Фізичні властивості кристалів селеніду цинку, легованих елементами І та V груп - Автореферат

Чернівецький державний університет ім. АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукФізичні властивості кристалів селеніду цинку, легованих елементами I та V груп. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. Дисертацію присвячено отриманню кристалів селеніду цинку р-типу провідності, комплексному дослідженню їх основних фізичних властивостей і вивченню можливостей практичного використання. Показано, що електричні властивості p-ZNSE контролюються акцепторними рівнями, обумовленими центрами заміщення (ASSE, SBSE, BISE) і (LIZN, NAZN, KZN) з енергією активації Ea 100х140 МЕВ. Легування кристалів n-ZNSE спричинює домінування інтенсивного крайового випромінювання в синій області спектру і суттєве різке зменшення інтенсивності оранжевої смуги (у випадку елементів V групи) або повного її гасіння (у випадку елементів I групи).Серед них особливе місце займає селенід цинку, ширина забороненої зони (Eg=2,7 ЕВ при 300 К) якого дозволяє перекрити практично весь видимий діапазон спектру, включаючи і мало освоєну синьо-блакитну область. Дослідження показують, що існує декілька факторів, які визначають електронну провідність матеріалу та малу ймовірність крайового випромінювання. Їх результати носять конкретний характер і тому не дозволяють зробити узагальнюючі висновки про оптимальні умови легування, вибору домішок та їх впливу на ансамбль власних точкових дефектів, величину провідності, склад смуг випромінювання тощо. Робота є складовою частиною науково-дослідних робіт "Розробка методів одержання діркової провідності в кристалах широкозонних ІІ-VI сполук та дослідження їх фізичних властивостей" та "Дослідження процесів переносу заряду і оптичних явищ в барєрних структурах на основі напівпровідникових сполук", які виконувались на кафедрі оптоелектроніки ЧДУ в рамках Координаційного плану НДР Міносвіти України на 1997-1999 рр. "Фізика конденсованого стану, включаючи метали, напівпровідники, діелектрики та рідини". Мета роботи полягає у виборі технології та встановленні оптимальних умов отримання діркової провідності у кристалах селеніду цинку при їх легуванні елементами І та V груп, комплексному дослідженню основних фізичних властивостей виготовлених зразків та вивченню можливостей практичного використання.Вона визначається рекомбінацією на донорно-акцепторних парах (ДАП), утворених власними точковими дефектами (ВТД) кристалічної гратки (акцептори) і (донори). Легування вихідних кристалів селеніду цинку елементами V групи супроводжується отриманням шарів р-типу провідності з інтенсивним домінуючим крайовим випромінюванням в синій області спектру. Експериментально це підтверджується наявністю двох смуг в спектрах ФЛ при 77 К, з максимумами при ћwm=2,685х2,695 ЕВ (в залежності від типу легуючої домішки) і ћwm=2,78 ЕВ, відповідно. Дослідження і детальний аналіз випромінювання при 77 К в широкому діапазоні енергій фотонів 1,70-2,85 ЕВ показало, що спектри ФЛ p-ZNSE складається з чотирьох смуг, які умовно позначені символами AV, BV, CV, DV з індексом, який вказує на їх приналежність до зразків, легованих елементами V групи. Крайове випромінювання в синій області спектру характеризується наявністю двох смуг - BV та CV.

2. Основний зміст роботи