Дослідження факторів, які впливають на зарядовий стан домішки Gd у кристалах телуридів свинцю і олова і можуть змінювати його, а також можливі механізми і результати взаємодії легуючої домішки і системи власних дефектів легованих кристалічних матриць.
Аннотация к работе
Це породжує задачу розробки, в першу чергу - на етапі вирощування, ефективних методів керування системою власних дефектів сполук і твердих розчинів А4В6, які є визначальним фактором при формуванні фізичних властивостей кристалів і тонких шарів даної групи напівпровідникових матеріалів. Встановлено, що шляхом використання іонів РЗЕ як домішок при формуванні кристалічних матриць різних напівпровідників можна досягати значного “ефекту очистки” останніх - тобто суттєвого (на порядки величини) зниження під впливом легуючої домішки концентрації неконтрольованих фонових домішок у легованих обємних кристалах та тонких епітаксійних плівках і спричиненого ним значного зростання рухливості носіїв заряду. Як встановлено на прикладі кристалів PBTE-SNTE, використання легуючих домішок РЗЕ у процесі вирощування кристалів із розплаву дозволяє значно покращувати їх структурну досконалість, зменшувати густину дислокацій у них і знижувати рівень послаблення світла в обємі кристалу. Мета роботи - дослідити фактори, які впливають на зарядовий стан домішки Gd у кристалах телуридів свинцю і олова і можуть змінювати його, а також можливі механізми і результати взаємодії легуючої домішки і системи власних дефектів легованих кристалічних матриць. кристал телурид матриця зарядовий дослідити наявність кореляцій між параметрами мессбауерівських спектрів ядер 119Sn та напівпровідниковими параметрами легованих Gd кристалів Pb1-XSNXTE і на їх основі одержати можливу інформацію про дефектну систему та механізми покращення якості таких кристалів під впливом легуючої домішки.У вступі обґрунтована актуальність теми досліджень, її звязок з науковими програмами, планами і темами, сформульована мета і визначені задачі досліджень, показана наукова новизна і практичне значення одержаних результатів; приведені відомості про особистий внесок дисертанта та апробацію результатів дисертаційних досліджень. У ньому стисло проведено літературний огляд фізико-хімічних властивостей кристалів телуридів свинцю і олова, підвищена увага приділена проблемі системи власних дефектів та чужорідних домішок в даних матеріалах.У роботі вивчалися леговані домішкою Gd та нелеговані зразки Pb1-XSNXTE (0 ? х ? 1) електронного та діркового типів провідності, виготовлені із кристалів, вирощених методами Бріджмена та парової фази. Зразки для досліджень виготовлялися із свіжовирощених кристалів, а також із кристалів, система власних дефектів яких цілеспрямовано модифікувалася шляхом застосування процедур довготривалої витримки на повітрі, низько-та високотемпературного відпалу у вакуумі та розтирання кристалічних зразків у порошок. Натомість, іон у зарядовому стані Gd2 володіє значним орбітальним моментом (L = 2), що приводить до сильного розширення спектральних ліній за рахунок спін-ґраткової релаксації і, відповідно, до неможливості спостереження ЕПР цього іона при будь-яких температурах. Коли концентрація домішки Gd у зразку знаходилась в межах близько 5·1018 ? 5·1019 см-3, у спектрах ЕПР спостерігалася чітко виражена тонка структура, утворена сімома лініями, характерна для іона у стані S = 7/2 у кубічних позиціях (рис.1, крива 2). Сигнал ЕПР ніколи не фіксувався від зразків р-типу провідності, вирощених із парової фази, не дивлячись на те, що самого по собі гадолінію у таких кристалах було цілком достатньо для його реєстрації ЕПР спектрометром.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Список литературы
Zayachuk D.M., Kempnyk V.I., Bednarsky W., Waplak S. Two charge states of Gd-impurities in the PBTE:Gd crystals // J.Magn. Magn. Mater. - 1999. - Vol.191. - P.207-210.
Абрагам А., Блини Б. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов: Пер. с англ. - М.: Мир. - 1972. - Т1. - 652 с.
Buckmaster H.A. and H.Shing Y. A Survey of the EPR Spectra of Gd3 in Single Crystals // Phys.Stat.Sol. (a). - 1972. - Vol.12. - P.325-361.
Scanlon W.W. Precipitation of Te and Pb in PBTE Crystals // Phys.Rev. - 1962. - Vol.126, Issue 2. - P.509-513.
Летюченко С., Слынько Е., Хандожко А., Копыл А. Релаксация дефектов в пластически деформированных Pb1-XGEXTE и Pb1-XSNXTE. // Труды всесоюзного семинара “Примеси и дефекты в ускозонных полупроводниках”. - Павлодар, 1987. - с.11-13.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Заячук Д.М., Кемпник В.І., Полигач Є.О. Дослідження легованих гадолінієм кристалів телуридів свинцю і олова методом ЕПР // Вісник НУ “Львівська Політехніка” Електроніка. -2000. - 401. - C.86-92.
3. Zayachuk D., Polyhach Ye., Slynko E., Khandozhko O., Kempnyk V., Baltrunas D. Native defects and rare-earth interactions in IV-VI crystals // Physica B: Condensed Matter. - 2001. - Vol.308-310. - P.1057-1060.
4. Zayachuk D.M., Polyhach Ye.O., Mikityuk V.I., Baltrunas D.A. Study of the Gd impurity influence on the defect structure of the Pb1-XSNXTE crystals by means of the 119Sn Mossbauer spectroscopy // Phys. stat. sol. (b). - 2001. - Vol.225 - P.311-316.
5. Балтрунас Д.І., Заячук Д.М., Микитюк В.І., Полигач Є.О. Дослідження дефектної структури кристалів Pb1-XSNXTE:Gd методом мессбауерівської спектроскопії на ядрах 119Sn // Фізика і хімія твердого тіла. - 2001. - Т.2. -C.559-563.
6. Заячук Д.М., Кемпник В.І., Полигач Є.О., Слинько Є.І., Хандожко О.Г. Особливості ЕПР активності домішки гадолінію в кристалах твердих розчинів телуридів свинцю і олова // Вісник НУ “Львівська Політехніка” Електроніка. - 2002. - 455. - C.147-156.
7. Zayachuk D., Polyhach Ye., Slynko E., Khandozhko O., and Rudowicz C. Peculiarity of the EPR spectra of impurity Gd ions in lead telluride single crystals // Physica B: Condensed Matter. - 2002. - Vol.322. - P.270-275.
8. Zayachuk D., Polyhach Ye., Slynko E., Khandozhko O., Kempnyk V., Baltrunas D. Native defects and rare-earth impurities interaction in IV-VI crystals // Proc. The 21st Intern. Conference on Defects in Semiconductors ISDC XXI. - Giessen (Germany). - 2001. - P.347.
9. Балтрунас Д.І., Заячук Д.М., Микитюк В.І., Полигач Є.О. Дослідження дефектної структури кристалів Pb1-XSN1-YTE:Gd методом мессбауерівської спектроскопії на ядрах 119Sn // VIII міжнародна конференція з фізики і технології тонких плівок. Матеріали конференції. - Івано-Франківськ (Україна). - 2001. - С.236-237.
10. Заячук Д., Полигач Є. Домішково-структурні комплекси технологічного походження у напівпровідниках А4В6 // Тези ІІІ міжнарод. школа-конф. “Сучасні проблеми фізики напівпровідників”. - Дрогобич (Україна). - 2001. - С.16.
11. Zayachuk D., Polyhach Ye., Slynko E., Khandozhko O., Rudowicz C. Peculiarities of the EPR activity of the Gd impurity in the Sn-rich Pb1-XSNXTE solid solutions // Proc. of the XXXI Congress Ampere - Magnetic Resonance and Related Phenomena. - Poznan (Poland) 2002. - P.260.