Вплив зовнішніх факторів на електрофізичні властивості приповерхневого шару базисних граней кристалів CdS - Автореферат

Кристали CDS володіють низкою унікальних властивостей (високі фоточутливість та ймовірність випромінювальної рекомбінації), завдяки яким їх відносять до низки перспективних напівпровідникових матеріалів для сучасної мікро-, нано-та оптоелектроніки. Особливістю кристалів сульфіду кадмію є наявність в них значної концентрації метастабільних дефектів, перебудова яких може суттєво змінювати характеристики як обєму, так і приповерхневого шару напівпровідника. Результати, подані в дисертації, отримано при виконанні держбюджетних тем: Фк-071Б №0194U035194 “Радіаційно-стимульовані процеси в діодних структурах на основі кристалів CDS та ZNS”; Фк-550Б №0193U041621 “Деградація напівпровідникових матеріалів оптоелектронних приладів під дією іонізуючого випромінювання”; Фк-740Б №0197U017014 “Радіаційно-стимульована модифікація фізичних параметрів напівпровідникових сполук типу А2В6 та кристалів галогенідів цезію”; Фк-30Б №0100U001440 “Процеси еволюції дефектної структури обєму та приповерхневого шару кристалів типу А2В6, стимульовані дією зовнішніх факторів”; Фл-137Б №0103U001899 “Розробка фізичних принципів керування процесами радіаційно-індукованої перебудови дефектної структури в широкозонних кристалах”. Одержані результати з дослідження впливу зовнішніх факторів на електрофізичні властивості приповерхневого шару базисних граней кристалів CDS розширюють і поглиблюють наявні уявлення про природу таких явищ, як аномальна температурна залежність провідності (АТЗП) та емісія електронів з грані (000І) кристалів при їхньому охолодженні. У роботах, які були написані у співавторстві, внесок здобувача полягав у такому: [1, 2] - виготовлення поверхнево-барєрних діодів Au-CDS-In, дослідження їхніх електрофізичних параметрів, розрахунок густини ПС та визначення глибини залягання ГР у забороненій зоні напівпровідника, встановлення зміни перелічених характеристик під дією рентгенівського опромінення; [3] - виготовлення експериментальних зразків, дослідження залежності зміни інтенсивності емісії електронів з базисних граней CDS при їхньому охолодженні від провідності кристалічних зразків, встановлення кореляції між ефектами емісії електронів та аномальної температурної залежності провідності при охолодженні кристалів CDS; [4, 8] - виявлення зовнішніх факторів, які впливають на аномальні низькотемпературні ефекти приповерхневого шару грані (000І) кристалів CDS, встановлення часової деградації аномальних низькотемпературних ефектів, висунення ідеї про механізми перебудови дефектів приповерхневого шару грані (000І) при охолодженні кристалів CDS; [5] - виготовлення експериментальних зразків; дослідження радіаційно-індукованої зміни електрофізичних параметрів кристалів CDS та порівняння отриманих результатів із відповідними характеристиками поверхнево-барєрних структур на їх основі; [6, 9] - виготовлення експериментальних зразків, формування бази даних холлівських параметрів низькоомних кристалів CDS при різних дозах рентгенівського опромінення та часі релаксації.У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі проведених досліджень, описано методи, обєкт та предмет досліджень, визначено наукову новизну отриманих результатів та їхнє практичне значення, наведені дані щодо апробації. У першому розділі на основі аналітичного огляду літератури розглянуто особливості дефектної структури CDS та ПД їхньої кристалічної ґратки при збудженні електронної підсистеми. Кристали CDS характеризуються наявністю у них метастабільних дефектів, які можуть утворюватися як в процесі синтезу та оброблення монокристалічних зразків, так і під дією зовнішніх факторів на поверхню кристалів. Еволюція таких дефектів спричиняє зміни властивостей і характеристик пристроїв, виготовлених на основі CDS. Тому на сьогоднішній день залишається низка суперечностей та нерозвязаних проблем: неоднозначні інтерпретації особливостей адсорбції газів поверхнею кристала та зумовлених цим процесів ПД поверхневого шару напівпровідника;Встановлено, що емісія електронів з грані (000I) виникає у перший момент нагрівання кристала від температури рідкого азоту і є звичайною властивістю класичних високоомних піроелектриків. Під час аналізу одержаних результатів виявилось, що ефекти АТЗП та емісії електронів з грані (000І) кристалів CDS при охолодженні корелюють, а саме: - збігаються температурні діапазони обидвох ефектів (80 - 300 К) з максимумом обох залежностей в околі ~100 К; Дослідження електрофізичних характеристик обох ефектів засвідчило, що їхня природа повязана зі специфікою структури приповерхневого шару грані (000І) кристала, а саме: наявністю у приповерхневому шарі міжвузлових атомів кадмію, які можуть локалізуватися на дислокаціях або утворювати комплекси з атомами кристалічної ґратки. До зростання концентрації міжвузлових атомів кадмію в приповерхневому шарі грані (000І) приводить вакуумний термічний відпал кристалів CDS (рис. Зменшення потоку емітованих електронів у всіх типах зразків при збільшенні напруженості електричного поля можна пояснити формуванням

Основний зміст роботи