Розробка фізико–хімічного методу одержання і дослідження характеристик світловипромінюючих структур на основі широкозонних А2 В6 - Автореферат

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ ім.Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників ім. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор, академік НАН України Свєчніков Сергій Васильович,Інститут фізики напівпровідників ім. Лашкарьова НАН України завідувач відділення, радник при дирекції Інституту; Офіційні опоненти:доктор технічних наук, професор Сорокін Віктор Михайлович, Інститут фізики напівпровідників ім. Захист відбудеться:“21” березня 2008 року о 1415 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.199.01 при Інституті фізики напівпровідників ім.Збільшення розмірів робочого поля таких екранів при вакуумних способах нанесення плівок призводить до значного подорожчання обладнання і зниження продуктивності технологічного процесу в звязку з високими вимогами до однорідності електролюмінесцентних плівок по товщині. Основними достоїнствами цього методу є низька температура одержання плівок (200-300 °C), простота технологічного обладнання, універсальність (можливість одержувати не тільки напівпровідникові, діелектричні, металічні, а також композитні плівки). Враховуючи сказане, розробку фізико-хімічних методів одержання світловипромінюючих плівок на основі широкозонних А2В6 і ТПЕЛС на їх основі та дослідження їх властивостей і характеристик можна віднести до числа актуальних фізико-технологічних задач. Основні результати отримані в рамках виконання програм: бюджетна тема № 21 “Дослідження механізмів структурної і компонентної модифікації матеріалів під дією зовнішніх чинників і створення низькотемпературних технологій, приладів і пристроїв оптоелектроніки” (1995-1999 рр., постанова Бюро ВФА НАН України №9 від 20.12.1994); бюджетна тема № 2 “Процеси генерації, перетворення, розповсюдження випромінювання в напівпровідникових та полімерних структурах різної розмірності і розробка оптоелектронних приладів” (2000-2002 рр., постанова Бюро ВФА НАН України №12 від 16.11.1999); бюджетна тема № 2 “Механізми утворення напівпровідникових наногетеросистем та самоорганізація в матеріалах для структур та елементів оптоелектроніки” (2003-2005 рр., постанова Бюро ВФА НАН України №11 від 27.11.2002) та бюджетна тема III-3-06 “Дослідження механізмів генерації і перетворення випромінювання в напівпровідникових низькорозмірних електронних і фотонних системах” (2006-2010 рр., постанова Бюро ВФА НАН України №10 від 20.12.2005). Вибір легуючої домішки обумовлений її специфічними люмінесцентними властивостями, а саме плівки на основі ZNS:Cu представляють інтерес в якості світловипромінюючих матеріалів синього кольору світіння і можуть бути використані в якості ТПЕЛС.Морфологія поверхні плівок вивчалась в звязку з тим, що однорідність кристалічної структури плівок є необхідною умовою для одержання рівномірного і стабільного їх світіння. Встановлено, що MOCVD-плівки ZNS:Cu мають більш впорядковану структуру й менш рельєфну поверхню, ніж плівки, отримані методом електронно-променевого випаровування у вакуумі. MOCVD-плівки (Тп = 280-300 °С) на полікристалічних підкладинках з кераміки (розмір зерен підкладинки 7-9 мкм) являють собою зрослі кристаліти ідентичної довгастої форми розмірами 0,07 x 0,15 мкм, що мають квазіпаралельну орієнтацію відносно один одного з нечітко вираженою огранкою, які у свою чергу створюють конгломерати розмірами від 2 до 8 мкм (рис.1, а). На підкладинках зі скла утворюються плівки, поверхня яких складається з мікрокристалічних зерен, що істотно відрізняються один від одного по розмірах у діапазоні від 0,10 до 0,30 мкм (рис.1,б) без будь-якої переважної форми та орієнтації. Аналіз спектрів ФЛ плівок ZNS:Cu, осаджених в одному технологічному циклі на різних підкладинках (аморфне скло, полікристалічна кераміка й монокристалічний кремній) показав, що у порівнянні зі склом і кремнієм, на яких плівки мають ідентичні криві, на кераміці спектральний максимум зміщується в довгохвильову область на 20 нм.Встановлено, що кристалічна структура та морфологія поверхні плівок залежить від технологічних умов, при яких вони були одержані. Виявлено, що плівки ZNS:Cu, одержані при температурі до 300 °С зі швидкістю розпилювання Vрозп ? 1 мл/хв, є полікристалічними, гексагонального типу, з переважаючою орієнтацією в напрямку , мають більш впорядковану структуру й менш рельєфну поверхню, ніж плівки, отримані методом електронно-променевого випаровування у вакуумі. Зміна температури підкладинки в інтервалі 220-260 °C практично не впливає на інтенсивність люмінесценції, тоді як збільшення температури від 260 до 300 °С призводить до росту інтенсивності випромінювання залежно від концентрації міді на 2-3 порядки величини. Показано, що стабільність роботи досліджуваних структур суттєво залежить від умов формування плівок. Відпрацьовані технологічні режими одержання нанокомпозитних шарів на основі ZNS і CDS, за яких зміна кольору світіння від жовтого до зеленого і синього досягається шляхом зміни температури підкладинки від 120 до 40 °С при незмінному складі компонентів вихідної речовини.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ