Точкові дефекти і фізико-хімічні властивості CdTe, HgTe та твердих розчинів на їх основі - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Прикарпатський національний університет імені Василя СтефаникаЗахист дисертації відбудеться “24 ”лютого 2006 року о 1100 год, на засіданні спеціалізованої вченої ради К 20.051.03 при Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника за адресою: 76025, м. З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника (76025, м. Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: вченому секретарю спеціалізованої вченої ради К 20.051.03 при Прикарпатському національному університеті, вул. Встановлено, що у твердих розчинах CDXHG1-XTE (0,1 <х <0,3) переважають вакансії меркурію: , , , концентрацію яких у матеріалі можна регулювати відпалом у парі ртуті з можливою інверсією типу провідності. кристалоквазіхімічний рівняння дефект струм Вперше запропоновано кристалоквазіхімічні рівняння переважаючих механізмів утворення твердих розчинів на основі кадмій телуриду n-типу в системі CDTE-ZNTE та р-типу у системі CDTE-MNTE.Аналіз впливу точкових дефектів на властивості напівпровідників і питання про свідоме керування їх видом і концентрацією являють собою одну із важливих проблем хімії твердого тіла і технології. У випадку CDTE, HGTE та твердих розчинів на їх основі (CDTE-HGTE, CDTE-ZNTE, CDTE-MNTE), що знайшли широке використання у напівпровідниковій техніці (детектори іонізуючого випромінювання, світлові індикатори, електролюмінісцентні пристрої, перетворювачі сонячної енергії і т. д.) при вивченні процесів дефектоутворення ефективними виявилися квазіхімічні моделі з різними комбінаціями переважаючих точкових дефектів. Зауважимо, що якщо для кристалів бінарних сполук CDTE, HGTE є певний прогрес у питанні встановлення мікроскопічної природи дефектів і необхідне тільки їх уточнення, то для твердих розчинів на їх основі багато питань далекі від завершень. Мета роботи - на основі проведення комплексних теоретичних і експериментальних досліджень уточнити існуючі і розробити обґрунтуванні нові кристалохімічні моделі домінуючих точкових дефектів у кристалах бінарних сполук CDTE, HGTE та встановити механізми утворення твердих розчинів на їх основі CDTE-HGTE, CDTE-ZNTE(MNTE), що визначають прогнозовані фізико-хімічні властивості матеріалу, необхідні для створення ефективних пристроїв напівпровідникової техніки. В дисертаційній роботі використовувався комплекс теоретичних і експериментальних методів досліджень: метод Бріджмена при вирощуванні кристалів, метод двотемпературного відпалу для контролю відхилення від стехіометрії, рентгенодифрактометричні методи для контролю фазового складу і структурної досконалості зразків, компенсаційний метод визначення електричних параметрів кристалів у постійних електричних і магнітних полях, методи фотолюмінісценції та електронно-парамагнітного резонансу для дослідження дефектного стану матеріалу, метод квазіхімічних реакцій та кристалоквазіхімічний метод дослідження дефектної підсистеми у кристалах, статистичні методи обробки результатів експерименту.У вступі обґрунтовано актуальність теми, поставлено мету дисертаційного дослідження, висвітлено наукову новизну і практичну цінність роботи, визначено особистий внесок автора, наведено відомості про апробацію наукових результатів, публікації та структуру дисертації. У першому розділі “Фізико-хімічні властивості кадмій телуриду, меркурій телуриду та твердих розчинів CDTE-HGTE, CDTE-ZNTE(MNTE)” (літературний огляд) описано фазові діаграми рівноваги систем Cd-Te, Hg-Te, CDTE-HGTE, CDTE-ZNTE(MNTE), їх фізико-хімічні властивості, проведено критичний огляд основних теоретичних та експериментальних робіт, присвячених дослідженню їх дефектної підсистеми. Кадмій телурид і меркурій телурид алмазоподібні напівпровідники із шириною забороненої зони 1,5 ЕВ (300 К) і 0,117 ЕВ (286 К) відповідно, кристалізуються в структурі цинкової обманки просторова група F 3m - з близькими значеннями періодів гратки ACDTE = 0,6481 нм, AHGTE = 0,6461 нм. Показано, що до сьогоднішнього часу суперечливими є дані відносно областей гомогенності, відсутня однозначна інтерпретація залежностей фізико-хімічних властивостей твердих розчинів від складу, не вияснені механізми їх утворення та природа точкових дефектів. Як вихідні компоненти для синтезу твердих розчинів використовували елементарні кадмій, меркурій, цинк, манган, телур з високим ступенем чистоти 6N.Приділена увага висвітленню методу кристалоквазіхімії стосовно дослідження сполук, який дає можливість проаналізувати кристалохімічну сумісність чи несумісність утворення тих чи інших дефектів, а також розрахувати концентрації точкових дефектів і носіїв струму враховуючи відхилення від стехіометрії та частку йонності звязку атомів у кристалах.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ