумел вынести того отношения к науке, которое сложилось в 90-е годы, и ушел от нас в 1995 году в частный бизнес.
О.И. Васин рядом с установкой МЛЭ
При легировании пленок СОТ индием непосредственно в камере МЛЭ возникли трудности, связанные с получением высокой однородности состава пленки и уровня легирования. Поэтому было проведено изучение влияния диффузионного отжига на свойства плёнок, полученных МЛЭ, и определение пределов применимости такого отжига.
Центром этого направления была (и осталась) прекрасный технолог, которая не только знает химические процессы, протекающие в реакторе, но и ощущает их неведомыми другим чувствами - Л.Ф. Васильева.
И, вообще, мне кажется, что лучшие технологи - женщины. Может быть даже, справедливо, что лучшие женщины - технологи; по крайней мере, нашей лаборатории с женщинами повезло. Каждая из них - большая мастерица своего дела. В.В. Солдатенкова обеспечивает все работы по фотолитографии, А.И. Антоненко - наш собственный "левша" - она выполняет все работы, связанные с созданием контактов на площадках, которые не во всякий микроскоп и увидишь. А.Ф. Давыдова отвечала за напыление металлов, а П.В. Крамер обеспечивает сотрудников лаборатории всем необходимым. В.Н. Шерстякова не только проводит измерения фотоэлектрических характеристик, но и, являясь руководителем аспирантуры, выбирает для всего института наиболее способных студентов.
Используя комплексную технологию, включающую в себя выращивание пленок PbSnTe<In> на подложках BaF2, методом МЛЭ и их последующий диффузионный отжиг в газовой фазе определенного состава, можно было получить материал желаемого состава с заданными параметрами, т. е. с заданной величиной темнового тока и чувствительности. Выбор параметров пленки осуществлялся, главным образом, исходя из согласования их с параметрами мультиплексора: заряд, накопленный в ячейке мультиплексора, при протекании темнового тока в течение времени накопления не должен был превышать определенного уровня.
Сидят (слева направо): Л.Ф. Васильева, В.Н. Шерстякова, А.Ф. Давыдова. Стоят: ЕЛ. Молодцова, А.И. Антоненко, П.В. Крамер и В.В. Солдатенкова
Разработкой мультиплексоров занимались сотрудники двух лабораторий: под руководством А.А. Французова и Е.И. Черепова.
А.А. Французов Е.И. Черепов А.Г. Клименко
Мультиплексоры у них были разные, но самое главное - они отлично работали в области рабочих температур от 4,2 до 25 К. Сам по себе этот факт может быть правильно оценен по вопросу, заданному сотрудником одной солидной московской организации на конференции в Новосибирске в 2003 году, т. е. 10 лет спустя: "А вы действительно сделали мультиплексоры, которые работают при гелиевых температурах?"
Сборка линеек фоторезисторов и мультиплексоров велась в лаборатории под руководством А.Г. Клименко - это была штучная работа, от качества которой зависели все предыдущие усилия. Для создания ФПУ была разработана методика микросборки с помощью холодной сварки под давлением на индиевых микростолбах при комнатной температуре.
Линейчатый фотоприёмник размером 2×128 элементов и 4 кремниевых мультиплексоров размещался на ситалловой плате размером 18×48 мм² лицевой поверхностью вверх, что обеспечивало свободное попадание излучения на фотоприемные площадки и свободный доступ к контактным площадкам мультиплексора, предназначенным для подведения постоянных и переменных управляющих напряжений.
Собранный модуль линейчатого фотоприемного устройства. В центре находится вертикально расположенная линейка фотоприемников, справа и слева к которой с помощью полиамидных шлейфов подсоединены 4 кремниевых мультиплексора
Поскольку фоточувствительные элементы в данном случае полностью электрически изолированы друг от друга, то оптоэлектронная связь между ними сведена к минимуму и определяется, в основном, бликами (вторичным отражением регистрируемого излучения) внутри конструкции, в которой размещается ФПУ.
Таким образом, мы осуществили разработку высокочувствительных линейчатых и матричных ИК-фотоприемных устройств для спектрального диапазона 6-25 мкм. Высокие пороговые характеристики этих ФПУ (Рпор<10-18 Вт/Гц1/2) позволяют использовать их для решения ряда астрофизических задач. Вместе с ИКИ РАН мы разработали проект инфракрасного обзора неба с широкоугольным охлаждаемым телескопом на солнечно-синхронном искусственном спутнике Земли "НИКА-И", где в качестве ИК-детекторов предполагалось использовать указанные ФПУ. Однако тезис о том, что в стране денег нет, распространился и на этот проект. Наши ФПУ в космос не полетели.
Но результаты этой работы, тем не менее, были высоко оценены научной общественностью. Цикл исследований - "Открытие, экспериментальное и теоретическое исследование нового класса фоточувствительных полупроводниковых материалов", соавторами которого вместе с учеными ФИАН, МГУ и Санкт Петербургского технического университета были И.Г. Неизвестный и В.Н. Шумский, был удостоен Государственной премии РФ за 1995 год.
В.Н. Шумский и И.Г. Неизвестный в гостях у А.В. Ржанова после получения Государственной премии в 1995 году. Ученики пришли поблагодарить Учителя
Воспоминания 1990-х
Десятилетний период с 1998 года в финансовом отношении был достаточно сложным, поэтому коллективу лаборатории пришлось принять участие в самых различных исследовательских программах. Одной из самых интересных научных работ была тема, связанная с изучением возможности использования слоев твердого раствора Pb1-xSnxTe<In> в качестве среды для обменного взаимодействия кубитов на основе атомов фосфора (31Р), имплантированных в матрицу кремния. Исследование проводилось в рамках программы «Квантовый компьютер и квантовые вычисления», возглавляемой академиком К.А. Валиевым, а в нашем институте эти работы были инициированы И.Г. Неизвестным. Сама идея применения соединения в подобных целях была предложена В.Н. Шумским, который, безусловно, является экспертом в этом материале. Дело в том, что в твердом растворе Pb1-xSnxTe<In> с х≅0.22 при низкой температуре происходит переход из «металлического» состояния в «диэлектрическое». В диэлектрическом состоянии концентрация свободных носителей заряда чрезвычайно низкая и на практике определяется фоновыми засветками. Например, для образца с х = 0.24 экспериментально измеренное удельное сопротивление при Т ≅ 4.2 К превышало 5·1012 Ом×см, что для подвижности даже 100 см²×В×с соответствовало концентрации электронов не более 104 см-3. Это гарантировало низкую вероятность возбуждения примесных центров. Кроме того, эффективная масса электрона в теллуриде свинца составляет 0.05 m0 (в твердом растворе значение эффективной массы близко к указанному значению), а диэлектрическая проницаемость ε≅400. Таким образом, радиус боровской орбиты электрона в Pb1-xSnxTe<In> оказывается примерно в 8000 раз больше, чем в атоме водорода. Это означает, что при «вытягивании» из матрицы кремния в подобную среду, например путем электростатического воздействия, волновых функций электронов, «сидящих» на донорных центрах 31Р с интервалом порядка микрона, наблюдалось бы их перекрытие. Продемонстрировать такую возможность экспериментально представлялось весьма заманчивой задачей.
Необходимо сказать несколько слов, касающейся актуальности проблемы квантового компьютера. Главное различие между принципами функционирования классического и квантового компьютеров следующее. Классический компьютер реализует объектную модель, при которой по «пространственно-временной» схеме, согласно выбранному алгоритму, выполняется последовательность команд (программа), осуществляющая в общем случае некоторое логическое преобразование. Наличие в архитектуре современных компьютеров параллельных процессоров (пространственно-временное ветвление) ничего не меняет. Квантовый компьютер использует свойство суперпозиции исходного состояния реальности до редукции его к объектному представлению. Такое различие оказывается настолько значимым, что позволяет экспоненциально увеличить вычислительную мощь системы. Понятие суперпозиции квантового состояния означает существование до измерения с некоторой вероятностью всех возможных исходов этого измерения. И основная проблема заключается в том, чтобы научиться манипулировать этими возможностями-вероятностями.
Большой вклад в работу был сделан сотрудником Института ядерной физики Ю.А. Цидулко, который провел подробные вычисления волновой функции водородоподобного атома на границе двух сред с учетом разницы в диэлектрической проницаемости и наличия барьера масс. Низкотемпературные измерения при 4.2 К электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) образцов были сделаны В.А. Надолинным в Институте неорганической химии. А собственно сами исследованные структуры были получены у нас в лаборатории технологом А.Н. Акимовым, фотолитографические работы выполнены В.В Солдатенковой, имплантация фосфора в высокоомный кремний была проведена под руководством Б.И Фомина в лаборатории 19.
В результате проведенных исследований был отработан способ эпитаксии пленок Pb1-xSnxTe<In> требуемого состава непосредственно на пластинах Si. Методом ЭПР показано, что в системе кремниевая подложка – гетероэпитаксиальный слой для приповерхностных атомов фосфора в кремниевой структуре наблюдается изменение волновых функций, что обусловлено усилением обменного взаимодействия за счет их перекрытия в среде с большим боровским радиусом. (А.Э. Климов, В.А. Надолинный, И.Г. Неизвестный, С.П. Супрун, Ю.А. Цидулко, В.Н. Шумский, Использование среды с большой диэлектрической проницаемостью для увеличения расстояния между взаимодействующими кубитами, Микроэлектроника, т. 35 в. 5, 323 (2006).)
К большому сожалению, после смерти замечательного ученого К.А. Валиева работы в рамках программы, руководимой им, были свернуты.
Еще одно исследование, проведенное в лаборатории, было связано с созданием метода получения квантовых точек (КТ) Ge на эпитаксиальных слоях ZnSe, выращенных на подложке GaAs. Это были первые структуры с массивом КТ при отсутствии упругих напряжений, что обусловлено хорошим согласованием постоянных решеток этих материалов. Интересна предыстория этого события. В лаборатории А.Б. Талочкиным долгое время велись исследования тонких пленок методом комбинационного рассеяния света (КРС). Им же был предложен неразрушающий способ контроля толщины и качества эпитаксиальных слоев на основе метода КРС. В 1995 году нами была опубликована работа в соавторстве с А.К. Гутаковским(S.P Suprun, A.B. Talochkin, A.K. Gutakovsky, V.N. Shumsky, Determination of thickness of heteroepitaxial ultra thin layers by Raman spectroscopy, J. Phys. Low-Dim. Struct., 1, 59 (1995).), в которой было продемонстрировано, что зависимость интенсивности КРС от толщины пленок германия определяется тем, являются выращенные слои сплошными или нет. В качестве контрольного метода, подтверждающего наличие островков Ge, использовалась высокоразрешающая электронная микроскопия. Спустя несколько лет в науке появился новый объект исследования, получивший названия «массив квантовых точек». А наблюдавшееся нами аномальное КРС в массиве КТ Ge позднее было интерпретировано как «впервые зарегистрированное раздельное появление пиков E1 и E1+Δ1–резонансов, связанное с трансформацией межзонной плотности состояний в дельта-функцию при квантовании спектра состояний (Talochkin A.B., Teys S.A., Suprun S.P., Resonance Raman scattering by optical phonons in unstrained germanium quantum dots, Phys. Rev. B, 2005, 72, 115416.)».
В эти же годы появились первые публикации, связанные с использованием явления рассеяния лазерного излучения в установках молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ), как метода контроля in situ качества поверхности подложек и слоев. Так группой японских ученых при получении эпитаксиальных пленок InxGa1-xAs на GaAs было установлено, что изменение интенсивности рассеянного излучения (РИ) позволяет регистрировать изменения рельефа поверхности на уровне 1 ÷ 2 монослоя в процессе МЛЭ. Утверждалось также, что РИ «чувствует» момент появления дислокаций несоответствия при достижении критической толщины слоя при росте (J.S. Harmand, T. Matsumo, K. Inouse. Abstr. of 22nd Int. Conf. on Solid St.Dev.& Mat., (1990), 481.). А.Б. Талочкиным была разработана конструкция, совместимая с установкой МЛЭ при использовании всего одного фланца с «окном» в камере роста. Вследствие того, что интенсивность РИ составляет величину 10-6 ÷ 10-8 от интенсивности возбуждающего излучения, была применена модуляция падающего света и система фильтрации по спектру и поляризации принимаемого излучения для устойчивой регистрации сверхслабых сигналов.
С использованием данного метода был подробно изучен процесс десорбции собственного окисла сложного состава с поверхности подложек GaAs. Причем наблюдались такие детали как десорбция воды, затем As2O5 и формирование сверхструктуры поверхности. Все этапы очистки поверхности параллельно регистрировались масс-спектрометром и дифракцией быстрых электронов на отражение (E.V.Fedosenko, V.N.Shumsky, S.P.Suprun, and M.A.Torlin. ISDRS-97, Sharlottesville, USA, 119 (1997).). Примечательно то, что независимо от нас те же результаты для GaAs были получены и одновременно с нами опубликованы американской группой исследователей.
Этим способом помимо предэпитаксиальной подготовки были также изучены начальные стадии гетероэпитаксиального роста Ge на GaAs, ZnSe и пористом Si. Получены азимутальные зависимости интенсивности РИ от направления поляризации лазерного излучения, зависимости интенсивности РИ от длины возбуждающего излучения и так далее. Метод может быть использован для контроля in situ процесса эпитаксии различных материалов, в том числе, твердых растворов заданного состава.
Возвращаясь к теме исследования КТ Ge, можно отметить нетривиальный для того времени результат, связанный с наблюдением так называемой «кулоновской лестницы» в структуре GaAs/ZnSe/КТ-Ge/ZnSe/Al при комнатной температуре. В конце ХХ века стало модным такое направление как одноэлектроника. И.Г. Неизвестный высказал идею: попробовать реализовать одноэлектронные эффекты на основе созданной нами технологии. В.Н. Шумским была предложена конструкция структуры, которая позже была изготовлена с использованием электронной литографии в лаборатории 20. Однако при измерении вольтамперных характеристик (ВАХ) одноэлектронных структур на электрометрическом стенде основной проблемой являлось создание условий высокой помехозащищенности при отсутствии наводок, обусловленных работой оператора в ручном режиме. Наш опыт показал, что процесс набора данных оказывается весьма трудоемким, длительным, а полученные результаты имеют высокую погрешность. В связи с этим Н.Н. Лебедевым был разработан блок связи между измерительными приборами (электрометр с уровнем измеряемых токов 10-15А и цифровыми вольтметрами Щ 300) и компьютером. Наличие цифро-аналогового преобразователя позволяло управлять напряжением смещения на исследуемом образце в интервале (0 – 30) В с минимальным шагом 2.5 мВ. Согласно программе, можно было выбирать время между последовательными измерениями тока, количество измерений на каждом шаге (для уменьшения погрешности), время успокоения после изменения напряжения и т.д. Таким образом, данная установка позволяла в полностью автоматическом режиме проводить прецизионную регистрацию ВАХ полученных структур, что и позволило нам наблюдать «кулоновскую лестницу» (И.Ю. Бородин, И.А. Литвинова, И.Г. Неизвестный, А.В. Прозоров, С.П. Супрун, А.Б. Талочкин, В.Н. Шерстякова, В.Н. Шумский, Электрические и фотоэлектрические свойства структур GaAs/ZnSe/KT-Ge/ZnSe/Al с квантовыми точками Ge, Письма в ЖЭТФ, 78, в.3, с.184 (2003).).
В эти же годы была разработана методика наблюдения in situ химических реакций в твердой фазе методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Дело в том, что современные технологии широко используют реакции в твердой фазе. Например, при таком способе изготовления структур как вакуумная эпитаксия наблюдается целая последовательность химических реакций, которые протекают при удалении собственных окислов с поверхности подложки и образовании гетерограницы во время роста. Современная инженерия занимается созданием сложных объектов и квантовых систем нанометровых размеров с набором определенных свойств, что требует детального знания на атомарном уровне о процессах, протекающих при их формировании. В настоящее время в качестве одного из методов, дающих исследователю уникальную информацию о физико-химическом состоянии поверхности твердого тела, широко используется метод РФЭС. С его помощью можно регистрировать положение по энергии глубоких (остовных) уровней атомов, которое определяется состоянием внешних, валентных связей. Изменение конфигурации валентной связи (гибридизации, длины, другими словами, изменение пространственного распределения плотности заряда), которое связано с окружением атома, приводит к сдвигу по энергии нижележащих уровней. Чувствительность данного метода настолько высока, что по величине сдвига можно определить химическое соединение, в котором находится наблюдаемый элемент. При измерении спектров регистрируются электроны, выброшенные с глубоких уровней в процессе облучения образца рентгеновским монохроматическим излучением. Рентгеновское излучение слабо поглощается материалами, поэтому возбуждение электронов происходит по всей глубине исследуемого образца. В тоже время длина пробега образовавшихся электронов мала, что и определяет глубину анализа данного метода. В связи с этим полученная информация представляет собой зависимость от энергии суммарной интенсивности фотоэлектронов, вышедших в вакуум из слоя толщиной ≈ (1 - 2) нм. Таким образом, имеется специфика использования РФЭС, обусловленная малой глубиной анализа. Это необходимо учитывать при подготовке изучаемых образцов, так как требует исключения неконтролируемого химического воздействия на поверхность. При исследовании границ раздела двух материалов необходимо наличие шлюзовой камеры между технологической камерой эпитаксии и камерой аналитической установки, чтобы избежать контакта образца с атмосферой между операциями получения и анализа. И, кроме того, обязательным условием является прецизионное осаждение слоев заданной толщины (порядка 1 нм). При выполнении этих требований методом РФЭС могут быть получены уникальные данные по формированию гетерограницы и структурных метаморфозах на поверхности (изменениях кристаллического состояния слоя материала).
В связи с этим В.Н. Шумский предложил модернизировать аналитическую установку NANOSCAN-50, добавив к ней камеру роста со шлюзом, что и было реализовано научным сотрудником Е.В. Федосенко и рабочим высшей квалификации В.В. Арисовым. Надо отметить большую заслугу последнего в деле поддержания работоспособности всего парка технологического оборудования в лаборатории.
Теперь, собственно, о сути разработанной методики. Для того чтобы наблюдать in situ изменения в твердой фазе, например при формировании гетерограницы, используется следующая последовательность операций. Вначале готовится атомарно чистая поверхность как перед эпитаксией, и регистрируется химическое состояние всех элементов на поверхности. Если при этом измерять спектры при разных углах наклона образца относительно оси анализатора, собирающего фотоэлектроны, то получим зависимость химического состояния элементов по глубине. Это обусловлено тем, что эффективная глубина анализа определяется как def = λ×cosα, где λ - длина пробега электронов в материале, α - угол между осью анализатора и поверхностью образца. Таким способом удается разделить поверхностные и объемные компоненты одних и тех же элементов. Поверхностные атомы, имеющие оборванные валентные связи, отличаются положением по энергии остовных уровней от объемных атомов, с полным набором связей. На следующем этапе проводится осаждение на подложку слоя другого материала при комнатной температуре. Толщина слоя не должна превышать 1 нм, чтобы иметь возможность наблюдать химическое состояние элементов в области границы раздела со стороны подложки. После осаждения материала даже при комнатной температуре образца возможно образование химических связей за счет наличия на поверхности оборванных связей и высокой энергии адатомов, поступающих из источника. Поэтому изучение формирования гетерограницы начинается после осаждения слоя и продолжается по мере нагрева подложки. При этом последовательно с ростом температуры будет происходить образование химических связей в твердой фазе. Благодаря тому, что реагирующий слой тонкий, диффузия в этом случае не является лимитирующим процессом.
В такой манере нами были исследованы различные способы получения чистой поверхности Si, GaAs и процесс формирования стабильных гетерограниц различных соединений. Рассматриваемый способ изучения физико-химических изменений в твердой фазе позволил нам существенно сократить время при отработке технологических режимов, соответствующих оптимальной температуре получения структур, с требуемыми свойствами. Для примера, нами наблюдалось течение химической реакции и его особенности при образовании силицида платины с нагревом слоя Pt на Si. Были исследованы процессы окисления гидрогенизированной поверхности кремния: поведение физадсорбированной воды на такой «ван-дер-ваальсовой» поверхности. Получены уникальные результаты во время изучения формирования границы Ge/GaAs при не полной очистке поверхности GaAs от собственных окислов. Такой способ позволяет сохранить стехиометрию поверхности соединения, так как гетерограница образуется до полного удаления окисла, препятствующего неконгруэнтному испарению компонентов материала (S.P. Suprun, & E.V. Fedosenko, Formation of the GaAs-Ge heterointerface in the presence of oxide. JETP Letters, 89, 2, 94, (2009).). Нами «в режиме реального времени» наблюдался процесс твердофазной перекристаллизации Ge на эпитаксильном слое ZnSe, выращенном на GaAs. Это позволило понять механизм образования КТ Ge в случае отсутствия такой «организующей» силы как упругие напряжения. Была исследована граница раздела Si-BaF2 с очень большим рассогласованием по постоянной решетки материалов ≈ 14% и малой плотностью электронных состояний на границе раздела ≈ NSS = 1011 эВ-1см-2 (исследования электрофизических свойств выполнены В.Г. Ерковым) и так далее (S.P. Suprun, V.G. Kesler, E.V. Fedosenko, Observation of chemical reactions in solid phase using X-ray photoelectron spectroscopy, Stoichiometry and Materials Science - When Numbers Matter, pp. 285-326, InTech, Rijeka, Croatia, 2012.).
Необходимо отметить, что эти результаты во многом были получены благодаря исключительно профессиональной работе химика-технолога А.И. Антоненко, которая готовила все анализируемые нами образцы. Например, для воспроизводимого получения тонкого собственного окисла GaAs ею были испробованы несколько методик, в том числе, с химическими реактивами разных производителей (в конце концов, выбор был сделан в пользу зарубежной фирмы). Кропотливая работа по набору спектров была выполнена Е.В. Федосенко. При интерпретации полученных данных необходимо иметь в виду, что суммарный пик анализируемого элемента представляет собой сумму пиков, соответствующих разным состояниям этого элемента в пределах глубины анализа. Все это приводит к изменению формы пика, его уширению (сужению) по мере изменения химического состава поверхности. Количество компонент при разложении наблюдаемого пика выбирается, исходя из ситуации, и должно быть обосновано. Сам процесс разложения на компоненты включает в себя операции сдвига по энергии, связанного с возможной зарядкой образца, вычитания фона, учета формы пика, обусловленной шириной линии возбуждающего излучения, энергетическому разрешению анализатора и так далее.
Подводя итог, понимаешь, что многое можно было сделать лучше и по-другому, в некотором отношении, это были «потерянные» в творческом отношении годы. Особенно жаль тех молодых сотрудников, которые попали в институт в период перестройки. Все они вынуждены были искать «доходные места» на стороне и оставить научную работу. Среди них были очень способные и подающие надежды ребята, например Алексей Прозоров, Максим Осовик и другие. Но все они, кто работал и работает до сих пор в лаборатории, все они являются соавторами того, что сделано и все заслуживают искренней благодарности за свой вклад в общее дело.
СОТРУДНИКИ
Терещенко Олег Евгеньевич старший научный сотрудник, д.ф.-м.н. и.о. зав. лабораторией |
тел.330-78-83, вн. 1943 +7913-932-1079 |
414 ТК |
Альперович Виталий Львович главный научный сотрудник, д.ф.-м.н. |
тел. 330-98-74, вн. 1989 |
253 ТК |
Дудкина Валентина Вадимовна техник |
тел. 330-88-88, вн. 1998 | 310 ТК |
Арисов Владимир Васильевич токарь 6р |
тел. 330-88-88 | 011 ТК |
Ахундов Игорь Олегович старший научный сотрудник, к.ф.-м.н. |
тел. 330-66-31, вн. 1984 |
337 ТК |
Бакин Василий Вениаминович младший научный сотрудник |
тел. 330-88-08 |
218 ТК |
Верчук Максим Михайлович студент (рук. – Хорошилов В.С.) |
||
Иваненков Никита Юрьевич инженер |
тел. 330-98-74 | 013 ТК |
Иваненков Юрий Викторович инженер |
тел. 330-98-74 | 013 ТК |
Ищенко Денис Вячеславович научный сотрудник, к.ф.-м.н. |
тел. 330-98-74, вн. 1988 +7983-323-3996 |
254а ТК |
Казанцев Дмитрий Михайлович научный сотрудник, к.ф.-м.н. |
тел. 330-98-74, вн. 1989 |
253 ТК |
Крамер Полина Васильевна техник |
тел. 330-88-88 |
414 ТК |
Кустов Данил Александрович инженер-исследователь |
тел. 330-78-83, вн. 1943 |
414 ТК |
Кырова Екатерина Денисовна Студент (4 курс, рук. – Ищенко Д.В.) |
тел. 330-98-74, вн. 1988 |
254а ТК |
Михеев Сергей Сергеевич студент (4 курс, рук. – Шайблер Г.Э.) |
тел. 330-98-74, вн. 1980 | 252 ТК |
Молодцова Екатерина Леонидовна ведущий инженер-технолог |
тел. 330-66-31 |
349 ТК |
Рожков Станислав Александрович инженер |
тел. 330-98-74, вн.1389 |
216 ТК |
Рудая Нина Сергеевна ведущий инженер-технолог |
тел. 330-98-74, вн.1331, 1334 |
254 ТК 316 ТК |
Степанов Савотей Андреевич студент (рук. – Бакин В.В.) |
тел. 330-88-08 | 218 ТК |
Супрун Сергей Петрович старший научный сотрудник, к.ф.-м.н. |
тел. 330-78-83, вн. 1943 |
414 ТК |
Федосенко Евгений Владимирович научный сотрудник |
тел. 330-88-88, вн. 1218 |
128 ТК |
Хорошилов Владимир Сергеевич инженер-исследователь |
тел. 330-98-74 |
253 ТК 217 ТК |
Шайблер Генрих Эрнстович старший научный сотрудник, к.ф.-м.н. |
тел. 330-98-74, вн. 1980 |
252 ТК |
Шамирзаев Тимур Сезгирович ведущий научный сотрудник, д.ф.-м.н. |
тел. 330-44-75 |
350а ТК |
Эпов Владимир Станиславович инженер-технолог |
тел. 330-66-31, вн. 1984 |
349 ТК |
Руководитель: |
д.ф.-м.н. Терещенко Олег Евгеньевич |
Адрес: |
г. Новосибирск, ул. Пирогова, 30 |
ПУБЛИКАЦИИ
2023
Аксенов М.С., Голяшов В.А., Терещенко О.Е. Пассивация фтором границы раздела оксид/InAs(001) // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 5. С. 6-9. DOI: 10.21883/PJTF.2023.05.54661.19413
Закиров Е.Р., Кеслер В.Г., Сидоров Г.Ю., Голяшов В.А., Терещенко О.Е., Марин Д.В., Якушев М.В. Жидкостные методы химической обработки поверхности HgCdTe // Журнал структурной химии. 2023. Т. 64. № 3. С. 108216. DOI: 10.26902/JSC_id108216
Казанцев Д.М., Хорошилов В.С., Шайблер Г.Э., Альперович В.Л. Перенос электронов через границу полупроводник-вакуум с отрицательным и положительным электронным сродством: влияние скачка массы // Физика твердого тела. 2023. Т. 65. № 8. С. 1271-1280. DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56143.130
Климов А.Э., Ахундов И.О., Голяшов В.А., Горшков Д.В., Ищенко Д.В., Сидоров Г.Ю., Пащин Н.С., Супрун С.П., Тарасов А.С., Федосенко Е.В., Терещенко О.Е. Фоточувствительность полевого транзистора металл-диэлектрик-полупроводник на основе пленки PbSnTe: In с составом вблизи инверсии зон // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 3. С. 22-25.
Хорошилов В.С., Казанцев Д.М., Рожков С.А., Альперович В.Л. Фотоэдс на поверхности сильнолегированного p+-GaAs с адсорбированными слоями цезия и кислорода // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 21. С. 24-28. DOI: 10.61011/PJTF.2023.21.56460.19703
Хорошилов В.С., Протопопов Д.Е., Казанцев Д.М., Шайблер Г.Э., Альперович В.Л. Пленение излучения и субзонный пик в спектрах квантового выхода фотоэмиссии из p-GaAs(Cs,O) // Письма в Журнал технической физики. 2023. Т. 49. № 1. С. 23-26. DOI: 10.21883/PJTF.2023.01.54053.19401
Kazantsev D.M., Akhundov I.O., Kozhuhov A.S., Khoroshilov V.S., Shvarts N.L., Alperovich V.L., Latyshev A.V. Kinetically driven thermal roughening of semiconductor surfaces: experiment on GaAs and Monte Carlo simulation // Physica Scripta. 2023. Т. 98. № 3. С. 035702. DOI: 10.1088/1402-4896/acb6bc
Stepina N.P., Bazhenov A.O., Shumilin A.V., Kuntsevich A.Yu., Kirienko V.V., Zhdanov E.S., Ishchenko D.V., Tereshchenko O.E. Indication for an anomalous magnetoresistance mechanism in (Bi, Sb)2(Te, Se)3 three-dimensional topological insulator thin films // Physical Review B. 2023. Т. 108. № 11. С. 115401. DOI: 10.1103/PhysRevB.108.115401
Talochkin A.B., Kokh K.A., Tereshchenko O.E. Optical phonons of GeSbTe alloys: influence of structural disorder // Journal of Alloys and Compounds. 2023. Т. 942. С. 169122. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.169122
2022
Глазкова Д.А., Естюнин Д.А., Климовских И.И., Макарова Т.П., Терещенко О.Е., Кох К.А., Голяшов В.А., Королева А.В., Шикин А.М. Электронная структура магнитных топологических изоляторов серии Mn(Bi1-xSbx)2Te4 при изменении концентрации атомов Sb // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2022. Т. 115. № 5-6 (3). С. 315-321. DOI: 10.31857/S1234567822050081 (перевод - Glazkova D.A., Estyunin D.A., Klimovskikh I.I., Makarova T.P., Koroleva A.V., Shikin A.M., Tereshchenko O.E., Golyashov V.A., Kokh K.A. Electronic structure of magnetic topological insulators Mn(Bi1-xSbx)2Te4 with various concentration of Sb atoms // JETP Letters. 2022. Т. 115. № 5. С. 286-291. DOI: 10.1134/S0021364022100083)
Шикин А.М., Естюнин Д.А., Зайцев Н.Л., Глазкова Д.А., Климовских И.И., Фильнов С.О., Рыбкин А.Г., Кох К.А., Терещенко О.Е., Звездин К.А., Звездин А.К. Модуляция энергетической запрещенной зоны в точке Дирака в антиферромагнитном топологическом изоляторе MnBi2Te4 как результат изменений поверхностного градиента потенциала // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2022. Т. 161. № 1. С. 126-136. DOI: 10.31857/S0044451022010114 (перевод - Shikin A.M., Estyunin D.A., Glazkova D.A., Klimovskikh I.I., Fil'nov S.O., Rybkin A.G., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Zaitsev N.L., Zvezdin K.A., Zvezdin A.K. Modulation of the Dirac point band gap in the antiferromagnetic topological insulator MnBi2Te4 due to the surface potential gradient change // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 2022. Т. 134. № 1. С. 103-111. DOI: 10.1134/S1063776121120141)
Estyunin D.A., Kokh K., Tereshchenko O.E., Shikin A.M., Schwier E.F., Kumar S., Shimada K. Features and applications of the energy shift of the topological surface state // Physical Review B. 2022. Т. 105. № 12. С. 125303. DOI: 10.1103/PhysRevB.105.125303
Khatchenko Y.E., Yakushev M.V., Ponosov Y.S., Kuznetsova T.V., Seibel C., Bentmann H., Reinert F., Orlita M., Golyashov V., Stepina N.P., Tereshchenko O.E., Mudriy A.V., Kokh K.A., Martin R.W. Structural, optical and electronic properties of the wide bandgap topological insulator Bi1.1Sb0.9Te2S // Journal of Alloys and Compounds. 2022. Т. 890. С. 161824. DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.161824
Stepina N.P., Golyashov V.A., Nenashev A.V., Tereshchenko O.E., Kirienko V.V., Koptev E.S., Antonova I.V., Kokh K.A., Goldyreva E.S., Rybin M.G., Obraztsova E.D. Weak antilocalization to weak localization transition in Bi2Se3 films on graphene // Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures. 2022. Т. 135. С. 114969. DOI: 10.1016/j.physe.2021.114969
Zhevstovskikh I.V., Sarychev M.N., Averkiev N.S., Semenova O.I., Tereshchenko O.E. Low-temperature luminescence in organic-inorganic lead iodide perovskite single crystals // Journal of Physics D: Applied Physics. 2022. Т. 55. № 9. С. 095105. DOI: 10.1088/1361-6463/ac38e3
2021
Ищенко Д.В., Акимов А.Н., Ахундов И.О., Голяшов В.А., Климов А.Э., Логинов А.Б., Логинов Б.А., Пащин Н.С., Тарасов А.С., Федосенко Е.В., Шерcтякова В.Н. Зависимость топологии эпитаксиальных слоев PbSnTe: In от концентрации In // Журнал технической физики. 2021. Т. 91. № 6. С. 1040-1044. DOI: 10.21883/JTF.2021.06.50876.326-20 (перевод - Ishchenko D.V., Akimov A.N., Akhundov I.O., Golyashov V.A., Klimov A.E., Pashchin N.S., Tarasov A.S., Fedosenko E.V., Sherstyakova V.N., Loginov A.B., Loginov B.A. Topology of PbSnTe: In layers versus indium concentration // Technical Physics. 2022. Т. 66. С. 878-882. DOI: 10.1134/S1063784221060086)
Кавеев А.К., Бондаренко Д.Н., Терещенко О.Е. Структурные свойства тонких пленок кристаллического топологического изолятора Pb0.7Sn0.3Te на Si(111) // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55. № 8. С. 625-628. DOI: 10.21883/FTP.2021.08.51126.02 (перевод - Kaveev A.K., Bondarenko D.N., Tereshchenko O.E. Structural characterization of Pb0.7Sn0.3Te crystalline topological insulator thin films grown on Si(111) // Semiconductors. 2022. Т. 55. С. 682-685. DOI: 10.1134/S106378262108011X)
Русецкий В.С., Голяшов В.А., Миронов А.В., Дёмин А.Ю., Терещенко О.Е. Фотоэмиссионные свойства мультищелочного фотокатода // Автометрия. 2021. Т. 57. № 5. С. 70-76. DOI: 10.15372/AUT20210508 (перевод - Rusetsky V.S., Golyashov V.A., Tereshchenko O.E., Mironov A.V., Demin A.Y. Photoemission properties of a multialkali photocathode // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2021. Т. 57. № 5. С. 505-510. DOI: 10.3103/S8756699021050149)
Талочкин А.Б., Кох К.А., Терещенко О.Е. Спектр оптических фононов монокристалла Ge2Sb2Te5 // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2021. Т. 113. № 9-10 (5). С. 683-688. DOI: 10.31857/S1234567821100086 (перевод - Talochkin A.B., Tereshchenko O.E., Kokh K.A. Optical phonon spectrum of the Ge2Sb2Te5 single crystal // JETP Letters. 2021. Т. 113. № 10. С. 651-656. DOI: 10.1134/S002136402110012X)
Тарасов А.С., Михайлов Н.Н., Дворецкий С.А., Менщиков Р.В., Ужаков И.Н., Кожухов А.С., Федосенко Е.В., Терещенко О.Е. Получение атомарно-чистых и структурно-упорядоченных поверхностей эпитаксиальных пленок CdTe для последующей эпитаксии // Физика и техника полупроводников. 2021. Т. 55. № 9. С. 748-753. DOI: 10.21883/FTP.2021.09.51289.18 (перевод - Tarasov A.S., Mikhailov N.N., Dvoretsky S.A., Menshchikov R.V., Uzhakov I.N., Kozhukhov A.S., Fedosenko E.V., Tereshchenko O.E. Preparation of atomically clean and structurally ordered surfaces of epitaxial CdTe films for subsequent epitaxy // Semiconductors. 2021. Т. 55. № Suppl. 1. С. S62-S66. DOI: 10.1134/S1063782621090220)
Antonova I.V., Nebogatikova N.A., Stepina N.P., Volodin V.A., Kirienko V.V., Golyashov V.A., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Rybin M.G., Obrazstova E.D. Growth of Bi2Se3/graphene heterostructures with the room temperature high carrier mobility // Journal of Materials Science. 2021. Т. 56. № 15. С. 9330-9343. DOI: 10.1007/s10853-021-05836-y
Bentmann H., Maaß H., Seibel C., Reinert F., Braun J., Ebert H., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Schreyeck S., Brunner K., Molenkamp L.W., Miyamoto K., Arita M., Shimada K., Okuda T., Kirschner J., Tusche C., Minár J. Profiling spin and orbital texture of a topological insulator in full momentum space // Physical Review B. 2021. Т. 103. № 16. С. L161107. DOI: 10.1103/PhysRevB.103.L161107
Faidiuk Y., Skivka L., Zelena P., Tereshchenko O., Buluy O., Pergamenshchik V.M., Nazarenko V. Anchoring-induced nonmonotonic velocity versus temperature dependence of motile bacteria in a lyotropic nematic liquid crystal // Physical Review E. 2021. Т. 104. № 5. С. 054603. DOI: 10.1103/PhysRevE.104.054603
Kaveev A.K., Suturin S.M., Golyashov V.A., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Eremeev S.V., Estyunin D.A., Shikin A.M., Okotrub A.V., Lavrov A.N., Schwier E.F. Band gap opening in the BiSbTeSe2 topological surface state induced by ferromagnetic surface reordering // Physical Review Materials. 2021. Т. 5. № 12. С. 124204. DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.5.124204
Ketterl A.S., Andres B., Polverigiani M., Gahl C., Weinelt M., Voroshnin V., Chulkov E.V., Shikin A., Kokh K.A., Tereshchenko O.E. Effect of Rashba splitting on ultrafast carrier dynamics in BiTeI // Physical Review B. 2021. Т. 103. № 8. С. 085406. DOI: 10.1103/PhysRevB.103.085406
Kocsis M., Makk P., Tóvári E., Csonka S., Zheliuk O., Ye J., Kun P., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Taniguchi T., Watanabe K. In situ tuning of symmetry-breaking-induced nonreciprocity in the giant-Rashba semiconductor BiTeBr // Physical Review Research. 2021. Т. 3. № 3. С. 033253. DOI: 10.1103/PhysRevResearch.3.033253
Riha C., Düzel B., Graser K., Chiatti O., Fischer S.F., Golias E., Sánchez-Barriga J., Rader O., Tereshchenko O.E. Electrical transport properties of vanadium-doped Bi2Te2.4Se0.6 // Physica Status Solidi (B): Basic Solid State Physics. 2021. Т. 258. № 1. С. 2000088. DOI: 10.1002/pssb.202000088
Schmid C.P., Weigl L., Schlauderer S., Meierhofer M., Hofmann N., Afanasiev D., Huber R., Grössing P., Junk V., Gorini C., Crewse J., Evers F., Wilhelm J., Richter K., Ito S., Güdde J., Höfer U., Kokh K.A., Tereshchenko O.E. Tunable non-integer high-harmonic generation in a topological insulator Nature. 2021. Т. 593. № 7859. С. 385-390. DOI: 10.1038/s41586-021-03466-7
Shikin A.M., Estyunin D.A., Glazkova D., Klimovskikh I.I., Filnov S.O., Rybkin A.G., Kokh K., Tereshchenko O.E., Otrokov M.M., Chulkov E.V., Zvezdin K.A., Zvezdin A.K., Zaitsev N.L., Schwier E.F., Kumar S., Kimura A., Mamedov N., Aliev Z., Babanly M.B. Sample-dependent Dirac-point gap in and its response to applied surface charge: a combined photoemission and ab initio study // Physical Review B. 2021. Т. 104. № 11. С. 115168. DOI: 10.1103/PhysRevB.104.115168
Shikin A.M., Rybkina A.A., Estyunin D.A., Klimovskikh I.I., Rybkin A.G., Filnov S.O., Koroleva A.V., Shevchenko E.V., Likholetova M.V., Voroshnin V.Y., Petukhov A.E., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Petaccia L., Di Santo G., Kumar S., Kimura A., Skirdkov P.N., Zvezdin K.A., Zvezdin A.K. Non-monotonic variation of the Kramers point band gap with increasing magnetic doping in BiTeI // Scientific Reports. 2021. Т. 11. № 1. С. 23332. DOI: 10.1038/s41598-021-02493-8
Tarasov A.S., Ishchenko D.V., Akhundov I.O., Golyashov V.A., Klimov A.E., Suprun S.P., Fedosenko E.V., Sherstyakova V.N., Tereshchenko O.E., Rybkin A.G., Vilkov O.Y. Surface chemical treatment effect on (1 1 1) PbSnTe < In > topological crystalline insulator films // Applied Surface Science. 2021. Т. 569. С. 150930. DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.150930
Tereshchenko O.E., Golyashov V.A., Rusetsky V.S., Mironov A.V., Demin A.Y., Aksenov V.V. A new imaging concept in spin polarimetry based on the spin-filter effect // Journal of Synchrotron Radiation. 2021. Т. 28. С. 864-875. DOI: 10.1107/S1600577521002307
2020
Акимов А.Н., Ахундов И.О., Ищенко Д.В., Климов А.Э., Неизвестный И.Г., Пащин Н.С., Супрун С.П., Тарасов А.С., Терещенко О.Е., Федосенко Е.В., Шерстякова В.Н. Знакопеременная фотопроводимость в пленках PbSnTe : In в режиме тока, ограниченного пространственным зарядом // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 8. С. 796-800. DOI: 10.21883/FTP.2020.08.49628.04 (перевод - Akimov A.N., Akhundov I.O., Ishchenko D.V., Klimov A.E., Neizvestny I.G., Paschin N.S., Suprun S.P., Tarasov A.S., Tereshchenko O.E., Fedosenko E.V., Sherstyakova V.N. Sign-alternating photoconductivity in PbSnTe: In films in the space-charge-limited current regime // Semiconductors. 2020. Т. 54. № 8. С. 951-955. DOI: 10.1134/S1063782620080035)
Иконников А.В., Дудин В.C., Артамкин А.И., Акимов А.Н., Климов А.Э., Терещенко О.Е., Рябова Л.И., Хохлов Д.Р. Оптические и транспортные свойства эпитаксиальных пленок Pb0.74Sn0.26Te(In) с модифицируемой поверхностью // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 9 (9833). С. 896-901. DOI: 10.21883/FTP.2020.09.49828.20 (перевод - Ikonnikov A.V., Dudin V.S., Artamkin A.I., Ryabova L.I., Khokhlov D.R., Akimov A.N., Klimov A.E., Tereshchenko O.E. Optical and transport properties of epitaxial Pb0.74Sn0.26Te(In) films with a modifiable surface // Semiconductors. 2020. Т. 54. № 9. С. 1086-1091. DOI: 10.1134/S1063782620090134)
Кавеев А.К., Банщиков А.Г., Терпицкий А.Н., Голяшов В.А., Терещенко О.Е., Кох К.А., Естюнин Д.А., Шикин А.М. Раскрытие энергетической щели в области точки Дирака при осаждении кобальта на поверхность (0001) топологического изолятора BiSbTeSe2 // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 9 (9833). С. 859-864. DOI: 10.21883/FTP.2020.09.49821.13 (перевод - Kaveev A.K., Banshchikov A.G., Terpitskiy A.N., Golyashov V.A., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Estyunin D.A., Shikin A.M. Energy-gap opening near the Dirac point after the deposition of cobalt on the (0001) surface of the topological insulator BiSbTeSe2 // Semiconductors. 2020. Т. 54. № 9. С. 1051-1055. DOI: 10.1134/S1063782620090146)
Климов А.Э., Акимов А.Н., Ахундов И.О., Голяшов В.А., Горшков Д.В., Ищенко Д.В., Матюшенко Е.В., Неизвестный И.Г., Сидоров Г.Ю., Супрун С.П., Тарасов А.С., Терещенко О.Е., Эпов В.С. Особенности МДП-структур на основе изолирующих пленок PbSnTe : In с составом вблизи инверсии зон, обусловленные их сегнетоэлектрическими свойствами // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54. № 10 (10987). С. 1122-1128. DOI: 10.21883/FTP.2020.10.49955.29 (перевод - Klimov A.E., Akimov A.N., Akhundov I.O., Golyashov V.A., Gorshkov D.V., Ishchenko D.V., Matyushenko E.V., Neizvestny I.G., Sidorov G.Y., Suprun S.P., Tarasov A.S., Tereshchenko O.E., Epov V.S. Features of mis structures based on insulating PbSnTe: In films with the composition in the vicinity of the band inversion related to their ferroelectric properties // Semiconductors. 2020. Т. 54. № 10. С. 1325-1331. DOI: 10.1134/S1063782620100164)
Неизвестный И.Г., Ищенко Д.В., Ахундов И.О., Супрун С.П., Терещенко О.Е. О причине деградации буферных слоев CaF2/BaF2 на Si (111) // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. 2020. Т. 490. № 1. С. 39-42. DOI: 10.31857/S2686740020010174 (перевод - Neizvestny I.G., Ishchenko D.V., Akhundov I.O., Suprun S.P., Tereshchenko O.E. Origin of degradation of the Caf2/Baf2 buffer layers on Si(111) // Doklady Physics. 2020. Т. 65. № 1. С. 15-17. DOI: 10.1134/S1028335820010103)
Тарасов А.С., Голяшов В.А., Ищенко Д.В., Ахундов И.О., Климов А.Э., Эпов В.С., Кавеев А.К., Супрун С.П., Шерстякова В.Н., Терещенко О.Е. Эффект поля и спин-вентильный эффект в кристаллическом топологическом изоляторе PbSnTe // Автометрия. 2020. Т. 56. № 5. С. 121-126. DOI: 10.15372/AUT20200514 (перевод - Tarasov A.S., Golyashov V.A., Ishchenko D.V., Akhundov I.O., Klimov A.E., Epov V.S., Suprun S.P., Sherstyakova V.N., Tereshchenko O.E., Kaveev A.K. Field effect and spin-valve effect in the PbSnTe topological crystalline insulator // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2020. Т. 56. № 5. С. 553-557. DOI: 10.3103/S8756699020050131)
Antonova I.V., Nebogatikova N.A., Soots R.A., Golyashov V.A., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Kustov D.A. Electrochemically exfoliated thin Bi2Se3 films and van der Waals heterostructures Bi2Se3/graphene // Nanotechnology. 2020. Т. 31. № 12. С. 125602. DOI: 10.1088/1361-6528/ab5cd5
Golyashov V.A., Rusetsky V.S., Shamirzaev T.S., Dmitriev D.V., Tereshchenko O.E., Kislykh N.V., Mironov A.V., Aksenov V.V. Spectral detection of spin-polarized ultra low-energy electrons in semiconductor heterostructures // Ultramicroscopy. 2020. Т. 218. С. 113076. DOI: 10.1016/j.ultramic.2020.113076
Kaveev A.K., Suturin S.M., Golyashov V.A., Klimov A.E., Tarasov A.S., Tereshchenko O.E., Schwier E.F. Structure and magneto-electric properties of Co-based ferromagnetic films grown on the Pb0.71Sn0.29Te crystalline topological insulator // Materials Chemistry and Physics. 2020. Т. 240. С. 122134. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2019.122134
Klimovskikh I.I., Estyunin D., Eremeev S.V., Filnov S.O., Koroleva A., Shevchenko E., Rybkin A.G., Rusinov I.P., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Shikin A.M., Chulkov E.V., Otrokov M.M., Echenique P.M., Voroshnin V., Blanco-Rey M., Hoffmann M., Ernst A., Aliev Z.S., Amiraslanov I.R., Abdullayev N.A., Mamedov N.T., Babanly M.B., Zverev V.N., Kimura A., Petaccia L., Di Santo G. Tunable 3d/2d magnetism in the (MnBi2Te4)(Bi2Te3)m topological insulators family // npj Quantum Materials. 2020. Т. 5. № 1. С. 54. DOI: 10.1038/s41535-020-00255-9
Kokh K.A., Goldyreva E.S., Nebogatikova N.A., Antonova I.V., Tereshchenko O.E., Kustov D.A., Golyashov V.A., Stepina N.P., Kirienko V.V. Vapor growth of Bi2Se3 and Bi2O2Se crystals on mica // Materials Research Bulletin. 2020. Т. 129. С. 110906. DOI: 10.1016/j.materresbull.2020.110906
Kovács-Krausz Z., Makk P., Szentpéteri B., Kocsis M., Fülöp B., Csonka S., Hoque A.M., Dash S.P., Yakushev M.V., Kuznetsova T.V., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Lukács I.E., Taniguchi T., Watanabe K. Electrically controlled spin injection from giant Rashba spin-orbit conductor BiTeBr // Nano Letters. 2020. Т. 20. № 7. С. 4782-4791. DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00458
Nurmamat M., Okamoto K., Zhu S., Miyashita T., Wang X., Sumida K., Menshchikova T.V., Rusinov I.P., Korostelev V.O., Miyamoto K., Okuda T., Schwier E.F., Shimada K., Ishida Y., Kimura A., Shin S., Ye M., Aliev Z.S., Amiraslanov I.R., Babanly M.B., Chulkov E.V., Kokh K.A., Tereshchenko O.E. Topologically nontrivial phase-change compound GeSb2Te4 // ACS Nano. 2020. Т. 14. № 7. С. 9059-9065. DOI: 10.1021/acsnano.0c04145
Tkachenko I.M., Kovalchuk A.I., Kobzar Y.L., Shekera O.V., Shevchenko V.V., Kurioz Y.I., Tereshchenko O.G., Nazarenko V.G. Optical properties of azo-based poly(azomethine)s with aromatic fluorinated fragments, ether linkages and aliphatic units in the backbone // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2020. Т. 697. № 1. С. 85-96. DOI: 10.1080/15421406.2020.1731080
Zhevstovskikh I.V., Sarychev M.N., Averkiev N.S., Semenova O.I., Golyashov V.A., Tereshchenko O.E. Correlation of elastic and optoelectronic properties near structural phase transition in organic-inorganic lead iodide perovskite single crystals // Journal of Physics: Condensed Matter. 2020. Т. 33. № 4. С. 045403. DOI: 10.1088/1361-648X/abb9bb