350 rub
Journal №3 for 2011 г.
Article in number:
Defining of parameters of spherical and cylindrical nano-objects in silicon by positron annihilation spectroscopy
Keywords: material porous silicon a method that positron annihilation spectroscopy the distribution of annihilation photons the lifetime of the positron nano-objects it's time the porous system the concentration
Authors:
Yu.A. Chaplygin, Yu.F. Kozlov, V.I. Grafutin, S.P. Timoshenkov, E.P. Prokopiev, Yu.V. Funtikov
Abstract:
It is shown that one of the most effective methods of determining the size of nano-objects (vacancies, vacancy clusters), the volume of free pores, cavities, voids, their concentrations and chemical composition at the site of annihilation in porous systems and some of the defective materials, especially nanomaterials is the method of positron annihilation spectroscopy (PAS .) A brief review of experimental studies nanodefects in quartz, quartz powder, porous silicon, silicon and metals and alloys irradiated with protons. Particular attention is given to the method of positron beam spectroscopy. Considered the development and application of positron annihilation spectroscopy to nanotechnology as one of the most effective methods of determining the size of spherical and cylindrical nano-objects: the free volume of pores, cavities, voids, and their concentrations in porous systems and some of the defective materials. The results of experimental studies on the characterization of spherical and cylindrical nanodefects in porous silicon and silicon wafers were irradiated with protons.
Pages: 3-14
References
  1. Чаплыгин Ю.А., Графутин В.И., Тимошенков С.П., Прокопьев Е.П.. Определение радиусов нанопор в кремнии методом позитронной аннигиляционной спектроскопии. // Наноматериалы и наноструктуры. 2010. № 3. С. 56-63.
  2. Чаплыгин Ю.А., Тимошенков С.П., Графутин В.И., Прокопьев Е.П., Фунтиков Ю.В. // Сборник докладов X Междунар. НТК «Кибернетика и высокие технологии XXI века» (C&T-2009). 13-15  мая  2009 г. Воронеж. Секция 4. С. 717-736.
  3. Графутин В.И., Прокопьев Е.П. Применение позитронной аннигиляционной спектроскопии для изучения строения вещества. // Успехи физических наук. 2002. Т. 172. № 1. С. 67.
  4. Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Графутин В.И., Мясищева Г.Г., Фунтиков Ю.В. Позитроника ионных кристаллов, полупроводников и металлов. М.: МИЭТ. 1999.
  5. Schaefer H.-E. // Mechanical properties and deformation behavior of materials having ultrathine microstructure / Eds Nastasi M.A., Parkin D.M., Gleiter H. Netherlands, Dordrechts: Kluver Academic Press. 1993. P. 81.
  6. Druzhkov A.P., Perminov D.A. Chapter 5. Chacterization of Nanostructural Features in Reactor Materials Using positron annihilation spectroscopy // In NuclearMaterials Devolopments / Ed. J.F. Keister. North Science Publishers, Inc. 2007.
  7. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит. 2005. С. 270.
  8. Wurschum R., Schaefer H.-E. Nanomaterials: Synthesis, Properties, and Applications / Eds Edelstein A.S. and Cammarata R.C. Bristol: Institute Physics. 1996. P. 277.
  9. Ремпель А.А. Эфекты упорядочения  в нестехиометрических соединениях внедрения. Екатеринбург: Наука. 1992.
  10. Krause-Rehberg R., Leipner H.S. Positron Annihilation in Solids. Defect Studies. Berlin: Springer. 1999.
  11. Батавин В.В., Дружков А.П., Гарнак А.Е., Мокрушин А.Д., Прокопьев Е.П., Хашимов Ф.Р. Исследование дефектов в эпитаксиальных структурах кремния, возникающих в процессе термообработки, методом аннигиляции позитронов. // Микроэлектроника. 1980. Т. 9. С. 120-122.
  12. Прокопьев Е.П. О позитронной метрике дефектов структуры твердого тела // Поверхность. 1993. № 10. С. 91-94.
  13. Прилипко В.И., Прокопьев Е.П., Федоров В.А., Арефьев К.П. Применение позитронной аннигиляции в качестве неразрушающего метода контроля качества материалов // Известия вузов. Физика. 1982. № 5. С. 40-43.
  14. Арефьев К.П., Прилипко В.И., Прокопьев Е.П., Федоров В.А. Применение метода аннигиляции позитронов для определения параметров точечных дефектов в полупроводниках // Известия вузов. Физика. 1983. № 8. С.117-118.
  15. Прилипко В.И., Прокопьев Е.П. Позитронная аннигиляция - новый неразрушающий метод контроля качества материалов // Электронная промышленность. 1980. № 11-12. С. 20-22.
  16. Бритков О.М., Гаврилов С.А., Графутин В.И., Дягилев В.В., Калугин В.В., Илюхина О.В., Мясищева Г.Г., Светлов-Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Фунтиков Ю.В.  Применение метода позитронной аннигиляционной спектроскопии для исследования дефектов структуры  твердого тела // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Теоретическая и прикладная физика. 2004. Вып. 3. С. 40-50.
  17. Графутин В.И., Илюхина О.В., Калугин В.В., Мясищева Г.Г., Прокопьев Е.П., Фунтиков Ю.В., Тимошенков Ан.С., Григорьев Д.К., Тимошенков С.П. Исследование позитронных состояний и дефектов в кремнии, облученном протонами // Физика и химия обработки материалов. 2006. № 5. С. 5-12.
  18. Гаврилов С.А., Графутин В.И., Илюхина О.В., Мясищева Г.Г., Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Фунтиков Ю.В. Прямое экспериментальное наблюдение атома позитрония в пористом кремнии методом позитронной аннигиляционной спектроскопии. // Письма в ЖЭТФ. 2005. Т. 81. Вып. 11-12. С. 680-682
  19. Прокопьев Е.П. Особенности определения свободных объемов и их распределение по радиусам в технически важных материалах методом ПАВ спектроскопии. // В кн.: Международное совещание по физике ядра (46 Совещание по ядерной спектроскопии и структуре атомного ядра, 18-21 июня 1996 г., Москва). / Тезисы докладов. СПб.: Изд-во ПИЯФ, 1996. С. 377.
  20. Jean Y.C. Positron annihilation spectroscopy for chemical analysis: A novel probe for microstructural analysis of polymers. // Microchem. J. 1990. V. 42 (1). P. 72-102.
  21. Gregory Roger B. J. Free-volume and pore size distributions determined by numerical Laplace inversion of positron annihilation lifetime data. // Appl. Phys. 1991. V. 70. Р. 4665-4670.
  22. Tao S.J. // J. Phys. Chem. 1972. V. 56. № 11. P. 5499.
  23. Eldrup, M., Lightbody, D., Sherwood, J. N. The temperature dependence of positron lifetimes. // Chem. Phys. 1981. V. 63. № 1. P. 51-58.
  24. Шантарович В.П., Ямпольский Ю.П., Кевдина И.Б. Свободные объемы и время жизни позитрония в полимерных системах // Химия высоких энергий. 1994 Т. 28. № 1. С. 53-59.
  25. Chaplygin Yu.A., Grafutin V.I., Svetlov-Prokopiev E.P., Timoshenkov S.P. Positronics and Nanotechnologies: Possibilities of Studying Nano-objects in Technically Important Materials and Nanomaterials // In book: Advances in Nanotechnology. 2010. V. 1. Editors: E.J. Chen and N. Peng. Nova Science Publishers. New York. 2010. P. 191-208. https://www.novapublishers.com/catalog/product_info.php-cPath=23_96&products_id=10207&osCsid=9c7f4bdf96ee0b265245e976a7c8d2fc
  26. Бритков О.М., Гаврилов С.А., Графутин В.И., Калугин В.В., Тимошенков Ал.С., Илюхина О.В., Мясищева Г.Г., Тимошенков Ан.С., Светлов-Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Григорьев Д.К., Фунтиков Ю.В. Позитронная аннигиляционная спектроскопия и свойства пористого кремния // Петербургский журнал электроники. 2007. № 3. С. 15-28.
  27. Графутин В.И., Илюхина О.В., Мясищева Г.Г.,Калугин В.В., Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Хмелевский Н.О., Фунтиков Ю.В. Исследования методом позитронной аннигиляционной спектроскопии дефектов в облученном протонами кремнии // Микроэлектроника. 2005. V. 34 (3). P. 218-224.
  28. Графутин В.И., Залужный А.Г., Тимошенков С.П., Бритков О.М., Илюхина О.В., Комлев В.П., Мясищева Г.Г., Прокопьев Е.П., Фунтиков Ю.В. Исследование радиационных нарушений в монокристаллах кварца, облученных протонами // Поверхность. 2008, № 7. С. 10-18.
  29. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991.
  30. Тимошенков С.П., Чаплыгин Ю.А., Графутин В.И., Прокопьев Е.П., Фунтиков Ю.В. Позитроника и нанотехнологии: определение радиусов нанообъектов пустоты в пористом кремнии и кремнии, облученном протонами // Нанотехника. 2008. № 3(15). C. 82-84. http://www.nanotech.ru/journal/, http://www.nanotech.ru/journal/word/cont08-3.pdf
  31. Бурцл, Графутин В.И., Илюхина О.В., Мясищева Г.Г., Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Фунтиков Ю.В. Возможности изучения нанообъектов в пористом кремнии и подложках кремния, облученных протонами, методом позитронной аннигиляционной спектроскопии // Физика твердого тела. 2010. Т. 52. Вып. 4. С. 651-654.
  32. Графутин В.И., Залужный А.Г., Тимошенков С.П. и др. Исследование позитронных состояний и нанообъектов в монокристаллах кварца, облученных протонами. Атом позитрония в кварце // ЖЭТФ. 2008. Т. 133. Вып. 4. C. 723-734.
  33. Прокопьев Е.П. Диффузионно-аннигиляционная модель распада позитронных состояний на сферических дефектах в металлах // Письма в ЖТФ. 1990. Т. 16. Вып. 24. С. 6-10.
  34. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной физике. М.: Госатомиздат. 1960.
  35. Флюгге З.. Задачи по квантовой механике. Т. 1. М.: Изд-во ЛКИ, 2008.
  36. Dannefaer S. Defect and oxygen in silicon studied by positrons // Phys. Stat. Sol. (a). 1987. V.102 (2). Р. 481-491.