Розробка радіаційностійких фотодіодів на основі шаруватих структур селенідів індію та галію - Автореферат

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича Розробка радіаційностійких фотодіодів на основі шаруватих структур селенідів індію та галіюРобота виконана в Чернівецькому відділенні Інституту проблем матеріалознавства імені І.М.Францевича Національної академії наук України Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор Ковалюк Захар Дмитрович, Чернівецьке відділення Інституту проблем матеріалознавства імені І.М.Францевича Національної академії наук України, керівник Захист відбудеться “19” лютого 2009 р. о 1500 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 76.051.09 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: 58012, м.Розвиток атомної енергетики, широке застосування високоенергетичного випромінювання в науці і техніці, різноманітних технологічних процесах, медицині потребує пошуку радіаційностійких матеріалів та розробки електронного устаткування, здатного працювати при високих рівнях радіації. Так, у процесі виготовлення напівпровідникові прилади піддаються дії Х-випромінювання, потоків електронів, іонів, а у промислових ядерних установках - нейтронного і g-опромінень. Наявність слабкого ван-дер-ваальсового звязку між їх шарами дозволяє легко отримувати напівпровідникові підкладинки з атомарно-гладкою поверхнею, що у поєднанні з простими технологіями (термічне окислення, ван-дер-ваальсовий контакт гомо-і гетерошарів, хімічний піроліз) дає можливість створювати поверхнево-барєрні діоди, р-n-гомо-та гетеропереходи. Дисертаційна робота тісно повязана з планами науково-дослідницьких робіт Чернівецького відділення Інституту проблем матеріалознавства НАН України, зокрема з темою 0104U006143 “Розробка технології радіаційно стійких напівпровідникових матеріалів для інфрачервоної оптоелектроніки та спінтроніки”, яка виконувалась за постановою Бюро ВФТПМ Президії НАН України № 8 від 13.05.2004 р., з темою 0106U009492 “Розробка нових напівпровідникових матеріалів на основі шаруватих кристалів та дослідження їх радіаційної стійкості в умовах ядерних випромінювань” за договором № К-490 по проекту Державної програми відповідно до постанови Кабінету Міністрів України № 1165 від 08.09.04, та розпорядження Бюро Президії НАН України № 202 від 05.04.2006р., з темою 0107U008435 “Розробка сенсорів на основі радіаційностійких гетеропереходів із шаруватих структур для детекторів ядерних випромінювань” за договором № К-1-335 від 01.06.2007 р. по проекту Державної програми відповідно до постанови Кабінету Міністрів України № 1165 від 08.09.04, розпорядження Бюро Президії НАН України № 691 від 14.10.2004 р. та № 178 від 21.03.2007 р. Для досягнення поставленої мети вирішувалися такі задачі: Створення ФД на основі шаруватих селенідів індію та галію з застосуванням технологій ван-дер-ваальсового контакту гомо-і гетерошарів, термічного окислення, хімічного піролізу, лазерного опромінення.У вступі розкрито стан наукової проблеми, обґрунтовано необхідність проведення досліджень і відзначено актуальність вибраної теми дисертаційної роботи та її звязок з науковими програмами, які виконувалися в Чернівецькому відділенні Інституту проблем матеріалознавства НАН України; сформульовані мета і задачі досліджень; відзначена наукова новизна отриманих результатів та їх практичне значення; наведено дані про апробацію роботи, публікації, особистий внесок дисертанта та зміст розділів дисертації. На основі досліджень ВАХ діодів, створених лазерним променем з густиною енергії 7 - 22 Дж/см2, показано, що утворення р-n-переходу має місце навіть при енергії, недостатній для розплаву поверхні шаруватого напівпровідника (Е <10 Дж/см2), однак найкращими характеристиками володіли ФД, отримані при густині 12 Дж/см2 (табл. У третьому розділі досліджено вплив “надмалих” доз (? 300 Р) Х-та g-опромінення на INSE-фотодіоди, виготовлені за різними технологіями: посадкою на оптичний контакт, термічним окисленням та лазерним опроміненням напівпровідника; проведено дослідження радіаційної стійкості ФД на основі селенідів індію та галію при дії гальмівних g-квантів у широкому діапазоні доз (0,14 - 140 КГР) та розглянуто особливості дефектоутворення. Опромінення g-квантами з енергією Е = 1,33 МЕВ проводилося за допомогою джерела неперервної дії - ізотопу кобальту 60Со в інтервалі доз 10-300 Р. Показано, що основним чинником ініційованих радіацією процесів є відмінності в щільності і характері іонізації при опроміненні Х-променями та g-квантами; неоднакове вихідне структурне упорядкування границі розділу для різних типів INSE-фотодіодів; присутність у підкладинках шаруватих напівпровідників механічних напруг, спричинених пластичною деформацією; вихідна нерівноважність та наступна релаксація характеристик шаруватих кристалів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ