Влияние молекулярного окружения кремниевых нанокристаллов на их фотолюминесцентные свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.10, кандидат физико-математических наук Рябчиков, Юрий Витальевич

• Рябчиков, Юрий Витальевич
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Рябчиков, Юрий Витальевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Структурные, электронные и оптические свойства нанокристаллических кремниевых систем.

1.1.1 Получение кремниевых наноструктур.

1.1.2 Структурные и оптические свойства пористого кремния.

1.1.2.1 Структурные свойства пористого кремния.

1.1.2.2 Природа фотолюминесценции пористого кремния.

1.1.2.3 Влияние экситонных эффектов, температуры и интенсивности возбуждающего излучения молекулярного окружения на фотолюминесценцию пористого кремния.

1.2 Влияние молекулярного окружения на оптоэлектронные свойства нанокристаллов.

1.2.1 Влияние донорных и акцепторных молекул на фотолюминесценцию пористого кремния.

1.2.2 Оптические характеристики молекул органических красителей в диэлектриках и полупроводниках.

1.2.2.1 Оптические характеристики молекул красителей в пористых диэлектриках.

1.2.2.2 Оптические характеристики молекул органических красителей в пористых полупроводниках.

1.2.3 Генерация синглетного кислорода в пористых средах.

1.2.3.1 Электронная конфигурация молекулы кислорода.

1.2.3.2 Фотолюминесцентная диагностика фотосенсибилизации синглетного кислорода в ансамблях кремниевых нанокристаллов.

1.3 Вывод из обзора литературы и постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1 Образцы кремниевых наноструктур на основе пористого кремния.

2.2 Приготовление растворов органических красителей, а также получение и очистка адсорбатов.

2.3 Методы исследования образцов.

2.3.1 Регистрация Ж спектров и спектров ЭПР.

2.3.2 Регистрация спектров и кинетик фотолюминесценции.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕЛАКСАЦИИ ЭНЕРГИИ ФОТОВОЗБУЖДЕННЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В КРЕМНИЕВЫХ НАНОКРИСТАЛЛАХ С РАЗЛИЧНЫМ МОЛЕКУЛЯРНЫМ ОКРУЖЕНИЕМ .62 3.1 Особенности фотолюминесценции органических молекул антрацена и красителя родамина Б в микропористом и мезопористом кремнии.

3.1.1 Фотолюминесценция молекул антрацена.

3.1.2 Фотолюминесценция молекул красителя родамина Б.

3.2 Влияние донорных и акцепторных молекул на релаксацию энергии неравновесных носителей заряда в микропористом кремнии.

3.2.1 Диагностика состояния поверхности ПК при адсорбции акцепторных молекул диоксида азота методами ИК и ЭПР спектроскопии.

3.2.2 Фотолюминесценция микропористого кремния при адсорбции акцепторных молекул диоксида азота.

3.2.3 Диагностика состояния поверхности ПК при адсорбции акцепторных молекул парабензохинона методом ЭПР-спектроскопии.

3.2.4 Фотолюминесценция микропористого кремния при адсорбции акцепторных молекул парабензохинона.

3.2.5 Диагностика состояния поверхности ПК при адсорбции донорных молекул пиридина методами ИК и ЭПР спектроскопии.

3.2.6 Фотолюминесценция микропористого кремния при адсорбции донорных молекул пиридина.

3.2.7 Фотолюминесценция микропористого кремния при адсорбции донорных молекул аммиака.

3.3 Фотосенсибилизация синглетного кислорода в порошках микропористого кремния и водных суспензиях на его основе.

3.3.1 Процесс фотосенсибилизации генерации синглетного кислорода при его адсорбции из газовой фазы.

3.3.2 Исследование генерации синглетного кислорода в ПК методом ЭПР-спектроскопии.

3.3.3 Зависимости эффективности генерации синглетного кислорода и времени передачи энергии от пористости образцов и давления молекул кислорода.

3.3.4 Процесс генерации фотосенсибилизации синглетного кислорода в водных суспензиях кремниевых нанокристаллов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние молекулярного окружения кремниевых нанокристаллов на их фотолюминесцентные свойства»

Актуальность проблемы.

Впервые пористый кремний (ПК) был получен в 1956 году группой ученых под руководством A. Uhlir [1]. В 1984 году исследователями Британского королевского института радиолокации и связи было зарегистрировано яркое свечение ПК в видимом диапазоне спектра при температуре жидкого гелия [2]. Но интенсивное изучение физических и оптических свойств ПК началось в 1990 г. после открытия доктором Canham из Британского агентства оборонных исследований эффективной фотолюминесценции данного объекта при комнатной температуре [3]. Он предложил возможную физическую модель, объясняющую фотолюминесценцию (ФЛ) в ПК, которая основана на эффекте квантового ограничения носителей заряда. Таким образом, возникла перспектива использования ПК в качестве базового элемента полупроводниковой оптоэлектроники. Но, к сожалению, быстро достичь успеха в практическом применении светоизлучающих свойств ПК не удается. Поэтому ученые работают над решением проблемы увеличения квантового выхода люминесценции ПК путем модификации структуры энергетических зон кремния при уменьшении размеров кристаллов до единиц нанометров. Еще один возможный путь повышения квантового выхода ФЛ, это введение в кремниевую матрицу активаторов люминесценции, таких как молекулы органических красителей, квантовые точки или ионы редкоземельных элементов [4,5,6].

Цель таких исследований - изучение механизмов переноса энергии между ПК и его окружением, что является важным для создания совместимого с кремниевой технологией светоизлучающего устройства. Кроме того, т.к. ПК обладает большой удельной поверхностью 1000 м см), то окружающая среда оказывает значительное влияние на оптические и электрические свойства ПК. Поэтому исследование влияния адсорбции различных газов, таких как NO2 [7], СО2 [8], NH3 [9], О2 [10] и т.д., также является полезным для понимания механизмов переноса энергии.

Таким образом, кремниевые нанокристаллы представляют несомненный научный и практический интерес для выяснения механизмов обмена энергией между полупроводниковыми нанокристаллами и их молекулярным окружением.

На момент начала исследования в литературе отсутствовали данные об изучении процессов релаксации энергии фотовозбужденных носителей заряда в ансамблях кремниевых нанокристаллов в слоях пористого кремния с одновременным контролем концентрации спиновых центров и химического состава адсорбционного покрытия поверхности нанокристаллов кремния. Отсутствие указанного контроля является, по-видимому, причиной противоречия между литературными данными по исследованию физических свойств образцов, характеризующихся различной исходной степенью окисления. Кроме того, вплоть до настоящего времени лишь единичные публикации посвящены изучению процесса генерации синглетного кислорода на поверхности nc-Si.

Целью данной работы являлось исследование влияния молекулярного окружения nc-Si на процессы излучательной рекомбинации фотовозбужденных носителей заряда с одновременным контролем концентрации спиновых центров и химического состава адсорбционного покрытия поверхности нанокристаллов кремния.

В связи с этим были поставлены следующие конкретные задачи:

1) Исследовать фотолюминесцентные свойства образцов ПК с адсорбированными молекулами органических красителей и изучить возможность переноса энергии между экситонами в nc-Si и молекулами органических красителей, адсорбированных на их поверхности.

2) С использованием метода фотолюминесценции исследовать влияние адсорбции донорных и акцепторных молекул на процессы релаксации энергии фотовозбужденных носителей зарядов в nc-Si с одновременным контролем концентрации спиновых центров и химического состава поверхности кремниевых нанокристаллов.

3) Изучить особенности фотосенсибилизации генерации синглетного кислорода в ПК и влияние данного процесса на ФЛ свойства nc-Si в зависимости от давления молекул кислорода. Экспериментально определить эффективность и время передачи энергии от экситонов в nc-Si к молекулам кислорода, адсорбированных на поверхности nc-Si, и исследовать зависимость этих параметров от пористости образцов ПК.

4) Исследовать ФЛ свойства водных суспензий кремниевых нанокристаллов и изучить процесс фотосенсибилизации генерации синглетного кислорода в них. Сравнить эффективность генерации синглетного кислорода в порошках и водных суспензиях кремниевых нанокристаллов.

Для решения поставленных задач был применен комплекс различных методов исследования, включающий измерение спектров и кинетик фотолюминесценции (ФЛ), а также методы спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и инфракрасную спектроскопию (ИК), позволяющие осуществлять контроль изменения концентрации спиновых центров и химического состава поверхности кремниевых нанокристаллов при взаимодействии с их молекулярным окружением, соответственно. Эксперименты по адсорбции активных молекул проводились на современном безмасляном вакуумном оборудовании.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации:

1. Обнаружено, что спектры ФЛ органических молекул антрацена и красителя родамина Б адсорбированных на поверхности nc-Si различаются для образцов микропористого и мезопористого кремния.

2. Установлено, что обратимое гашение ФЛ микропористого кремния в результате адсорбции акцепторных молекул диоксида азота и парабензохинона и донорных молекул пиридина и аммиака обусловлено формированием на поверхности nc-Si кулоновских центров.

3. Впервые измерены зависимости эффективности и времени передачи энергии от экситонов, локализованных в nc-Si, к адсорбированным на их поверхности молекулам кислорода, от пористости образцов ПК.

4. Обнаружено влияние фотосенсибилизированной генерации синглетного кислорода в пористом кремнии на интенсивность сигнала электронного парамагнитного резонанса от дефектов - оборванных связей кремния на поверхности nc-Si.

5. Впервые получены водные суспензии кремниевых нанокристаллов, обладающие высокой эффективностью ФЛ, и обнаружена фотосенсибилизированная генерация синглетного кислорода в них.

Научная и практическая ценность работы состоит в получении данных, характеризующих фотоэлектронные свойства nc-Si, модифицированные при адсорбции различных молекул, а также влияние молекулярного окружения нанокристаллов на их фотолюминесцентные свойства. С практической точки зрения, данные по влиянию адсорбции донорных и акцепторных молекул важны для создания сенсоров на основе ПК. Полученные результаты по генерации синглетного кислорода в порошках nc-Si и водных суспензиях на их основе могут быть полезны в области биомедицины.

Положения, выносимые на защиту:

1. Обнаружено, что спектры ФЛ органических молекул антрацена и красителя родамина Б, адсорбированных на поверхности nc-Si, различаются для образцов пористого кремния с различными размерами пор и кремниевых нанокристаллов.

2. Установлено, что адсорбция донорных и акцепторных молекул приводит к гашению ФЛ ПК вследствие образования в результате адсорбции на поверхности nc-Si кулоновских центров.

3. Получены зависимости эффективности и времени передачи энергии от экситонов, локализованных в nc-Si, к адсорбированным на их поверхности молекулам кислорода, от пористости образцов ПК, свидетельствующие об 8 увеличении эффективности процесса фотосенсибилизации синглетного кислорода в высокопористых образцах.

4. Установлено влияние фотосенсибилизированной генерации синглетного кислорода в ПК на интенсивность сигнала электронного парамагнитного резонанса от дефектов - оборванных связей кремния на поверхности nc-Si, которое находится в согласии с результатами, полученными методом ФЛ.

5. Обнаружена фотосенсибилизированная генерация синглетного кислорода в водных суспензиях кремниевых нанокристаллов и показана возможность практического использования данного эффекта.

Апробация работы.

Материалы, вошедшие в диссертацию, опубликованы в ведущих российских и зарубежных журналах и докладывались на следующих всероссийских и международных конференциях [А 1 -A3 7]: 4 всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2002; Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам Ломоносов, секция «физика», Москва, 2003; Международная конференция «Оптика, оптоэлектроника и технологии», Ульяновск, 2003; X Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем», Яльчик, 2003; Международная конференция «Современные проблемы физики и высокие технологии», Томск, 2003; III Международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2003», Санкт-Петербург, 2003; 5 всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2003; Porous semiconductors - science and technology, Cullera-Valencia, Испания, 2004; Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам Ломоносов, секция «физика», Москва, 2004; Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Санкт-Петербург, 2004; Международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики - 2004»,

Санкт-Петербург, 2004; Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам Ломоносов, секция «физика», Москва, 2005; XII Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем», Яльчик, 2005; ICANS 21, Лиссабон, Португалия, 2005; International conference Functional Materials 2005, Крым, Украина, 2005; IV Международная конференция молодых ученых и специалистов «0птика-2005», Санкт-Петербург, 2005; 7 всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2005; Porous semiconductors - science and technology, Барселона, Испания, 2006; XVI Уральская международная зимняя школа по физике полупроводников, Екатеринбург, 2006; XIV республиканская научная конференция аспирантов, магистрантов и студентов по физике конденсированного состояния, Гродно, 2006; XXXV International School on the Physics of Semiconducting Compounds Jaszowiec 2006, Варшава, 2006; Международная конференция «Аморфные и микрокристаллические полупроводники», Санкт-Петербург, 2006; Advanced Laser Technologies (ALT'06), Брашов, Румыния, 2006; 3rd International Conference on Materials Science and Condenced Matter Physics, Молдова, 2006; Международная конференция «Фундаментальные проблемы оптики - 2006», Санкт-Петербург, 2006; XII Национальная конференция по росту кристаллов НКРК-2006, Москва, 2006; 8 всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике, Санкт-Петербург, 2006; XXXVI International School on the Physics of Semiconducting Compounds Jaszowiec 2007, Варшава, 2007.

Заключение диссертации по теме «Физика полупроводников», Рябчиков, Юрий Витальевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

В диссертационной работе исследовано влияние молекулярного окружения на фотолюминесцентные свойства nc-Si в образцах ПК. Были получены следующие основные результаты:

1. Обнаружено, что спектры ФЛ органических молекул антрацена и красителя родамина Б адсорбированных на поверхности nc-Si различаются для образцов мезо-ПК и микро-ПК. Уширение спектров ФЛ молекул антрацена и родамина Б в мезо-ПК и микро-ПК связано с неоднородностью электрических полей, в которых находятся молекулы. Обнаружено значительное концентрационное тушение ФЛ молекул красителя родамина Б в микро-ПК, а также гашение ФЛ экситонов в nc-Si вследствие адсорбции молекул красителей на поверхности нанокристаллов.

2. Исследовано влияние адсорбции акцепторных молекул диоксида азота и парабензохинона и донорных молекул пиридина и аммиака на процессы релаксации энергии фотовозбужденных носителей заряда в ансамблях nc-Si в слоях микропористого кремния. Обнаружено гашение ФЛ микро-ПК при адсорбции молекул и предложены механизмы адсорбционно-индуцированного изменения ФЛ ПК с различным молекулярным окружением поверхности nc-Si.

3. На основе исследования спектров и кинетик экситонной ФЛ в слоях и порошках ПК изучено явление фотосенсибилизации молекул кислорода, адсорбированных на поверхности кремниевых нанокристаллов. Обнаружено многократное увеличение эффективности генерации синглетного кислорода и уменьшение времени передачи энергии от экситонов в nc-Si к молекулам кислорода при увеличении степени пористости образцов ПК от 65% до 90%, что объясняется ростом квантового выхода ФЛ nc-Si в высокопористых образцах.

4. Обнаружено влияние процесса фотосенсибилизированной генерации синглетного кислорода в ПК на интенсивность сигнала электронного парамагнитного резонанса от дефектов - оборванных связей кремния на поверхности nc-Si, что объясняется изменением времен спин-решеточной релаксации дефектов при изменении спинового состояния адсорбированных молекул кислорода. Полученные методом ЭПР результаты находятся в согласии с выводами, сделанными на основе результатов, полученных методом ФЛ.

5. Реализована фотосенсибилизация генерации синглетного кислорода в водных суспензиях nc-Si и проведены экспериментальные исследования данного процесса методом ФЛ, что позволило оценить эффективность фотосенсибилизации и время передачи энергии от экситонов в nc-Si к молекулам кислорода в водных суспензиях кремниевых нанокристаллов.

В заключении автор выражает глубокую признательность заведующему кафедрой общей физики и молекулярной электроники П.К. Кашкарову за возможность работы на современном экспериментальном оборудовании, своему научному руководителю В.Ю. Тимошенко за поддержку и помощь в процессе выполнения работы, профессору Г.С. Плотникову и доцентам Е.А. Константиновой и В.Б. Зайцеву за многочисленные плодотворные дискуссии и обсуждение полученных результатов, аспирантам А.С. Воронцову, ИА. Белогорохову и ВА. Демину за помощь в наладке оборудования и проведении эксперимента, Ю.А. Обушеву, П.Ю. Бокову и А.В. Червякову за техническое обслуживание экспериментальной установки, ассистенту JIA. Осминкиной и старшему научному сотруднику Института Теоретической и Экспериментальной Биофизики (ИТЭБ) РАН (г. Пущиио) к.ф.-м.н. АА. Кудрявцеву за помощь в проведении биофизических экспериментов, В.М. Демидович за помощь в приготовлении растворов органических красителей, а также всем сотрудникам кафедры общей физики и молекулярной электроники.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Рябчиков, Юрий Витальевич, 2007 год

1. А2. Е.А. Константинова, Ю.В. Рябчиков, Л.А. Осминкина, А.С. Воронцов, П.К. Кашкаров. Влияние адсорбции донорных и акцепторных молекул на рекомбинационные свойства кремниевых нанокристаллов // ФТП. 2004. - Т. 38,вып. И.-С. 1386-1391.

2. A3. В.Б. Зайцев, Г.С. Плотников, Ю.В. Рябчиков. Особенности фотолюминесценции органических молекул в пористом кремнии // Вестник московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2004. - № 5. -С. 29-31.

3. А1 О.Зайцев В.Б., Рябчиков Ю.В. «Особенности флуоресценции органическихкрасителей в матрице пористого кремния». // Международная конференциястудентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам

4. Ломоносов 2003, секция «физика». Москва, Россия, Стр. 278.

5. All.Зайцев В.Б., Рябчиков Ю.В. «Особенности флуоресценции антрацена иродамина В в пористом кремнии». // Международная конференция «Оптика,114оптоэлектроника и технологии». 27-30 июня 2003 г. Ульяновск, Россия, Стр. 192.

6. A16.Konstantinova Е.А., Ryabchikov Yu.V., Azmetov E.M., Osminkina L.A.,

7. Vorontsov, Timoshenko V.Yu., Kashkarov P.K. «Effect of active moleculesadsorption on photoelectron properties of porous silicon». // Porous115semiconductors science and technology. 14-19 March, 2004. Cullera-Valencia, Spain, PI-67.

8. Semiconducting Compounds Jaszowiec 2006. 17-23 June 2006. Warsaw, Poland. P. 81.

9. А31.Ю. В. Рябчиков, JI. А.Осминкина, А. С. Воронцов, И. А. Белогорохов, В. Ю.

10. Тимошенко, П. К. Кашкаров. «Генерация синглетного кислорода в порошкахи водных суспензиях пористого кремния» // V Международная конференция

11. Аморфные и микрокристаллические полупроводники». 19-21 июня 2006 г.

12. Санкт-Петербург, Россия, Стр. 245.

13. А32. V.Yu. Timoshenko, L.A. Osminkina, A.S. Vorontsov, Yu.V. Ryabchikov, M.B.

14. Gongalsky, A.I. Efimova, E.A. Konstantinova, T.Yu. Bazylenko, P.K. Kashkarov,

15. A.A. Kudryavtzev. "Silicon nanocrystals as efficient photosensitizer of singletoxygen for biomedical applications" // Advanced Laser Technologies (ALT'06). 8- 12 September 2006. Brasov, Romania, P. 0.21.

16. A33.V. Yu. Timoshenko, L. A. Osminkina, A. S. Vorontsov, Yu.V. Ryabchikov, A. I.

17. Efimova, E.A. Konstantinova, T. Yu. "Silicon nanocrystals as efficientphotosensitizer of active oxygen for biomedical applications" // 3rd International

18. Conference on Materials Science and Condenced Matter Physics. 3-6 October2006. Chisinau, Moldova, P. 228.

19. А34.Рябчиков Ю.В., Осминкина Л.А., Воронцов A.C., Белогорохов И.А.,

20. Тимошенко В.Ю., Кашкаров П.К. «Фотосенсибилизация молекулсинглетного кислорода в водных суспензиях, содержащих ансамбликремниевых нанокристаллов» // Международный оптический конгресс

21. Оптика XXI век», конференция «Фундаментальные проблемы оптики-2006».16.20 октября 2006 г. Санкт-Петербург, Россия, Стр. 85.119

22. Uhlir A. Electrolytic shaping of germanium and silicon // Bell Syst. Tech. -1956. V. 35. - No 2. - P. 333-347.

23. Pickering C., Beale M.I.J., Robbins D.J., Pearson P.J., Greet R. Optical studies of the structure of porous silicon films formed in p-type degenerate and non-degenerate silicon // J. Phys. C: Sol. St. Phys. 1984. - V. 17. - No 10. - P. 6535-6552.

24. Canham L.T. Silicon Quantum Wire Array Fabrication by Electrochemical and Chemical Dissolution of Wafers // Appl. Phys. Lett. 1990. - V. 57. - No 10. -P. 1046-1048.

25. Lockwood D.J. Light Emission from Silicon // Academic, Boston. 1997.

26. Kimerling L.C., Kolenbrander K.D., Michel J., Palm J. Light Emission from Silicon // Solid State Phys. 1997. - V.50. - P. 333.

27. Timoshenko V. Yu., Dittrich Th., Lysenko V., Lisachenko M.G., Koch F. Free carriers in mesoporous silicon // Phys. Rev. B. 2001. - V. 64. - P. 085314-1-0853142.

28. Rocchia M., Garrone E., Geobaldo F., Boarino L., Sailor M. J. Sensing CO2 in a chemically modified porous silicon film // Phys. Stat. Sol. (a). 2003. - V. 197. - №2. -PP. 365- 369.

29. Chiesa М., Amato G., Boarino L., Garrone E., Geobaldo F., Giamello E. Effect of ammonia adsorption on porous silicon surface // Angew. Chem. -2003. -V. 42. -P. 5031.

30. D. Kovalev, E. Gross, N. Kunzner, F. Koch, V.Yu. Timoshenko, M. Fujii, Resonant Electronic Energy Transfer from Excitons Confined in Silicon Nanocrystals to Oxygen Molecules // Phys. Rev. Lett. 2002. -V. 89. - P. 137401-1-4.

31. Лабунов B.A., Бондаренко В.П., Борисенко B.E. Получение, свойства и применение пористого кремния // Зарубежная электронная техника. 1978. - № 15.-С. 3-27.

32. Smith R.L., Collins S.D. Porous silicon formation mechanisms // J. Appl. Phys. -1992. V. 71. - No 8. - P. R1-R22.

33. Beale M.I.J., ChewN.G., Uren M.J., Cullis A.G., Benjamin J.D. Microstructure and Formation Mechanism of Porous Silicon // Appl. Phys. Lett. 1985. - V.46. - No 1. -P. 86-88.

34. Lehmann V., Gosele U. Porous Silicon Formation: A quantum Wire Effect // Appl. Phys. Lett. 1991. -V. 58. - No 8. - P. 856-858.

35. Jung K.H., Shih S., Kwong D.L. Developments in luminescent porous Si // J. Electrochem. Soc.- 1993.-V. 140.-No 10. P. 3016-3064.

36. Theiss W. Optical properties of porous silicon // Surf. Science Rep. 1997. -V. 29.-P. 91-192.

37. Herino R, Bomchil G., Baria K., Bertrand C., Ginoux J. L. Porosity and pore size distribution of porous silicon layers // J. Electrochem. Soc. 1987. - V. 134. -P. 1994-2000.

38. Свечников C.B., Савченко A.B., Сукач Г.А., Евстигнеев A.M., Каганович Э.Б. Светоизлучающие слои пористого: получение, свойства и применение // Оптоэл. и п/п техника. 1994. - Т. 27. - С. 3-29.

39. Lehmann V., Stengl R., Luigart A. On the morphology and the electrochemical formation mechanism of mesoporous silicon // Materials Science and Engineering. -2000.-V.-B69-70.-No 11-12.-P. 11-22.

40. Rouquerol J., Avnir D., Fairbridge C.W., Everett D.H., Haynes, J.H., Pernicone N., Ramsay J.D.F., Sing K.S.W., Unger K.K. Recommendations for the characterization of porous solids // Pure Appl. Chem. 1994. - V. 66. - P. 1739-1758.

41. Cullis A. G., Canham L. Т., Calcott P. D. J. The structural and luminescence properties of porous silicon//Appl. Phys. Lett. -1997. V. 82. - P. 909-965.

42. Canham L. Т., Cullis A. G., Pickering C., Dosser O.D., Cox D.I., Lynch T.P. Luminescent anodized silicon aerocrystal networks prepared by supercritical drying // Nature.- 1994.-V. 368.-P. 133-135.

43. Canham L. Т., Groszek A. J. Characterization of microporous silicon by flow calorimetry: comparison with a hydrophobic Si02 molecular sieve // J. Appl. Phys. -1992.-V. 72.-No4.-PP. 1558- 1565.

44. Hamilton В. Topical review: Porous silicon // Semicond. Sci. & TechnoL. -1995.-V.10.-PP. 1187-1207.

45. Gardelis S., Rimmer J.S., Danson P., Hamilton В., Parker E.N.C. Evidence for quantum confinement in the photoluminescence of porous Si and SiGe // Appl. Phys. Lett. 1991. - V. 59. - No. 17. - PP. 2118-2120.

46. Tsai C., Li K.-H., Sarathy J., Shih S., Campbell J.C., Hanse B.K., White J.M. Thermal treatment studies of the photoluminescence intensity of porous silicon. Appl. Phys. Lett. 1991. - V. 59. - № 22. - P. 2814-2816.

47. Friedersdorf L.E., Searson P.C., Prokes S.M., Glembocki O.J., Macaulay J.M. Influence of stress on the photoluminescence of porous silicon structures // Appl. Phys. Lett. 1992. - V. 60. - № 18. - P. 2285-2287.

48. Robinson M.B., Dillon A.C., Haynes D.R., George S.M. Effect of thermal annealing and surface coverage on porous silicon photoluminescence // Appl. Phys. Lett.- 1992.-V. 61.-No 12.-P. 1414-1416.

49. Xie Y.H., Wilson W.L., Ross F.M., Mucha J.A., Fitzgerald, Macaulay J.M., Harris T.D. Luminescence and structural study of porous silicon films // J. Appl. Phys. -1992. V. 71. - No 5. - P. 2403-2407.

50. Prokes M.S., Glembocki O.J., Bermudex V.M., Kaplan R., Friedersdorf L.E., Searson P.C. Phys. Rev. B. Condensed Matt. 1992. - V. 45. - № 13. - PP. 788-791.

51. Petrova-Koch V., Muschik Т., Kux A., Meyer B.K., Koch F., Lehmann V, Rapid-thermal-oxidized porous silicon the superior photoluminescent Si // Appl. Phys. Lett. - 1992. - V. 61, no.8. - P. 943-945.

52. Nishida A., Nakagawa K., Kakibayashi H., Shimada T. Microstructure of visible light emitting porous silicon // Jpn. J. Appl. Phys. 1992. - V. 31. - P. 2. - № 9A.-P.L1219.

53. Brandt M.S., Fuchs H.D., Stutzmann M., Weber J., Cardona M. The origin of visible luminescence from porous silicon: a new interpretation // Sol. St. Comm. 1992. -V. 81.-№4.-P. 307.

54. Yamada M., Kondo K. Comparing effects of vacuum annealing and dry oxidation on the photoluminescence of porous Si // Japan J. Appl. Phys. 1992. -V. 31. -L993-L996.

55. Луцкий B.M., Пинскеп Т.Н. Размерное квантование. М.: Наука, 1983.56 с.

56. Lockwood D.J., Wang A., Bryskiewicz В. Optical absorption evidence for quantum confinement effects in porous silicon // Sol. St. Comm. 1994. - V. 89. - № 7. -P. 587.

57. Sagnes I., Halimaoui A., Vincent G., Badoz P.A. Optical absorption evidence of a quantum size effect in porous silicon // Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 62. - № 10. - P. 1155-1157.

58. Buda F., Kohanoff J., Parrinello M. Optical properties of porous silicon: a first-principles study // Phys. Rev. Lett. 1992. - V. 69. -No.8. - P. 1272-1275.

59. Oswald J., Pastrnak J., Hospodkova A., Pangrac J. Temperature behavior of luminescence of free-standing porous silicon // Appl. Phys. Lett. 1992. - V. 60. - № 8. -P. 986-988.

60. Lehmann V., Jobst В., Muschik Т., Kux A., Petrova-Koch V. Correlation between optical properties and crystallite size in porous silicon // Jpn. J. Appl. Phys. -1993.-V. 32.-PP. 2095-2099.

61. Lockwood D.J., Aers G.C., Allard L.B., Biyskiewicz В., Charbonneau S., Houghton D.C., McCaffrey J.P., Wang A. Optical properties of porous silicon // Can. J. Phys. 1993. - V. 70. - PP. 1184-1193.

62. Sanders G.D., Chang Y.-C. Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon // Phys. Rev. B. 1992. - V.45. - PP. 9202-9213.

63. Gardelis S., Rimmer J.S., Danson P., Hamilton В., Parker E.N.C. Evidence for quantum confinement in the photoluminescence of porous Si and SiGe // Appl. Phys. Lett. 1991. - V. 59. - № 17. - PP. 2118-2120.

64. Koyama H., Araki M., Yamamoto Y., Koshida N. Visible photoluminescence of porous silicon and its related optical properties // Jpn. J. of Appl. Phys. 1991. - V. 30. -№ 12B.-PP. 3006-3609.

65. Voos M, Uzan P., Delande C., Bastard G., Halimaoui A. Visible photoluminescence from porous silicon: a quantumconfinement effect mainly due to holes // Appl. Phys. Lett. 1992. - V. 61. - № 10. - PP. 1213-1215.

66. Nakajima A., Itakura Т., Watanabe S., Nakayama N. Photoluminescence of porous silicon, oxidized then deoxidized chemically // Appl. Phys. Lett. 1992. - V. 61. - № 1. - PP. 46-48.

67. Wang X., Shi G., Zhang F.L., Chen H.J., Wang W., Нао P.H., Hou X.Y. Critical conditions for achieving blue light emission from porous silicon // Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 63. - № 17. - PP. 2363-2365.

68. Amoto G. A model for carrier deexcitation in light emitting porous silicon // Sol. St. Comm. 1994. - V. 89. - № 3. - PP. 213-217.

69. Delerue C., Allan G., Lannoo M. Theoretical Aspects of the Luminescence of Porous Silicon // Phys.Rev. B. 1993. - V. 48. - P. 11024-11036.

70. Halimaoui A., Oules C., Bomhill G., Bsiesy A., Gaspard F., Herino R., Ligeon M., Muller F. Electroluminescence in the visible range during anodic oxidation of porous silicon films // Appl. Phys. Lett. 1991. - V. 59. - № 3. - PP. 304-306.

71. Richter A., Steiner P., Kozlowski F., Lang W. Current-induced light emission from a porous silicon device // IEEE Electr. Dev. Lett. 1991. - V. 12. - № 3. - PP. 691-692.

72. Namavar F., Maruska H., Kalkhoran N.M. Visible electroluminescence from porous silicon np heterojunction diodes // Appl. Phys. Lett. 1992. - V. 60. - № 20. -PP. 2514-2516.

73. Рытова Н.С. Экранированный потенциал точечного заряда в тонкой пленке // Вестник московского университета. Физика. Астрономия. 1967. - № 3. -30.-С. 30-37.

74. Чаплик А. В., Энтин М.В. Заряженные примеси в очень тонких слоях // ЖЭТФ. -1971. Т. 61. - С. 2496-2503.

75. Бабиченко B.C., Келдыш JI.B., Силин А.П. Кулоновское взаимодействие в тонких полупроводниковых и полуметалических нитях // ФТТ. 1980. - Т. 22. -С. 1238-1240.

76. Sanders G.D., Chuang Y.C. Theory of optical properties of quantum wires in porous silicon // Phys. Rev. B. 1992. - V.45. - P. 9202-9213.

77. FishmanG., Mihalcescu I., Romestein R. Effective-mass approximation and statistical description of luminescence line shape in porous silicon // Phys. Rev B. -1993. V. 48. - № 3. - PP. 1464-1467.

78. Бресслер M.C., Яссиевич И.И. Физические свойства и фотолюминесценция пористого кремния // ФТП. 1993. - Т. 27. - №5. - С. 871-883.

79. Кашкаров П.К., Константинова Е.А., Петрова С.А., Тимошенко В.Ю., Юнович А.Э. К вопросу о температурной зависимости фотолюминесценции пористого кремния // ФТП. 1997. - Т. 31. - Вып. 6. - С. 745-748.

80. Zheng X.L., Wang W., Chen H.C. Anomalous temperature dependencies of photoluminescence for visible-light-emission porous silicon // Appl. Phys. Lett. 1992. -V. 60.-№8.-PP. 986-988.

81. Narasimhan K.L., Banerjee S., Srivastava A.K., Sardesai A. Anomalous temperature dependence of photoluminescence in porous silicon // Appl. Phys. Lett. -1993. V. 62. - № 4. - PP. 331-333.

82. Bayliss S.C., Hutt D.A., Zhang Q., Danson N., Smith A. Local structure of porous silicon // Sol. St. Comm. 1994. - V. 91. - №5. - PP. 371-375.

83. Perry C.H. Photoluminescence spectra from porous silicon (111) microstructures: temperature and magnetic-field effects // Appl. Phys. Lett. -1992. V. 60.-№25.-PP. 3117-3119.

84. Lavine J.M., Sawan S.P., Shieh Y.T., Bellezza A.J. Role of Si-H and Si-Hx in the photoluminescence of porous Si // Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 62. - № 10. -PP. 1099-1101.

85. Kumar R., Kitoh Y., Нага К. Effect of surface treatment on visible luminescence of porous silicon: correlation with hydrogen and oxygen terminators // Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 63. - № 22. - PP. 3032-3034.

86. Banerjee S., Narasimhan K.L., Sardesai A. Role of hydrogen and oxygen-terminated surfaces in the luminescence of porous silicon // Phys. Rev.B. 1994. - V. 49.-No 4.-P. 2915-2918.

87. Shin S., Jung K.H., Yan J., Kwong D.L., Kovar M., White J.M., George Т., Kirn S. Photoinduced luminescence enhanced from anodicaly oxidized porous Si // Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 63. - №24. - PP. 3306-3308.

88. Bao X.-M., Wu X.-W., Zheng X.-Q., Yan F. Photoluminescence spectrum shifts of porous Si by spontaneous oxidation // Phys.Stat.Sol.(a). 1994. - V. 141. - P. K63-K66.

89. Murayama K., Miyazaki S., Hirose M. Visible photoluminescence from porous silicon//Jpn. J. Appl. Phys.- 1992. -V. 31.- P. 2. -№9 B. PP. L1358-L1361.

90. Bomchil G., Halimaoui A., Herino H. Porous Silicon: the Material and Its Applications in Silicon-on-Insulator Technologies // Appl. Surf. Science. 1989. -V. 41/42.-PP. 604-611.

91. Кашкаров П.К., Каменев Б.В., Константинова E.A., Ефимова А.И.,. Павликов А.В., Тимошенко В.Ю. Динамика неравновесных носителей заряда в кремниевых квантовых нитях // УФЫ. 1998. - Т. 168, № 5. - С. 577-582.

92. Кашкаров П.К., Константинова Е.А., Тимошенко В.Ю. Механизмы влияния адсорбции молекул на рекомбинационные процессы в пористом кремнии // ФТП. 1996. - Т. 30, вып. 8. - С. 1479-1490.

93. Kashkarov Р.К., Konstantinova Е.А., Pavlikov A.V., Timoshenko V.Yu. Influence of ambient dielectric properties on the luminescence in quantum wires ofporous silicon // Physics of Low-Dimensional Structures. 1997. - V. 1/2. - PP. 123130.

94. Tsai C., Li K.H., Campbell J.C., Hance B.V., White J.M. Laser-induced degradation of the photoluminescence intensity of porous silicon // J. Electr. Mater. -1992. V. 21. - No 10. - P. 589-591.

95. Nishitani H., Nakata H., Fujiwara Y., Ohyama T. Light-induced degradation and recovery of visible photoluminescence in porous silicon // Jpn. J. Appl. Phys. -1992.-V. 31.-pt. 2.-No 11B. PP. L1557-L1579.

96. Zheng X.L., Chen H.C., Wang W. Laser induced oxygen adsorption and intensity degradation of porous silicon // Appl. Phys. Lett. 1992. - V. 72, no.8. - P. 3841-3842.

97. Konstantinova E.A., Dittrich Th., Timoshenko V.Yu., Kashkarov P.K. Adsorption induced modification of spin and recombination centers in porous silicon // Thin Solid Films. -1996. V. 276. - P. 265-267.

98. Lawerhaas J.M., Sailor M.J. Chemical modification of the photoluminescence quenching of porous silicon // Science. 1993. - V. 261. - P. 1567-1568.

99. Coffer J.L., Lilley S.C., Martin R.A. Surface reactivity of luminescent porous silicon // J. Appl. Phys. 1993. - V. 74. - №3. - PP. 2094-2096.

100. T. Tamura, A. Takazawa, M. Yamada. Blueshifts in the photoluminescence of porous Si by immersion in deionized water // Jpn. J. Appl. Phys. 1993. - V. 32 part 2. -No. ЗА. - P.L322-L325.

101. Ben-Chorin M., Kux A., Schechter I. Adsorbate effects on PL and electrical conductivity of porous silicon // Appl. Phys. Lett. 1994. - V. 64. - No 4. - PP. 481483.

102. Благовещенский B.B., Янкович B.H., Еременко A.M. и др. Электронные спектры адсорбционных комплексов антрацена на гидроксилированной поверхности силикагеля и аэросила // Журн.Физ. Хим. 1987. - Т. 61. - № 11. - С. 2990-2994.

103. Земский В.И., Колесников Ю.Л., Мешковский И.К. Исследование электронных спектров молекул красителей различных классов, адсорбированных силикатной мелкопористой матрицей // Опт. и Спектр. 1986. - Т. 60. - В. 5. -С. 932-936.

104. Еременко A.M., Бобонич Ф.М., Кость М.В. и др. Электронные спектры поглощения и излучения нафталина, адсорбированных на цеолитах и некоторых аморфных сорбентах // Опт. и Спектр. 1973. - Т. 35. - В. 2. - С. 224-228.

105. Земский В.И., Либов С.В., Мешковский И.К., Сечкарев А.В. Спектры флуоресценции органических молекул, адсорбированных в мелкопористом стекле и их релаксация у поверхности // Журн. Физ. Химии. 1985. - Т. 59. - № 1. -С. 167-171.

106. Бахшиев Н.Г., Богомолов В.Н., Киселев М.Б. и др. Флуоресценция и ориентационная упорядоченность молекул красителей в ультратонкоканальной матрице // Опт. и Спектр. 1988. - Т. 64. - В. 2. - С. 439-441.

107. Еременко A.M., Смирнова Н.П., Косицкая Т.Н., Чуйко А.А. Электронные спектры красителя акридинового желтого в матрице двуокиси кремния // ЖПС. -1984. Т. 36. - № 5. - С. 742-747.

108. Быковская Л.А., Куликов С.Г., Еременко A.M., Янкович В.Н. Низкотемпературные спектры флуоресценции антрацена, адсорбированного на поверхности кремнеземов при селективном лазерном возбуждении // Опт. и Спектр. 1988. - Т. 64. - В. 2. - С. 320-324.

109. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М.: Химия, 1984.-592 с.

110. Вышкварко А.А., Пащенко В.З., Плотников Г.С. Кинетика дезактивации фотовозбужденных молекул родамина Б, адсорбированных на поверхности кварца // Хим. Физика. 1989. - Т. 8. - №> 2. - С. 180-184.

111. Leither A., Lippitsch М.Е., Draxler S., Riegler M., Anssenegg F.R. Appl. Phys. -V. B36.- 1985.-P. 105.

112. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Люминесценция и ее измерения: молекулярная люминесценция. М.: МГУ, 1989. - 279 с.

113. L.T. Canham. Laser dye impregnated of oxidized porous silicon on silicon wafers // Appl. Phys. Lett. -1993. -V. 63 (3). P. 337-339.

114. P. Li, Q. Li, Y. Ma, and R. Fang. Photoluminescence and its decay of the dye/porous silicon composite system // J. Appl. Phys. 1996. - V. 80. Issue 1. - P. 490493.

115. S. Letant and J.C. Vial. Energy transfer in dye impregnated porous silicon // J. Appl. Phys. 1997. - V. 82 (1). - PP. 397-401.

116. Винценц С. В. Фотосенсибилизированное опустошение электронных ловушек в системе диэлектрик полупроводник: Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. - М., 1984.

117. Практикум по общей и неорганической химии, Под редакцией Карапетьянца М.Х., Дракина С.И. М.: Высшая школа, 1969.

118. Рапопорт Ф.М., Ильинская А.А. Лабораторные методы получения чистых газов. М.: Госхимиздат, 1963. - 420 с.

119. Беспалов В.А., Зайцев В.Б., Левшин Л.В., Плотников Г.С., Салецкий A.M. // Журнал прикладной спектроскопии. 1992. - Т. 56. - №5-6. - С. 787-792.

120. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1990.-688 с.

121. Лисаченко М.Г., Тимошенко В.Ю. Влияние диэлектрического окружения на экситонный спектр кремниевых квантовых нитей // Вестник Московского университета. Серия физика. 1999. - № 5. - С. 30-33.

122. Константинова Е.А., Осминкина Л.А., Шаров К.С., Курепина Е.В., Кашкаров П.К., Тимошенко В.Ю. // ЖЭТФ. 2004. - Т. 126. - Вып. 10. - С. 857865.

123. Волькенштейн Ф. Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. М.: Наука, 1987. - 468 с.

124. Lepine D.J. Spin-dependent recombination on silicon surface // Phys. Rev. B. 1972. - V. 6, No. 2. - PP. 436-441.

125. С. Delerue, G. Allan, M. Lannoo. Optical band gap of Si nanoclusters // J. Luminescence. 1999. - V. 80. - P. 65-73.

126. J. L. Cantin, M. Schoisswohl, H. J. Bardeleben, N. Hadj, M. Vergnat. Electron-paramagnetic-resonance study of the microscopic structure of the Si (100)-Si02 interface // Phys. Rev. B. 1995. - V. 52. - No 16. - P. R11599-R11602.

127. Пул Ч. Техника ЭПР-спектроскопии M.: Мир, 1970. 496 с.

128. Керингтон А., Мак-Лечлан Э. Магнитный резонанс и его применение в химии М.: Мир, 1970. 448 с.

129. Е. A. Konstantinova, V. A. Demin, A. S. Vorontzov et al. Electron-paramagnetic resonance and photoluminescence study of Si nanocrystals-photosensitizers of singlet oxygen molecules // Journal of Non-Cryst. Solids. 2006. -352.-PP. 1156-1159.

130. Ю.А. Зарифьянц, В.Ф. Киселев, Г.Г. Федоров. Дифференциальные теплоты адсорбции кислорода и паров воды на поверхности графита // ДАН СССР.- 1962.-Т. 144.-С. 151.

131. Киселев В.Ф., Крылов О.В. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков М.: Наука, 1978.

132. Н. Steller. Mechanisms and genes of cellular suicide. Science. 1995. - V. 267.-P. 01445-01449.