Радіаційно індуковані зміни оптичних характеристик нанокристалічних та об’ємних напівпровідників CdS1–xSex - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ РАДІАЦІЙНО ІНДУКОВАНІ ЗМІНИ ОПТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИКОфіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, Артамонов Віктор Васильович, Інститут фізики напівпровідників Національної академії наук України, провідний науковий співробітник відділу оптики. кандидат фізико-математичних наук, доцент Студеняк Ігор Петрович, Ужгородський національний університет Міністерства освіти і науки України, доцент кафедри фізики напівпровідників. Захист відбудеться “19 ”вересня 2002 р. о 1400 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради К 61.051.01 по захисту кандидатських дисертацій в Ужгородському національному університеті за адресою: м.Ужгород, вул. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Ужгородського національного університету (м.Ужгород, вул. Дисертацію присвячено встановленню основних закономірностей впливу високоенергетичного електронного опромінення на оптичні характеристики напівпровідникових нанокристалів CDS1-XSEX, вкраплених у боросилікатну скляну матрицю, та порівняння їх із закономірностями утворення і трансформації радіаційних дефектів у обємних напівпровідниках CDS1-XSEX та склоподібних матеріалах класу силікатів. Показано, що характер викликаного опроміненням високоенергетичними електронами перерозподілу інтенсивностей смуг LO-і 2LO-фононів у спектрах резонансного КР монокристалів CDS1-XSEX визначається умовами резонансу збуджуючого випромінювання з екситонними чи донор-акцепторними електронними переходами.Сучасні технології дозволяють отримувати нанокристали з характерними розмірами в інтервалі від одиниць до сотень нанометрів, просторове обмеження руху носіїв заряду в яких веде до квантування енергетичних зон, внаслідок чого в їх оптичних спектрах проявляються квантово-розмірні ефекти. Водночас число праць, присвячених поведінці вказаного класу обєктів під дією високоенергетичного опромінення, вкрай обмежене, хоча останнє може як спричинювати зміни їх характеристичних параметрів внаслідок утворення радіаційних дефектів у самих напівпровідникових нанокристалах (через мале число атомів наявність у них навіть поодиноких радіаційних дефектів створюватимуть достатньо велику їх концентрацію), так і ініціювати фізичні процеси, повязані з взаємодією між квантовими точками і матрицею (радіаційно стимульована дифузія, перенесення носіїв заряду). Предметом нашого дослідження обрано радіаційно індуковані зміни квантово-розмірних особливостей в оптичних спектрах нанокристалів CDS1-XSEX у скляній матриці при опроміненні високоенеретичними електронами та рентгенівським випромінюванням. За допомогою оптичних методів дослідження (спектроскопія оптичного поглинання, фотолюмінесценції, комбінаційного розсіювання (КР) світла) для досягнення поставленої мети необхідно було розвязати такі основні наукові завдання: 1.Дослідити вплив опромінення високоенергетичними електронами на спектри оптичного поглинання та комбінаційного розсіювання світла обємних напівпровідникових монокристалів ряду CDS1-XSEX. Наукова новизна одержаних результатів: 1.Показано, що, в той час, як спектри оптичного поглинання та комбінаційного розсіювання світла першого порядку не виявляють радіаційно індукованих змін при опроміненні високоенергетичними електронами, характер викликаного опроміненням перерозподілу інтенсивностей смуг LO-і 2LO-фононів у спектрах резонансного КР монокристалів CDS1-XSEX визначається умовами резонансу збуджуючого випромінювання з екситонними чи донор-акцепторними електронними переходами.Встановлено, що, на відміну від інших широкозонних напівпровідників, (наприклад, GAP, TEO2, де при таких дозах опромінення спостерігається помітне радіаційно індуковане зростання поглинання в прикрайовій області) при величинах потоку електронів F до 5 ґ1017 см-2 помітних змін у спектрах поглинання обємних кристалів CDS1-XSEX не відбувається. Показано, що у спектрах КР твердих розчинів CDS1-XSEX проявляється ангармонічна резонансна взаємодія з участю однофононних і двофононних станів, характерна для кристалів з двомодовим типом композиційної перебудови фононного спектру. Опромінення потоками електронів F до 1018 см-2 не вносить помітних змін у спектральні прояви резонансу Фермі в даних кристалах, оскільки основними факторами, які визначають характер резонансної взаємодії, є частоти та ширини взаємодіючих фононних станів, а вони значно більшою мірою залежать від флуктуацій локального розташування взаємозаміщуваних атомів S і Se, ніж від кількості індукованих опроміненням радіаційних дефектів. Зіставлення даних спектроскопії оптичного поглинання з результатами досліджень спектрів фото-та рентгенолюмінесценції квантових точках CDS1-XSEX, вкраплених у матрицю боросилікатного скла, дало змогу оцінити енергію залягання акцепторних рівнів (0.24 і 0.06 ЕВ для CDS0.4Se0.6 та 0.14 і 0.05 ЕВ для CDS0.22Se0.78) та енергію кулонівської взаємодії електрона і дірки в нанокристалах (0.15 ЕВ для x = 0.6 та 0.14 ЕВ для x = 0.78).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ