Рекомбінаційні процеси та електрофізичні властивості низькорозмірних систем на основі дийодиду свинцю і кисневмісних сполук цинку - Автореферат

Волинський державний університет імені Лесі Українки Рекомбінаційні процеси та електрофізичні властивості низькорозмірних систем на основі дийодиду свинцю і кисневмісних сполук цинкуДосліджено вплив розмірних ефектів і домішок, а також технологічних умов отримання і обробки зразків на оптичні та електричні характеристики і структуру досліджуваних матеріалів. Проведено фазовий, рентгеноструктурний аналіз та компютерне моделювання структури тонких, у тому числі наноструктурованих, плівок ZNO. Проведено дослідження взаємозвязку спектрів поглинання, пропускання та люмінесценції, а також електрофізичних характеристик досліджуваних плівок з особливостями їхньої структури. Встановлено механізм фотолюмінесценції плівок Zn2GEO4:Mn та досліджено енергетичну структуру цього люмінофора. Исследовано влияние размерных эффектов и примесей на оптические и электрические характеристики и структуру исследуемых материалов.І якщо ще донедавна основна увага приділялася матеріалам для створення пристроїв звязку та засобів обробки інформації, то тепер особливо інтенсивні дослідження ведуться з метою отримання середовищ для візуалізації зображень. Такі матеріали повинні мати високий коефіцієнт перетворення енергії збудження у видиме чи ультрафіолетове випромінювання, бути стабільними, радіаційно, фотохімічно, термічно і хімічно стійкими, не містити летких чи отруйних компонентів, відповідати необхідним світлотехнічним вимогам, бути простими та дешевими у виготовленні. Їхнє вивчення відповідно до уявлень фізики напівпровідників сприяє вирішенню питання щодо звязку електрофізичних процесів, повязаних із рекомбінацією носіїв, з особливостями технології виготовлення і обробки зразків та параметрами полікристалічної структури. Метою дослідження було встановлення впливу розмірних ефектів і домішок у шаруватих кристалах дийодиду свинцю і тонких плівках кисневмісних сполук цинку на їхні оптичні та електрофізичні властивості. У результаті комплексних теоретичних і експериментальних досліджень структури, оптичних та електричних властивостей кристалічних і тонкоплівкових структур на основі дийодиду свинцю та кисневмісних сполук цинку вперше отримано такі наукові результати: 1.У другому розділі описано методику вирощування кристалів дийодиду свинцю, технологію нанесення тонких плівок кисневмісних сполук цинку методом іонно-плазмового високочастотного напилення в магнетронній системі. Використаний метод ВЧ-магнетронного розпилення дозволив отримувати плівки, що характеризуються кристалічною структурою з текстурою в базовій орієнтації (001) і розміром кристалітів 200-240 Е, на відміну від аморфного стану плівок під час напилення стандартними іонно-плазмовими методами. Встановлено, що в тонких плівках ZNO кут нахилу залежностей логарифма коефіцієнта поглинання від енергії фотонів в області краю поглинання (КП) зі збільшенням температури відпалу практично не змінюється, а спостерігається лише паралельний зсув залежностей у короткохвильову область спектру. Плівки ZNO, отримані методом ВЧ-магнетронного розпилення на підкладках із плавленого кварцу з використанням мішеней ZNO:Zn, характеризуються яскравими смугами свічення фотолюмінесценції при 381 і 506 нм, зумовленими відповідно рекомбінацією звязаних екситонів (3,25 ЕВ) та донорно-акцепторними парами (2,45 ЕВ). Зелена люмінесценція повязується з донорно-акцепторними парами, зумовленими власними дефектами структури (насамперед відхиленням від стехіометрії), оскільки найбільш інтенсивно спостерігається в плівках ZNO, активованих надлишковим цинком.Розроблено технологічні режими отримання плівок ZNO методом ВЧ-магнетронного реактивного розпилення. Встановлено, що в отриманих зразках рухливість електронів на два порядки менша, ніж у монокристалічному ZNO та на порядок менша, ніж у плівках, нанесених епітаксіальним методом. Короткий час загасання у плівках Zn2GEO4:Mn вказує на досконалу структуру плівок та низьке координаційне число марганцю, який заміщає цинк у регулярних вузлах кристалічної ґратки. %) гомогенно входить у структуру кристалів PBI2:Zr і викликає істотне гасіння фотолюмінесценції в області температур 7-70 К, що повязано з формуванням електронних пасток за участю домішкових іонів і підтверджується істотним зменшенням фотопровідності зразків із домішкою в порівнянні з вихідними кристалами. Встановлено, що в монокристалі PBI2 при кімнатній температурі рухливість носіїв, насамперед іонів йоду, в напрямі вздовж площини шарів у сотні разів перевищує рухливість в перпендикулярному до шарів напрямі, що корелює з чітко вираженою анізотропією оптичних властивостей.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ