Експериментальне дослідження впливу ізовалентної домішки магнію на структурні та оптичні властивості селеніду цинку. Виявлення можливих генераційно-рекомбінаційних процесів і визначення природи складових оптичних спектрів легування монокристалів.
Аннотация к работе
Сучасна твердотільна електроніка використовує цілу низку напівпровідників, на основі яких виготовляють прилади, причому їх властивості у великій мірі визначаються легуючими елементами. Попередні дослідження показали, що завдяки їх введенню матеріал набуває таких властивостей, які важко, а у ряді випадків неможливо, отримати шляхом введення інших домішок [2]. На відміну від вище вказаного безпосередньо питання впливу саме ізовалентних домішок на структурну досконалість і оптичні властивості селеніду цинку залишається відкритим. Водночас успішне розвязання цієї загальної проблеми потребує розвязання більш конкретних експериментальних і теоретичних задач, оскільки на даний час відсутня послідовна теорія ізовалентних домішок у твердому тілі. Мета роботи полягає у встановленні впливу ізовалентної домішки магнію на структурні, оптичні і люмінесцентні властивості кристалів селеніду цинку, легованих Mg методом дифузії, та виявленні ролі точкових дефектів у формуванні даних властивостей.При цьому залишається важливою проблема оптимальної технології легування магнієм селеніду цинку та вивчення впливу атомів домішки на склад точкових власних і домішкових дефектів. Окремо розглядається метод ?-модуляції [4] як такий, що дав змогу експериментально виявити складові оптичних спектрів, пояснити їх природу та відмінності у зазначених обєктах до і після їх легування, а також пояснити роль точкових власних (ВТД) і домішкових дефектів у формуванні генераційно-рекомбінаційних процесів. Показано, що у вихідних кристалах в якості основних постають дефекти Шотткі, а саме двозарядні відємні вакансії цинку (акцептори з Ea ? 1,2 ЕВ) та однозарядні додатні вакансії селену (донори з Ed ? 0,03 ЕВ) . Ізовалентний характер домішки магнію зумовлює одноатомний характер процесу легування нею кристалів ZNSE, а тому не змінює координаційного числа заміщуваної кристаллографічної позиції. Водночас входження в кристалічну гратку атомів зазначеної домішки супроводжується виникненням додаткових незначних напруг, про що свідчать результати досліджень Х-променевої двокристальної спектрометрії Оскільки заміщувані атоми (А) та ізовалентні домішки (С) однакові за валентностями, то умову їх рівноваги при кулонівській взаємодії у відповідному статичному тетраедрі можна записати так [7]: (1) де x=/a - відносні ефективний заряд і зміщення, - ефективний заряд АВ (зокрема ZNSE) структур , - зсув одного з основних атомів тетраедра (A), а - параметр кристалічної гратки (A).
План
2. Основний зміст роботи
Список литературы
1. Фистуль В.И. Атомы легирующих примесей в полупроводниках (состояние и поведение). - Физматлит., М. - 2004. - 432 с.
2. Махній В.П., Раранський М.Д. Точкові дефекти в алмазоподібних напівпровідниках: Навчальний посібник. - Чернівці: Рута. - 2002. - 112 с.
3. Махній В.П., Раранський М.Д. Фізико-хімічні основи методів створення та аналізу точкових дефектів у напівпровідниках: Навчальний посібник. - Чернівці: Рута. - 2003. - 135 с.
4. Физика соединений А2В6 / Под ред. Георгобиани А.Н. и Шейнкмана М.К. - М.: Мир. - 1986. - 320 с.
5. Морозова Н.К. Селенид цинка. Получение и оптические свойства. - М.: Металлургия. - 1992. - 70 с.
6. Махній В.П. Принципи та методи модуляційної спектроскопії. Навчальний посібник. - Чернівці: Рута. - 2001. - 101 с.
7. Рыжиков В.Д. Сцинтилляционные кристаллы полупроводниковых соединений AIIBVI. Получение, свойства, применение. - М: НИИТЭХИМ. - 1986. -123 с.
8. Махній В.П., Малімон І.В., Ткаченко І.В. Аналіз механізмів дефектоутворення у нелегованому селеніді цинку // Наук. вісник ЧНУ. - 2004. - 201. - С. 53-56.
9. Koh Era, Langer D.V. Luminescence of ZNSE near the band edge under strong laser light excitation // J.Luminescence. - 1970. -1-2. - P. 514-517.
10. Грибковский В.П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках. - Минск: Наука и техника. - 1975. - 464 с.
Основні результати дисертаційної роботи викладені в наступних публікаціях: 1. Махній О.В., Сльотов О.М., Фодчук І.М. Локальна деформація кристалічної гратки II-VI сполук ізовалентними домішками на прикладі селеніду цинку // Науковий вісник ЧДУ. Збірник наук. праць. Фізика. Електроніка. - Чернівці: ЧДУ. - 2000. - 86. - С. 73-75.
2. Махній О.В., Раранський М.Д. Сльотов О.М. Вплив технологічних умов на оптичні властивості кристалів ZNSE // 1-а Українська наукова конфереція з фізики напівпровідників УНКФН-1 (з міжнародною участю). - Одеса. - 2002. - С. 34.
3. Махний В.П., Раранский Н.Д., Слетов А.М., Ткаченко И.В. Влияние типа примесных дефектов на структурные свойства диффузионных слоев селенида цинка // Матеріали ІХ міжнародної конференції МКФТТП-ІХ. - Івано-Франківськ, 2003. - 1. - С. 214-215.
4. Махній В.П., Раранський Н.Д., Сльотов О.М., Ткаченко І.В. Вплив типу домішкових дефектів на структурні властивості дифузійних шарів селеніду цинку // Фізика і хімія твердого тіла. - 2003. - 4, №3. - С. 426-429.
5. Сльотов О.М. Рентгенодифракційні дослідження структурних досконалостей кристалів ZNSE // Конференція молодих учених і аспірантів. - Ужгород. - 2003. - С.49.
6. Сльотов О.М. Рентгенодифракційні дослідження структурних досконалостей кристалів ZNSE // Науковий вісник Ужгородського університету, серія Фізика. - 2003. - 14. - С. 32-35.
8. Махний В.П., Слетов А.М., Ткаченко И.В. Влияние вакуумного отжига на краевую люминесценцию нелегированного селенида цинка // Физика и техника полупроводников. - 2004. - 38, №9. - С.1034-1035.
9. Сльотов О.М. Особливості люмінесценції кристалів ZNSE легованих Mg // ІІ Наукова конференція з фізики напівпровідників (за участю зарубіжних науковців) УНКФН-2. - Чернівці-Вижниця. - 2004. - 2. - С. 445.
10. Раранський М.Д., Сльотов О.М. Структурні властивості кристалів ZNSE // ІІ Наукова конференція з фізики напівпровідників (за участю зарубіжних науковців) УНКФН-2. - Чернівці-Вижниця. - 2004. - 2. - С. 308-309.