Предложен новый механизм процессов в структурах металл--изолятор--металл с нанометровыми размерами изолятора. Анализируется зависимость теоретической вольт-амперной характеристики от температуры подложки и сравнивается с экспериментальными результатами.

Приводятся экспериментальные результаты по электроформовке и измерению вольт-амперных характеристик нано-МИМ (металл--изолятор--металл) --- диода с углеродистой активной средой, изготовленного в виде открытой с торца "сандвич"-МИМ структуры с нанометровой изолирующей щелью, которые отражают процессы самоорганизации и самоформирования углеродистых проводящих наноструктур в изолирующей щели. Показано, что свойства такого элемента существенно отличаются от свойств традиционного МИМ диода и эти отличия могут быть объяснены, если учесть, что последовательно с растущей в изолирующей щели углеродистой проводящей средой встроен тонкий слой диэлектрика. Полученные данные говорят о нанометровых размерах образующейся углеродистой структуры по всем трем измерениям. Развитые модельные представления хорошо соответствуют экспериментальным результатам, объясняя, в частности, проявляющуюся пространственно временную самоорганизацию в такой системе.

Рассматривается влияние инжекции электронов из катода на электропроводность и неравномерное распределение пьезоэлектрических свойств по толщине структур металл--диэлектрик--металл (МДМ) на основе электрострикционной, оптически прозрачной сегнетокерамики типа ЦТСЛ. Тонкослойные диэлектрики в контакте с металлическими электродами проявляют полупроводниковые свойства, поэтому для расчета электрических полей и токов используется теория, сформулированная Моттом и Герни для диэлектрических диодов. В результате асимптотического решения определено распределение поляризации по толщине пьезоэлектрического слоя и сформулированы соотношения электроупругости для сегнетокерамических пластин и оболочек. Подробно рассмотрен электромеханический изгибный эффект в однородных пьезоэлектрических пластинах, используемых в качестве модуляторов оптического излучения. Показаны возможности применения полученных формул для расчетно-экспериментального определения распределения поляризации по толщине тонкослойных пьезоэлектрических структур.

Рассчитан вклад в туннельный ток от электронов, движущихся под большими углами к плоскости барьерного перехода. Показано, что он заведомо мал лишь тогда, когда фермиевские энергии электродов составляют несколько электрон-вольт. В противном случае, когда энергии Ферми не превышают 1--2 eV, доля этого вклада в туннельном токе при высоких и тонких потенциальных барьерах становится доминирующей. Установлено, что значение контактного магнитного сопротивления в туннельных контактах ферромагнитный металл--изолятор--ферромагнитный металл коррелирует с величиной обсуждаемого вклада и показано, что именно этот фактор является причиной его уменьшения при увеличении толщины и уменьшении высоты потенциального барьера. PACS: 73.40.Gk

Теоретически и экспериментально исследованы особенности взаимодействия электромагнитного излучения с нанометровыми структурами металл--полупроводник. Предложена и экспериментально реализована методика неразрушающего многопараметрового контроля электрофизических параметров нанометровых слоев металла и электропроводности полупроводника в структурах металл--полупроводник по спектрам отражения и прохождения электромагнитной волны. PACS: 81.07.-b

На основе измеренных частотных зависимостей комплексной емкости конденсаторных тонкопленочных структур металл--сегнетоэлектрик PZT--металл в диапазоне частот 100 Hz--100 MHz определены параметры функции распределения типа Коула--Коула значений постоянной времени слоев сегнетоэлектрических тонких пленок Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 и характер распределения величины удельного объемного сопротивления по толщине пленок.

Исследуются особенности влияния спиновых флуктуаций на энергетические спектры sp- и d-носителей тока в почти ферромагнитных полупроводниках на основе соединений d-переходных металлов. Показано, что за счет расщепления электронных спектров во флуктуирующих обменных полях в почти ферромагнитных системах возможны электронные превращения типа полупроводник--металл, сопровождаемые исчезновением энергетических щелей в спектрах sp- и d-электронов при различных температурах и сдвигом химического потенциала в область разрешенных энергий. Конкретный анализ подобных электронных превращений проводится на примере почти ферромагнитного FeSi.

С учетом косвенного и диполь-дипольного взаимодействий адатомов исследованы изменения электронной структуры поверхностного слоя полупроводниковой подложки. Найдены условия как возникновения, так и схлопывания щелей в зоне поверхностных состояний подложки в функции от степени покрытия поверхности адатомами. Результаты анализа использованы для объяснения переходов металл--полупроводник при адсорбции атомов цезия и натрия на поверхности (001) кремния. Работа выполнена в рамках федеральной программы "Поверхностные атомные структуры".

Представлены результаты исследования электропроводности в системе нанокристаллический металл--полимер--металл в зависимости от температуры. Обнаружено, что при температурах структурных превращений нанокристаллических электродов происходит переход указанной системы в высокопроводящее состояние. Результаты интерпретируются в рамках модели зарядовой неустойчивости, возникающей в тонких пленках полимеров при изменении граничных условий. Настоящая работа выполнялась при частичной поддержке грантов РФФИ N 96-02-19208, 98-03-33322.

Развиты две электростатические модели, позволяющие рассчитать критическую концентрацию водородоподобных примесей в трехмерных кристаллических полупроводниках, соответствующую фазовому переходу изолятор--металл и переходу металл--изолятор в пределе нулевой температуры. Переход изолятор--металл определяется по расходимости статической диэлектрической проницаемости слабо компенсированных полупроводников при увеличении концентрации поляризуемых примесей до критической. Переход металл--изолятор соответствует расходимости электрического сопротивления на постоянном токе сильно легированных полупроводников при увеличении степени компенсации основной примеси (или уменьшении ее концентрации). Критической концентрации примеси отвечает совпадение уровня протекания для основных носителей заряда с уровнем Ферми. Результаты расчетов, проведенных в рамках предложенных моделей, согласуются с экспериментальными данными для кристаллов кремния и германия n- и p-типов в широком диапазоне их степеней легирования и компенсации примесей. Работа поддержана Белорусским республиканским фондом фундаментальных исследований (грант N Ф01-199) и Российским фондом фундаментальных исследований (грант N 01-02-17813).