Прямий експериментальний метод визначення функції енергетичного розподілу локалізованих станів (ЛС) у напівізолюючих твердих тілах. Дослідження спектру ЛС у полікристалічних плівках CdTe, одержаних у квазізамкненому об"ємі на провідних підкладках.
Аннотация к работе
Необхідність цілеспрямованого керування електричними та оптичними властивостями кристалів і плівок CDTE обумовила значний інтерес дослідників до вивчення дефектної структури матеріалу. Це повязано з тим, що рекомбінаційні центри і глибокі пастки (ГП), які завжди присутні в реальних твердих тілах, визначають основні характеристики зарядоперенесення і захоплення носіїв у цих матеріалах, а отже, і робочі параметри електронних пристроїв на їх основі. Одним з найбільш прийнятних методів дослідження ГП у напівізолюючих матеріалах, таких, як CDTE, що поєднує в собі простоту експериментального устаткування і високу чутливість до низьких концентрацій локалізованих станів (ЛС), є метод, що базується на аналізі стаціонарних вольтамперних характеристик (ВАХ) у режимі струмів, обмежених просторовим зарядом (СОПЗ). Поряд з цим у ряді теоретичних досліджень запропоновані підходи, які дозволяють позбавитись недоліків існуючого методу аналізу ВАХ СОПЗ та отримати більш детальну інформацію про спектр ГП у забороненій зоні (ЗЗ) матеріалу безпосередньо з експериментальних ВАХ шляхом їх диференціальної обробки (метод інжекційної спектроскопії (ІС)). Залишається остаточно не розвязаним питання коректності визначення параметрів пасток (концентрації Nt та енергетичного положення Et) цим методом, особливо у випадку вузьких розподілів, характерних для полікристалічних матеріалів, таких, як зєднання групи А2В6 та інші напівізолюючі матеріали.У вступі обґрунтована актуальність дисертаційної роботи, сформульована мета та визначені основні задачі дослідження, відображені новизна отриманих результатів, їх наукове, практичне значення та апробація, визначено особистий внесок здобувача. У першому розділі проведено огляд і аналіз літературних даних з вивчення домішково-дефектної структури монокристалів та плівок CDTE. Показано, що цей метод завдяки своїй чутливості до низьких концентрацій пасток, можливості застосування до широкого кола твердих тіл та простоті обладнання, необхідного для його реалізації, знайшов широке використання на практиці. метод потребує незалежного визначення ряду параметрів матеріалу, що неможливо без залучення допоміжних методів дослідження. Незважаючи на те, що була продемонстрована можливість використання НН методу ІС при дослідженні ГП в органічних матеріалах, де присутні розмиті за енергією розподіли пасток з дуже високою концентрацією, він залишається маловідомим і майже не застосовується на практиці.Для перевірки коректності результатів, одержаних методом , ІС, була використана така процедура компютерного моделювання. Збіг вхідних та вихідних енергетичних розподілів дозволяв зробити висновки відносно вірогідності реконструкції функції h(E) ЛС методом ІС, а також визначити його обмеження та роздільну здатність. Запропоновано наближений метод побудови ВАХ СОПЗ для випадку, коли відомий розподіл носіїв заряду на пастках. Встановлено, що похибки розрахунку ВАХ даним методом навіть у випадку монорівня, коли вони максимальні, не перевищують 10% і зменшуються для інших розподілів. Досліджено вплив зміни параметрів пасток, типу їх розподілу, наявностності у матеріалі акцепторних центрів та температури вимірювання на вигляд ВАХ СОПЗ.Встановлено, що спостерігається дві області ТП, де механізм росту плівок CDTE різний. Дослідження a у ненапруженому стані також дозволило виявити дві області температур осадження CDTE, у яких механізм конденсації плівок є подібним. Дослідження структурних особливостей плівок CDTE дозволило встановити фізико-технологічні умови одержання у КЗО шарів зі стехіометричним складом (відповідно низьким s0) та стовпцевою структурою, зробити висновки відносно механізму проходження струму через структуру, а також визначити деякі характеристики плівок (d, L), що необхідні для розрахунку параметрів ГП з ВАХ. Виявлено, що складний характер залежності s0 - ТП обумовлений як зміною концентрації і рухливості носіїв заряду, так і зміною d у плівках і відповідно характером захоплення носіїв заряду на зерномежові стани. Аналіз ВАХ структур з різними контактами дозволив виявити, що плівки мають р-тип провідності, а незначне випрямлення, яке спостерігалось у сендвіч-структурах, відбувається на межі поділу плівка-підкладка.Виявлено вплив параметрів ГП (Nt, Et, s ,TC) та температури вимірювання, присутності у напівізолюючому твердому тілі мілких акцепторів на вигляд ВАХ СОПЗ у випадку розподілів ЛС, що описуються кількома дельта-функціями, гауссовими, експоненціальними та більш складними розподілами. Встановлено, що у випадку вузьких за енергією розподілів, які є характерними для полікристалічних матеріалів, при збільшенні Т, різниця між залежностями струм-напруга зменшується, що призводить до принципових помилок при апріорному виборі моделі у випадку використання традиційних методів обробки ВАХ СОПЗ. Запропоновано наближений метод побудови ВАХ СОПЗ з похибками <5% для випадку, коли відомий розподіл носіїв заряду на ГП. Встановлено вплив експериментальних факторів, параметрів ЛС, а також спрощень робочих співвідн