Нусупов Каир Хамзаевич, Д.ф-м.н., главный научный сотрудник, Лаборатория альтернативной энергетики и нанотехнологий
ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы
Nusupov Kair Khamzaevich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Chief Researcher, Laboratory of Alternative Energy and Nanotechnologies
st. Tole bi 59, 050000, Almaty
Бейсенханов Нуржан Бейсенханович, Д.ф-м.н., декан, главный научный сотрудник, Школа материаловедения и зеленых технологий
ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы
Beisenkhanov Nurzhan Beisenkhanovich, Doctor of Physics and Mathematics, Dean, Chief Researcher, School of Materials Science and Green Technologies
st. Tole bi, 59, 050000, Almaty
Кукушкин Сергей Арсеньевич, Д.ф-м.н., заведующий лабораторией, Лаборатория структурных и фазовых превращений в конденсированных средах
г. Санкт-Петербург, Васильевский остров, Большой проспект, 61, 199178
Kukushkin Sergey Arsenievich, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Head of the Laboratory, Laboratory of Structural and Phase Transformations in Condensed Matter
St. Petersburg, Vasilievsky Island, Bolshoi Prospekt, 61, 199178
Султанов Асанали Талгатбекулы, Ph.D. студент, заведующий лабораторией, Лаборатория альтернативной энергетики и нанотехнологий
ул.Толе би, 59, 050000, г. Алматы
Sultanov Asanali Talgatbekuly, Ph.D. student, head of the laboratory, Laboratory of Alternative Energy and Nanotechnologies
59 Tole bi str., 050000, Almaty
Кейінбай Сымайыл, Магистр, младший научный сотрудник, Лаборатория альтернативной энергетики и нанотехнологий,
ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы
Keyinbay Symayil, Master, Junior Researcher, Laboratory of Alternative Energy and Nanotechnologies
st. Tole bi, 59, 050000, Almaty
Шыныбаев Дархан Серикович, Бакалавр, ведущий оператор технологической линии, Лаборатория альтернативной энергетики и нанотехнологий
ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы
Shynybaev Darkhan Serikovich, Bachelor, leading operator of the technological line, Laboratory of Alternative Energy and Nanotechnologies
st. Tole bi, 59, 050000, Almaty
Кусайнова Айжан Жамбуловна, Магистрант, ведущий химик-технолог, Лаборатория альтернативной энергетики и нанотехнологий
ул. Толе би, 59, 050000, г. Алматы
Kusaynova Aizhan Zhambulovna, Master student, leading chemical technologist, Laboratory of alternative energy and nanotechnologies
st. Tole bi, 59, 050000, Almaty
В работе на поверхности кремниевой пластины Si(100) методом согласованного замещения атомов синтезированы монокристаллические пленки карбида кремния. Синтез пленок осуществлен при температурах 1200 °С и 1300 °С в течение 20 минут в потоке газа CO при давлении 0.8 Па. Анализируется влияние температур 1200–1300 °С на формирование методом замещения атомов моно- и поликристаллического слоев, а также наноструктурированных фаз SiC в приповерхностной области кремния. Показано формирование высококачественной кристаллической пленки карбида кремния и влияние условий синтеза на общий объем структурных фаз SiC, микроструктуру и наноструктуру поверхности. Обнаружено, что увеличение температуры с 1200 °С до 1300 °С привело к более интенсивному формированию карбида кремния и росту количества Si- C-связей в 1,9 раза вследствие увеличения толщины синтезированного слоя карбида кремния. Происходит увеличение доли кристаллической фазы за счет более интенсивной трансформации зародышей нанокристаллов в микро- и нанокристаллы. Предположены интенсивные процессы проникновения атомов углерода вглубь кремния при температуре 1300 °С с аморфизацией его структуры и образованием Si-C-связей, которые могут трансформироваться в кристаллические фазы при температурах выше 1300 °С. Доля кристаллической фазы SiC увеличивается до 50,2% объема пленки за счет интенсивной трансформации зародышей нанокристаллов в микро- и нанокристаллы. Экспериментально показано, что формирование разнообразных структур SiC на Si (100) происходит в полном соответствии с основными положениями метода согласованного замещения атомов.
In this work, monocrystalline films of silicon carbide were synthesized on the surface of a Si(100) silicon wafer using the method of coordinated substitution of atoms. The films were synthesized at temperatures of 1200 °C and 1300 °C for 20 minutes in a CO gas flow at a pressure of 0.8 Pa. The effect of 1200–1300 °C temperatures on the formation of single- and polycrystalline layers, as well as nanostructured SiC phases in the near-surface region of silicon by the method of atom substitution, is analyzed. The formation of a high-quality crystalline silicon carbide film and the influence of synthesis conditions on the total volume of SiC structural phases, microstructure and nanostructure of the surface are shown. It was found that an increase in temperature from 1200 °C to 1300 °C led to a more intensive formation of silicon carbide and an increase in the number of Si–C bonds by 1.9 times due to an increase in the thickness of the synthesized silicon carbide layer. There is an increase in the proportion of the crystalline phase due to a more intense transformation of the nuclei of nanocrystals into micro- and nanocrystals. Intense processes of penetration of carbon atoms deep into silicon at a temperature of 1300 °C with amorphization of its structure and the formation of Si-C, which can transform into crystalline phases at temperatures above 1300 °C, are assumed. The proportion of the SiC crystalline phase increases to 50.2% of the film volume due to the intensive transformation of nanocrystal nuclei into micro- and nanocrystals. It has been experimentally shown that the formation of various SiC structures on Si (100) occurs in full accordance with the main principles of the method of coordinated substitution of atoms.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.