Спектроскопія кристалів твердих сполук на основі сульфіду цинку - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, Горбань Олександр Миколайович, Запорізький інститут державного і муніципального управління, м. Запоріжжя, перший проректор доктор фізико-математичних наук, професор Кудзін Аркадій Юрійович, Дніпропетровський національний університет, м. Дніпропетровськ, професор кафедри електрофізики доктор фізико-математичних наук, професор Гаврилюк Володимир Ілліч, Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту, м. Захист відбудеться “16 ”березня 2001 р. о 1330 годині на засіданні спеціалізоваої вченої ради Д 08.051.02 при Дніпропетровському національному університеті (49050, м.Актуальність теми полягає у наступному: - розробка технології та одержання якісних монокристалів твердих сполук на основі сульфіду цинку (самоактивованих, та з різноманітними домішками) з наперед заданими параметрами є дуже важливими, як на початку роботи над дисертацією, так і зараз, бо саме на якісних кристалах можна встановити необхідні закономірності у властивостях, що необхідно для їх подальшого використання; створення установок ЕПР, фото-ЕПР, ОДМР, автоматизованої установки для дослідження спектрів фотолюмінесценції (ФЛ) і електролюмінесценції (ЕЛ) з первинною компютерною обробкою, що дозволяє вивчати рекомбінаційні процеси, з?ясовувати природу локальних центрів та їх ролі в процесах переносу заряду при зовнішніх впливах (одноосьовий тиск, змінні і постійні електричні поля, пластична деформація, ультрафіолетове (УФ) та інфрачервоне (ІЧ) підсвічування) в широкому інтервалі температур. Оскільки перелічені вище питання технології отримання кристалів твердих розчинів, розробки комплексу методик для цих досліджень та систематичного дослідження сукупності вказаних властивостей таких важливих для науки і практики сполук, як тверді розчини AIIBVI - A1IIB1VI, не були достатньою мірою вирішені, тематика та коло питань, поставлених та вирішених у дисертації є актуальними. Дисертаційна робота виконувалася в рамках планів науково-дослідницьких робіт Дніпропетровського національного університету у відповідності з програмами до завдань: Координаційного плану АН УРСР на 1976 - 1980 р., тема роботи № 176 - 76 "Вивчення енергетичного спектра носіїв заряду в широкозонних напівпровідниках та розробка нових твердотільних систем обробки та відображення інформації", звіт з НДР держ. реєстр. Комплекс дослідницьких робіт базувався на вирішенні ряду задач, основними з яких були: розробка технології отримання якісних монокристалів твердих сполук, яка дозволяла б у широких межах плавно і спрямовано змінювати фізичні властивості напівпровідникових матеріалів, з метою реалізації можливостей їх практичного використання; удосконалення стандартної апаратури, що дозволяє проводити комплексні дослідження ЕПР, фото-ЕПР, ОДМР, ФЛ, ЕЛ та ФП при різних температурах і ІЧ-збудженнях; обгрунтування і апробація оригінальних експериментальних методик для проведення комплексних досліджень оптичного перезарядження домішкових центрів (хром, залізо, А-центри, мілкі донори та акцептори) і люмінесценції в монокристалах твердих сполук Zn1-XCDXS і ZNS1-YSEY.Вирощені “чисті” монокристали (домішка в шихту не вводилася) Zn1-XCDXS і ZNS1-YSEY, де 0 <x, y< 1 з інтервалом Dx, Dy рівним 0.1 і кристали, леговані Mn c концентрацією марганцю (10-4, 10-3, 10-2 та 5?10-2 ) ваг. Використовуючи комплексний метод дослідження люмінесцентних характеристик і зміни зарядових станів іонів хрома, заліза і А-центра при спільній дії на кристали ZNS змінного електричного поля і УФ світла, вивчені умови виникнення додаткового світіння ФЕЛ або її гасіння. Вплив квантів ІЧ світла на кристал, що випромінює світло, призводить до стимуляції або гасіння сигналів ЕПР, яскравості ФЛ і величини ФП, що свідчить про перерозподіл зарядів на локальних центрах, а також про зміну концентрації вільних носіїв. При впливі на кристал ZNS:Al,Ag квантів ІЧ світла з енергією меншою ніж оптична глибина залягання іонів Cr (Ед< Еіч <), відбувається спустошення цілого ряду донорних (Ед ~ 0.6 ЕВ) і акцепторних (Еа ~ 0.3 ЕВ) рівнів. Отримані дані дозволяють вважати, що рівні Cr є центрами безвипромінювальної рекомбінації, захоплення дірок на рівні Fe2 призводить до червоної (l = 640 нм) ФЛ, а захоплення електронів на рівні А-центрів обумовлює блакитну (l = 460 нм) ФЛ, інтенсивність якої істотно перевищує інтенсивність “самоактивованої” ФЛ кристалів ZNS.

Основний зміст дисертації