Спектроскопія метастабільних дефектів в склоподібних напівпровідниках Sbx Se1-x - Автореферат

Надь Юрій Юрійович Автореферат дисертаціїї на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукРобота виконана в Науково-дослідному інституті фізики і хімії твердого тіла Ужгородського національного університету Міністерство освіти і науки України. Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, с.н.с, Мікла Віктор Іванович, професор кафедри фізики напівпровідників УЖНУ. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, Пуга Павло Павлович, Інститут електронної фізики НАН України, м. Захист відбудеться “06” червня 2002 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К61.051.01 при УЖНУ за адресою 88000 Ужгород, вул.Актуальність теми: У надзвичайно широкому класі матеріалів невпорядкованих твердих тіл, що включає аморфні речовини, стекла і навіть кристали з великою концентрацією дефектів, особливе місце посідають халькогенідні склоподібні напівпровідники. Оптимальне поєднання рис, що дозволяють класифікувати ці матеріали як напівпровідники, з індивідуальними фізико-хімічними, оптичними, електрофізичними властивостями роблять їх, без сумніву, перспективними для вдосконалення вже впроваджених у конкретні технічні пристрої, а також для створення нових за функціональним призначенням елементів мікро-і опто(фото)електроніки. Серед проблем фундаментально-наукового плану, що потребують першочергового вирішення, стоїть питання виникнення (формування) в псевдозабороненій зоні халькогенідних склоподібних напівпровідників локалізованих станів, їх електрофізична активність, чутливість до технологічних умов приготування, варіації співвідношення компонентів та ускладнення хімічного складу, зовнішніх чинників (опромінення світлом, термічне циклювання). Отже, безпосередніми задачами досліджень стають: встановлення фізичних критеріїв обмеження фоточутливості, пов‘язаних з параметрами рівнів власних дефектів і додатків (домішок) в конкретному типі матеріалі, склі; розробка достовірних методів визначення параметрів рівнів, які визначають мікроскопічні параметри нерівноважних носіїв заряду в заданому інтервалі температур та інтенсивностей оптичного збудження. Цей унікальний ефект вказує на можливість підвищення фоточутливості не лише шляхом розширення її спектральної смуги поглинання, але і за рахунок збільшення квантового виходу фотогенерації носіїв заряду у власній області спектру.Переважним чином розглядаються стани локалізовані в середині щілини рухливості, при цьому не наголошується на “хвостах локалізованих” станів поблизу країв відповідних зон. Детально проаналізовано для згаданих систем енергетичні діаграми станів електронної густини, вивчено можливі типи відповідних переходів для носіїв заряду обох полярностей при поглинанні світла, наявності електричного поля високої напруженості. З метою розділення таких піків, що перекриваються, проводилися цикли послідовного термоопустошення рівнів, відповідальних за кожен з цих піків, у вже згаданий раніше спосіб. Таким чином, на підставі аналізу результатів досліджень термодеполяризації можна зробити висновок про те, що при введенні Sb моноенергетичний (дискретний, степінь розмиття ?Е=0.02 ЕВ) рівень Se зберігається і виникають дві додаткові смуги локалізованих станів з глибиною залягання Et1 =0.34 ев і Et2 =0.45 ЕВ. Імпульси нестаціонарного фотоструму в зразках SBXSE1-x , нормовані до значень струму і часу в момент t=TT , в температурному інтервалі 250-300 К описуються степеневою залежністю від часу: I1~ t-(1-?i) (0<t<TT)При введенні в аморфний селен сурми чітко зафіксовано появу додаткових до спостережуваних в аморфному селені (Et~0.22 ЕВ) смуг локальних рівнів з енергією активації 0.34 і 0.45 ЕВ. Введення сурми в аморфний селен у кількості більше 0.5 ат.% приводить до практично повного припинення транспорту фотоінжектованих дірок. Форма імпульсу нестаціонарного фотоструму зазнає деякого розмиття зі збільшенням вмісту сурми і безпосередньо повязується з фактом збільшення енергетичного розподілу мілких рівнів. Температурна залежність дрейфової рухливості електронів носить чітко виражений активаційний характер типу Арреніуса з єдиною енергією активації E?~0.33 ЕВ практично незалежно від вмісту сурми в некристалічних SBXSE1-x і контролюється локалізованим рівнем зазначеної глибини залягання. Модель уніполярного збіднення, що пояснює наявність характерного зламу на залежності швидкості темнового розрядження від часу базується на обємній термічній генерації, яка в свою чергу включає процес іонізації глибокого центру в щілині рухливості з одночасною генерацією рухомих носіїв - електронів (система n-типу).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ