RU162957U1

RU162957U1 - DEVICE FOR OBTAINING QUANTUM DOTS

Info

Publication number: RU162957U1
Application number: RU2015109675/28U
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Ивашов; Владимир Олегович Яговцев
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2016-07-10

Abstract

Устройство формирования квантовых точек, включающее магнетронный источник, содержащий источник питания, анод и распылитель вещества, включающий постоянный магнит и мишень-катод, подложкодержатель для крепления подложки-приемника распыляемого вещества, отличающееся тем, что мишень-катод выполнена из железа, при этом электроны совершают движение по полуокружности, периодически взаимодействуя с мишенью-катодом и инертным газом, анод выполнен в виде сетки, устройство дополнительно снабжено источником лазерного излучения, установленным снаружи полого цилиндра, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной, в полом цилиндре по образующей выполнена прорезь, в которой установлена с возможностью изменения направления лазерных лучей оптическая часть источника лазерного излучения.A quantum dot forming device including a magnetron source containing a power source, an anode and a substance atomizer, including a permanent magnet and a cathode target, a substrate holder for attaching a substrate-receiver of the atomized substance, characterized in that the cathode target is made of iron, while the electrons make movement in a semicircle, periodically interacting with the cathode target and inert gas, the anode is made in the form of a grid, the device is additionally equipped with a laser radiation source installed outside the hollow cylinder, the inner surface of which is made mirrored, a slot is made along the generatrix along the generatrix, in which the optical part of the laser radiation source is mounted with the possibility of changing the direction of the laser beams.

Description

Полезная модель относится к электронике, а более конкретно, к устройствам получения квантовых точек.The utility model relates to electronics, and more specifically to devices for producing quantum dots.

Известно устройство для нанесения пленок на подложку, содержащее постоянный магнит, на котором расположены плоская мишень-катод, а над ней по периметру анод. Эта система находится под колпаком вакуумной распылительной установки, рабочим газом в которой после откачки служит аргон [Стр. 38-39 «Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлетроники» В 10 кн. Кн. 7 Элионная обработка. О.С. Моряков - М.: Высш. шк., 1990 - 128 с.: ил (аналог)].A device for applying films to a substrate containing a permanent magnet on which there is a flat target cathode, and above it around the perimeter of the anode. This system is located under the hood of a vacuum spraying system, in which argon serves as a working gas after pumping [P. 38-39 "Technology of semiconductor devices and products of microelectronics" In 10 kn. Prince 7 Elion processing. O.S. Sailors - M .: Higher. Shk., 1990 - 128 pp .: silt (analogue)].

Недостатком аналога является невозможность управления процессом формирования квантовых точек.The disadvantage of the analogue is the inability to control the process of forming quantum dots.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для нанесения пленок на подложку, содержащее магнетронный источник, распылитель вещества, выполненный в виде постоянного магнита, мишень-катод, анод и источник питания, подложку-приемник распыляемого вещества, закрепленную на подложкодержателе [Стр. 40-41 «Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлетроники.» В 10 кн. Кн. 7 Элионная обработка. О.С. Моряков - М.: Высш. шк., 1990 - 128 с.: ил (прототип)].The closest in technical essence and the achieved result is a device for applying films to a substrate containing a magnetron source, a atomizer of a substance made in the form of a permanent magnet, a cathode target, an anode and a power source, a substrate-receiver of the atomized substance mounted on a substrate holder [P. 40-41 “Technology of semiconductor devices and products of microelectronics.” In 10 book. Prince 7 Elion processing. O.S. Sailors - M .: Higher. school., 1990 - 128 pp .: silt (prototype)].

Недостатком прототипа также является невозможность управления процессом формирования квантовых точек.The disadvantage of the prototype is the inability to control the process of forming quantum dots.

В основу полезной модели положена техническая задача, состоящая в том, чтобы обеспечить возможность управления процессом формирования квантовых точек.The utility model is based on a technical problem, which is to provide the ability to control the process of formation of quantum dots.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве формирования квантовых точек, включающем магнетронный источник, содержащем источник питания, анод и распылитель вещества, включающий постоянный магнит и мишень-катод, подложкодержатель для крепления подложки-приемника распыляемого вещества, согласно предложенной полезной модели, мишень-катод выполнена из железа, при этом электроны совершают движение по полуокружности, периодически взаимодействуя с мишенью-катодом и инертным газом, анод выполнен в виде сетки, устройство дополнительно снабжено источником лазерного излучения, установленным снаружи полого цилиндра, внутренняя поверхность которого выполнена зеркальной, в полом цилиндре по образующей выполнена прорезь, в которой установлена с возможностью изменения направления лазерных лучей оптическая часть источника лазерного излучения.The stated technical problem is solved in that in the device for forming quantum dots, including a magnetron source, containing a power source, an anode and a spray of matter, including a permanent magnet and a target cathode, a substrate holder for attaching a substrate-receiver of the sprayed substance, according to the proposed utility model, the target is the cathode is made of iron, while the electrons move in a semicircle, periodically interacting with the cathode target and an inert gas, the anode is made in the form of a grid, the device it is additionally equipped with a laser radiation source mounted outside the hollow cylinder, the inner surface of which is made mirrored, a slot is made along the generatrix in the hollow cylinder, in which the optical part of the laser radiation is mounted with the possibility of changing the direction of the laser beams.

Технический результат состоит в возможности управления процессом формирования квантовых точек за счет «неслипания» ионов и равномерного их расположение друг относительно друга на подложке-приемнике распыляемого вещества, что обеспечивается предложенным конструктивным выполнением устройства и выполнением мишени-катода из железа.The technical result consists in the ability to control the process of formation of quantum dots due to the "non-sticking" of ions and their uniform location relative to each other on the substrate-receiver of the atomized substance, which is provided by the proposed structural embodiment of the device and the implementation of the target cathode of iron.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где показано устройство для получения квантовых точек.The essence of the utility model is illustrated in FIG. 1, which shows a device for producing quantum dots.

Устройство для получения квантовых точек (фиг. 1) содержит магнетронный источник 1, который содержит распылитель вещества, включающий постоянный магнит 2 и мишень-катод 3, анод 4 и источник питания 5. Устройство также содержит подложкодержатель 7 для крепления подложки-приемника 6 распыляемого вещества. В устройстве мишень-катод 3 выполнена из железа и не связана с постоянным магнитом 2, а анод 4 выполнен в виде сетки 8, устройство дополнительно снабжено источником лазерного излучения 9, установленным снаружи полого цилиндра 10, внутренняя поверхность 11 которого выполнена зеркальной, в полом цилиндре по образующей выполнена прорезь, в которой установлена с возможностью изменения направления лазерных лучей оптическая часть источника лазерного излучения.The device for producing quantum dots (Fig. 1) contains a magnetron source 1, which contains a substance atomizer including a permanent magnet 2 and a cathode target 3, anode 4 and a power source 5. The device also contains a substrate holder 7 for attaching the substrate-receiver 6 of the atomized substance . In the device, the target cathode 3 is made of iron and is not connected with a permanent magnet 2, and the anode 4 is made in the form of a grid 8, the device is additionally equipped with a laser radiation source 9 mounted outside the hollow cylinder 10, the inner surface 11 of which is made of a mirror, in a hollow cylinder a slot is made along the generatrix, in which the optical part of the laser radiation source is mounted with the possibility of changing the direction of the laser beams.

Устройство для получения квантовых точек работает следующим образом.A device for producing quantum dots works as follows.

Источник питания 5 создает электрическое поле, под действием которого электроны вылетают из мишени-катода 3. Проходя через постоянный магнит 2, электроны взаимодействуют с магнитным полем посредством сил Лоренца, под действием которых электроны начинают двигаться по окружности, ось которой перпендикулярна вектору скорости движения электронов и параллельна линиям действия магнитного поля. Из-за этого электроны совершают движение по полуокружности, периодически взаимодействуя с мишенью-катодом 3 и инертным газом, например, аргоном, выбивая из него один электрон. Аргон превращается в положительно заряженный ион. Ионы аргона взаимодействуют с отрицательно заряженной мишенью-катодом 3, «выбивая» из нее атомы железа, Нейтральные атомы железа перемещаются в сторону подложки, проходя через анод 4 и цилиндр 10. При этом атомы железа взаимодействуют со световыми лучами от лазерного источника 9. Это взаимодействие вызывает фотоэффект. Таким образом, на подложку осаждаются положительно заряженные ионы железа, образуя квантовые точки. Положительный заряд иона железа обеспечивает «неслипание» ионов и равномерное их расположение друг относительно друга. Таким образом, каждый атом железа (или несколько атомов) представляет собой квантовую точку.The power source 5 creates an electric field, under the influence of which the electrons fly out of the cathode target 3. Passing through the permanent magnet 2, the electrons interact with the magnetic field through the Lorentz forces, under the influence of which the electrons begin to move around a circle whose axis is perpendicular to the electron velocity vector and parallel to the lines of action of the magnetic field. Because of this, the electrons move in a semicircle, periodically interacting with the cathode target 3 and an inert gas, such as argon, knocking out one electron from it. Argon turns into a positively charged ion. Argon ions interact with a negatively charged cathode target 3, knocking out iron atoms from it. Neutral iron atoms move towards the substrate, passing through anode 4 and cylinder 10. In this case, iron atoms interact with light rays from a laser source 9. This interaction causes a photoelectric effect. Thus, positively charged iron ions are deposited on the substrate, forming quantum dots. The positive charge of the iron ion provides "non-sticking" of the ions and their uniform location relative to each other. Thus, each iron atom (or several atoms) represents a quantum dot.

Применение предлагаемого устройства для получения квантовых точек обеспечивает возможность управления процессом формирования квантовых точек.The use of the proposed device for producing quantum dots provides the ability to control the process of forming quantum dots.

Claims

A device for forming quantum dots, including a magnetron source containing a power source, an anode and a atomizer of matter, including a permanent magnet and a target cathode, a substrate holder for attaching a substrate-receiver of the atomized substance, characterized in that the cathode target is made of iron, while the electrons make movement in a semicircle, periodically interacting with the cathode target and inert gas, the anode is made in the form of a grid, the device is additionally equipped with a laser radiation source installed outside the hollow cylinder, the inner surface of which is made mirrored, a slot is made along the generatrix along the generatrix, in which the optical part of the laser radiation source is mounted with the possibility of changing the direction of the laser beams.