Электронно-лучевая диагностика зондирования приповерхностной области электронами малых и средних энергий используется для анализа сверхмелких p+-n-переходов в кремнии (100), которые создаются в условиях неравнавесной примесной диффузии. Исследуется энергетическая зависимость коэффициента радиационной проводимости, а также его распределение по площади p+-n-перехода. Данная методика позволяет определить распределение по глубине кристалла вероятности разделения электронно-дырочных пар полем p-n-перехода, которое, как показывают результаты эксперимента, является различным для p+-n-переходов, полученных при доминировании kick-out и диссоциативного вакансионного механизмов примесной диффузии, лежащих в основе получения сверхмелких p-n-переходов. Кроме того, впервые представляются разультаты исследований распределения вторичных точечных центров, которые образуются вблизи границы сверхмелкого диффузионного профиля и в значительной степени влияют на транспорт неравновесных носителей. Полученные данные демонстрируют возможности повышения эффективности повышения фотоприемников, детекторов alpha-частиц и солнечных батарей, создаваемых на основе сверхмелких p-n-переходов.

Методом дифракции медленных электронов исследована поверхность GaAs, отклоненная на 3o от (001), при нагреве в вакууме до температуры T=550oC в поле градиента температуры nabla T~=50 град/см. При отсутствии nabla T на поверхности образуется структура (1x4), которая сохраняется при отжиге в течение 1 ч. При наличии nabla T по направлениям [110] появляются дублеты, характерные для фасетированной поверхности. Аналогичная картина наблюдается после отжига кристаллов без nabla T при T=650/700oC, когда становится заметным испарение машьяка. Рассчитана величина теплоты переноса атомов Q*, которая составляет 2.3 эВ и близка к Q* у переходных металлов, что связывается с эффектом фононного увлечения атомов.

Исследованы спектры фотолюминесценции нелегированных и легированных кремнием слоев GaAs(100) при T=77 K. Выявлено, что наряду с B-полосой, соответствующей межзонной излучательной рекомбинации, в спектрах легированных слоев наблюдается так называемая Si-полоса, расположенная вблизи hnu~= 1.4 эВ, а в многослойных delta-легированных структурах в области hnu~= 1.47/ 1.48 эВ дополнительно появляется полоса, обозначенная здесь как delta-полоса. Изучены зависимости энергетического положения, интенсивности и формы полос фотолюминесценции от дозы легированияNSi, мощности лазерного возбуждения и температуры. Показано, что Si-полоса обусловлена оптическими переходами между зоной проводимости и глубоким акцепторным уровнем (~ 100 мэВ), связанным с атомамиSi в узлахAs. Установлено, что зависимости формы и интенсивности delta-полосы от температуры и мощности возбуждения фотолюминесценции оказались идентичными соответствующим зависимостям для B-полосы. Согласно предложенной интерпретации, проявления delta-полосы в спектрах фотолюминесценции связываются с эффектами размерного квантования в delta-легированных структурах.

С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, метода Кельвина и рамановского рассеяния изучались свойства поверхности n-InP (100), пассивированной сульфидом аммония, растворенным в воде или в трет-бутиловом спирте. Показано, что обе обработки приводят к уменьшению глубины приповерхностной обедненной области, к смещению поверхностного уровня Ферми в направлении зоны проводимости и к увеличению работы выхода электронов с поверхности и энергии ионизации полупроводника, причем обработка в спиртовом растворе дает более сильный эффект, чем обработка в водном растворе. При сульфидировании в спиртовом растворе поверхностный уровень Ферми смещается на 0.2 эВ, а энергия ионизации увеличивается на 0.53 эВ.

В области температур T=10/ 300 K при помощи спектроскопии фотоотражения исследована температурная зависимость остаточных механических напряжений в эпитаксиальных пленках n-GaAs (толщина 1/ 5 мкм, концентрация электронов 1016/1017 см-3), выращенных на подложках Si (100). Количественный анализ показывает, что спектры фотоотражения, измеряемые в энергетической области перехода E0 GaAs, двухкомпонентны и состоят из электромодуляционной компоненты, обусловленной переходом "валентная подзона |3/2;± 1/2>--зона проводимости", и низкоэнергетической экситонной компоненты. Величина механических напряжений определяется из значения деформационно-индуцированного сдвига энергии фундаментального перехода из подзоны |3/2;±1/2> по отношению к ширине запрещенной зоны ненапряженного эпитаксиального материала, E0(T)-E0|3/2;±1/2>(T). Обнаруженное увеличение энергетического сдвига E0-E0|3/2;±1/2> от 22± 3 мэВ при 296 K до 29± 3 мэВ при 10 K указывает на рост биаксиального напряжения растяжения при понижении температуры.

Сообщается о создании одномодового лазера на основе двойной гетероструктуры InAsSb/InAsSbP, излучающего на длинах волн 3.2/ 3.3 мкм в интервале температур 12/ 90 K. Предполагается, что одномодовый режим возникает вследствие создания в лазере плавного оптического волновода по ширине резонатора, в котором поток излучения колеблется, поддерживая свои колебания и интенсивность. Проанализировано влияние сдвига частоты генерации и максимума спектра усиления с током на вероятность одномодовой генерации. Проведено сканирование газовых сред OCS, NH3, CH3Cl и H2O излучением созданного лазера в рекордно широком интервале частот 10 см-1 (104 Angstrem).

Показано, что фосфор сегрегирует как вблизи идеальной границы SiO2/Si(100), так и вблизи границы с дефектами. В зависимости от конкретного механизма сегрегации (замещенние одиночных атомов кремния вблизи границы, притяжение к вакансиям и межузельным атомам кремния, накапливающимся вблизи границы ит. д.) энергия сегрегации может варьироваться от0.5 до1.0 эВ. При высоких концентрациях (сравнимых с концентрацией атомов кремния) энергия сегрегации уменьшается до 0.15--0.7 эВ. Энергия сегрегации на идеальной границе меньше, чем на границе с дефектами.

Методом масс-спектрометрии вторичных ионов исследовано распределение кремния до и после термического отжига в тонких легированных слоях GaAs, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках с ориентациями (100), (111) A, (111) B. С помощью атомно-силового микроскопа исследованы рельефы поверхности выращенных эпитаксиальных пленок вне и внутри кратера ионного травления, возникающего во время анализа методом масс-спектрометрии вторичных ионов. Выявлены особенности рельефа поверхности внутри кратера для разных ориентаций. Обнаруженные изменения формы профилей легирования объяснены как особенностями развития рельефа поверхности во время ионного травления при анализе методом масс-спектрометрии вторичных ионов, так и с ускоренной диффузией Si по дефектам роста.

Методом регистрации картины дифракции быстрых электронов in situ построена диаграмма структурного и морфологического состояния пленки Ge на поверхности Si (100), включающая в себя следующие области: сплошная пленка, hut- и dome-кластеры, dome-кластеры с дислокациями несоответствия на границе раздела. Впервые определено изменение параметров решетки пленки Ge в процессе ее роста на поверхности Si (100) при молекулярно-лучевой эпитаксии и обнаружены осцилляции изменения параметра поверхностной атомной ячейки в плоскости (100) на стадии двумерного слоевого роста.

Методом атомно-силовой микроскопии проведен сравнительный анализ топографии естественно окисленных поверхностей подложек GaAs(100), а также подложек, обработанных в водных растворах сульфида натрия на различных стадиях их подготовки для роста гетероструктур на основеZnSe методом молекулярно-пучковой эпитаксии. Обнаружено, что отжиг окисленных подложек вызывает сильное нарушение планарности поверхности и приводит к появлению ямок с плотностью1010 см-2. Плотность ямок удается уменьшить на 2порядка с помощью обработки поверхности подложки в водном раствореNa2S. Методом просвечивающей электонной микроскопии показано, что сульфидирование подложекGaAs позволяет снизить количество дефектов (до~ 3· 105 см-2), зарождающихся на интерфейсе ZnSe/GaAs, и соответственно улучшить структурные качества выращиваемых методом молекулярно-пучковой эпитаксии слоевAIIBVI игетероструктур.