"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF6536
ETF6536 (ETF6536) "Isolaatorkilede röntgenspektroskoopilised uuringud (1.01.2005−31.12.2008)", Arvo Kikas, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF6536
Isolaatorkilede röntgenspektroskoopilised uuringud
X-ray spectroscopy of insulating films
1.01.2005
31.12.2008
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP265 Pooljuhtide füüsika 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2005−31.12.2005304 705,88 EEK (19 474,26 EUR)
01.01.2006−31.12.2006310 800,00 EEK (19 863,74 EUR)
01.01.2007−31.12.2007310 800,00 EEK (19 863,74 EUR)
01.01.2008−31.12.2008310 800,00 EEK (19 863,74 EUR)
79 065,48 EUR

Esitatava grandiprojekti eesmärgiks on õhukeste isolaatorkilede omaduste uurimine, kasutades pehme röntgenkiirguse poolt tekitatud röntgenergastuste lagunemisproduktide energiaspektrite mõõtmist. Uurimisobjektideks on oksiidide ja leelishalogeniidide kiled, kilede spektrite mõistmiseks kasutatakse kilede, molekulide ja kristallide spektrite võrdlemist. Oksiidkilede uurimine motivatsiooniks on nende laialdased kasutusalad - mikroelektroonika (ZrO2, HfO2), gaasisensorid (SnO2), kiirguskindlad stsintillaatorid (MgO, BeO). Ka leelishalogeniidkiled on perspektiivsed isolaatorid. Uurimismeetoditena kasutatakse röntgenneeldumis-, fotoelektron-, Auger, röntgenfluorestsentsi ja lennuaja massispektroskoopiat. Ergastuseks kasutatakse diskreetse spektriga röntgentoru ja muudetava energiaga sünkrotronkiirgust. Projekti oluliseks osaks on pinnafüüsika uurimiskompleksi, mille peamiseks analüüsiseadmeks on Scienta-Gammadata fotoelektronspektromeeter, juurutamine. Andmete interpreteerimiseks kasutatakse teoreetilisi arvutusi. Projekt jaguneb järgmisteks alamsuundadeks: - Leelishalogeniidkilede fotoelektron- ja Auger spektroskoopia: laenguülekanne ja hübridiseerumisefektid metallaluse ja kile piirpinnal; - Oksiidkilede fotoelektronspektroskoopia - aatomkihtsadestatud kilede kasvu algstaadiumi uurimine, vahekihi formeerumine ränialuse ja oksiidkile piirpinnal; - Stöhhiomeetriliste leelishalogeniidkilede valmistamise meetodite arendamine; - Resonantsergastusega röntgenfluorestsentsispektroskoopia kasutamine oksiidmaterjalide elektronstruktuuri uuringuteks; - Lennuaja massispektroskoopia kasutamine molekulide ja kiirguse interaktsiooni uurimiseks; - Sisehekihi auguga elektronseisundite arvutused ja vastava programmvarustuse arendamine.
The aim of the proposed project is to investigate the properties of thin insulating films through the study of the energy spectra of the decay products of soft-X-ray induced inner-shell excitations. The objects of study are alkali halide and metal oxide films, for the interpretation of the spectra the comparison of the spectra of thin films, solids and molecules will be used The studies of oxide films are motivated by the use of these in microelectronics and as gas sensors (ZrO2, HfO2) or as radiation-proof scintillators (MgO, BeO). Alkali halide films are known as good insulators. The methods of study will be X-ray photoabsorption, photoelectron-, Auger-, X-ray fluorescence spectroscopies and time-of-flight mass-spectroscopy. As excitation sources an X-ray tube (a laboratory source with discrete spectrum) and monochromatised synchrotron radiation (a tunable excitation source) will be used. In the framework of this project the surface science station, centered around a Scienta-Gammadata SES-100 photoelectron spectrometer, will be assembled and used for the studies. For the interpretation of the experimental results theoretical calculations will be carried out. The proposed study will concentrate on the following topics: -Photoelectron and auger spectroscopy of alkali halide films: charge transfer and hybridisation effects at the interface between the metal substrate and alkali halide films; - Photoelectron spectroscopy of oxide films, prepared by atomic layer deposition: the study of the initial stage of formation of the films, the formation interface between the silicon substrate and the film; -The development of methods of preparation of stoichiometric alkali halide layers; -The resonantly excited X-ray fluorescence spectroscopy study of the (bulk) electronic structure of oxides; -The time-of-flight mass-spectroscopy study of the fragmentation of molecules under irradatiation; -The development of computational programs for the inner-shell studies.