Структура і властивості модифікованих некристалічних халькогенідів миш’яку та сурми - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРоботу виконано в Ужгородському науково-технологічному центрі матеріалів оптичних носіїв інформації Інституту проблем реєстрації інформації НАН України Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор, академік НАН України Шпак Анатолій Петрович Інститут металофізики ім. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Прокопенко Ігор Васильович Інститут фізики напівпровідників ім. Лашкарьова НАН України, заступник директора доктор фізико-математичних наук, професор Горбик Петро Петрович Чуйка НАН України, в. о. директора доктор фізико-математичних наук, професор Куницький Юрій Анатолійович Технічний центр НАН України, зав. відділу фізики наноструктурних матеріалівУ цих матеріалах спостерігаються ефекти (радіаційно-і фотостимульовані зміни оптичних і фізико-хімічних властивостей, моно-і бістабільне перемикання, спінове і дипольне упорядкування тощо), які відкривають можливість їх використання для запису і відтворення оптичної інформації, створення фоторезистів з високою роздільною здатністю, фотоелектричних перетворювачів енергії, сегнетоситалів, оптичних дозиметричних систем. Врахування цих дефектів дозволяє обійти деякі труднощі при інтерпретації експериментальних досліджень структури і властивостей халькогенідних склоподібних напівпровідників (ХСН), а також їх змін при переході з одного метастабільного стану в інший (наприклад, „аморфний стан І - аморфний стан ІІ”). Як і при переходах між аморфними станами, при переходах „аморфний стан - кристалічний стан” змінюються структура і властивості матеріалів, причому в останньому випадку ці зміни є суттєвішими. Дисертаційна робота виконувалася в Ужгородському науково-технологічному центрі матеріалів оптичних носіїв інформації Інституту проблем реєстрації інформації НАН України в рамках ряду держбюджетних тем: “Розробка і оптимізація параметрів активних та пасивних елементів мікро-і оптоелектронних систем та середовищ для оптичного запису інформації на основі некристалічних халькогенідів” (0198U003098 1997-1999); “Розробка активних середовищ для запису інформації на основі халькогенідів і оптимізація їх параметрів при дії радіаційних навантажень” (№0100U005339 2000-2002р.); “Розробка активних елементів твердотільних дозиметричних систем іонізуючого випромінювання на основі кристалічних та некристалічних халькогенідів” (№ 0103U001684 2003-2005р.); “Дослідження та розробка методів неорганічної фотолітографії для отримання рельєфних мікроструктур на металевих та діелектричних підкладках оптичних носіїв інформації” (0104U009470 2004-2006); “Формування та діагностика напівпровідникових наноструктур на основі халькогенідів As, Sb, Bi, Ge” (№0106U011961 2005-2006). 3.Вивчення механізмів і кінетики структурної релаксації та кристалізації аморфних і склоподібних сплавів на основі халькогенідів мишяку і сурми та встановлення закономірностей трансформації структури і властивостей, які протікають в них при зміні хімічного складу, умов одержання та дії зовнішніх теплових, електричних та оптичних чинників.Композиційні залежності фізико-хімічних параметрів інтерпретуються в рамках моделі упорядкованої структурної сітки скла та концепції флуктуаційного вільного обєму. Оскільки ефективні заряди визначаються типом хімічної взаємодії і локальною структурою, то дають можливість прослідкувати за структурно-хімічними змінами, які проходять у стеклах при зміні співвідношення компонентів в їх складі. В системах A2X3-GEX2, AXI-GEX2 характер зміни фізико-хімічних і поляризаційних параметрів від складу подібний, оскільки при збільшенні вмісту германію у складі стекол структура поступово змінюється від тригональної (на основі AX3/2) до тетраедричної (на основі GEX4/2). Відмінність значень координаційних чисел кристалічних і склоподібних сполук A2X3 (для скла Sb2S3-Zs(Sb)=4,0, ZSB(S)=2,4; для скла As2S3 - ZS(As)=3,74, ZAS(S)=2,49; для скла As2Se3 - ZSE(As)=3,82, ZAS(Se)=2,60; для скла Sb2O3 - ZO(Sb)=4,08; ZSB(O)=2,73), особливості в КР та ІЧ спектрах обумовлені наявністю навіть в стеклах стехіометричних складів структурних угрупувань різної морфології з гомополярними звязками А-А і Х-Х. при цьому, для стекол систем As-S(Se) кількість базисних структур, у яких реалізуються гомополярні звязки (Х8, Xn, As4Х4, As4Х3, As4Х5, ASAS3), значно вища, ніж для стекол систем Sb-S(Se). Встановлено, що концентрація гомозвязків у стеклах на основі мишяку на порядок вища, ніж у стеклах на основі сурми.Для всіх досліджених стекол у системах Ge-Sb(As)-S(Se)-I спектральні залежності коефіцієнта поглинання описуються правилом Урбаха б(hн)=бgexp[(hн-Egб)/W], де W - енергетична ширина краю поглинання, Egб - енергетичне положення урбахівського краю поглинання на рівні поглинання б. Збільшення вмісту Sb у стеклах SBXSE100-x (0<x<25)супроводжується зсувом краю поглинання в область менших енергій і зростанням його нахилу, що свідчить про упорядкування структурної сітки при переході від Se до Sb2Se3.