наноструктуры. курсбж. Поверхность. Некоторые свойства объектов
 Скачать 0.57 Mb.
|
 где П – поверхностные атомы подложки. Образование соединения АВ и рост пленки происходят за счет реакции между компонентами А и В в адсорбированном слое, поэтому важно, чтобы их адсорбция была мономолекулярной. Эти условия определяются температурой подложки и соответствуют так называемому окну АСЭ (рис. 5), где скорость роста соответствует одному монослою за цикл (участок АВ). Термоактивацию хемосорбции можно заменить или дополнить другим видом, например фотоактивацией, и тем самым существенно расширить область монослойного роста. Легирование слоев, как и в предыдущих случаях, осуществляют добавлением примеси в газовую фазу. Следует отметить, что химическая сборка во всех ее видах – достаточно низкотемпературный процесс, что позволяет синтезировать наноструктуры с резкими границами по составу и легированию. Смена реагента на любой стадии процесса в любой последовательности дает возможность без особых усилий получать многослойные композиционные наноструктуры с контролем толщины до одного монослоя вещества. Недостатками ХС в настоящее время являются ограниченный круг реакционноспособных легколетучих реагентов и сложность создания достаточно однородно активированной поверхности для реализации монослойного механизма роста структур. Рассмотрим несколько примеров, служащих иллюстрацией того, как использование уникальных свойств наноструктур позволило создать новые типы приборов, работа которых основана на новых физических эффектах. Характеристики этих приборов намного превосходят возможности аналогов на обычных полупроводниковых структурах. Это гетеролазеры для систем оптической связи на двойной гетероструктуре с двойными барьерами на GaAs–Ga1 − xAlxAs, работающие в диапазоне 0,70–0,88 и 1,78 мкм на гетероструктуре GaSb–Ga1 − xAlxSb, лазеры на сверхрешетке с квантовыми ямами GaAs–Ga1 − xAlxAs. В последнем случае сверхрешетка должна иметь не менее десяти периодов с толщиной слоев 10–15 нм. Инжекционные лазеры на сверхрешетках с квантовыми ямами имеют КПД до 60%, обладают низким пороговым током и узкой диаграммой направленности. Для этих же целей перспективна сверхрешетка с более сложным составом GaAs– (Ga1 − xAlx)yIn1 − yP. В 1982 году был создан первый лавинный фотодиод на сверхрешетке GaAs–Ga1 − xAlxAs (х = 0,55), обладающий эффектом фотоумножителя, а позднее и полевой транзистор с модулированным легированием, который имел время переключения всего несколько пикосекунд. Это открывает реальные возможности его использования в сверхбыстродействующих высокочастотных интегральных схемах. Более подробную информацию по вопросу использования сверхрешеток можно получить из [5].   Недавно благодаря уникальным возможностям нанотехнологии был создан микрополостный лазер. Излучающие элементы этого крохотного устройства – молекулы флуоресцентного вещества заключены в микроскопическую полость в специально выращенном кристалле – цеолите на основе фосфата алюминия. Особая форма полости (поры), обеспечивающая полное внутреннее отражение света, позволяет сфокусировать и направить испускаемый молекулами свет. Новая технология создания микроскопических лазеров может оказаться настолько эффективной, что именно на их основе будут созданы миниатюрные устройства для CD-плейеров и компьютеров будущего. Заключение В заключение следует отметить и такие традиционные области применения поверхностных наноструктур, как высокодисперсные сорбенты, катализаторы и наполнители, в которых использование химической сборки для модифицирования поверхности и выращивания поверхностных структур заданного состава и строения позволило существенно улучшить их свойства и получить новые, например высокоселективные, сорбены, негорючие полимерные материалы. Химическая сборка является одним из основных методов бурно развивающейся нанотехнологии, в частности химической нанотехнологии. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Демиховский В.Я. Квантовые ямы, нити и точки: Что это такое? // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. № 5. С. 80–86. Шик А.Я. Квантовые нити // Там же. С. 87–92. Белявский Ц.И. Экситоны в низкоразмерных системах // Там же. С. 93–99. Квливидзе В.И., Киселев В.Ф., Ушакова Л.А. // Докл. АН СССР. 1970. Т. 191. С. 1088–1092. Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки. М.: Мир, 1989. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры: Пер. с англ. / Под ред. Ж.И. Алферова, Ю.В. Шмарцева. М.: Мир, 1989. 582 с. Малыгин А.А. Химическая сборка поверхности твердых тел методом молекулярного наслаивания // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. № 7. С. 58–64. |