Введение к работе
-_...
Актуальность темы. Развитие современной,электроники определяется как Солее углубленным изучением уже известных широко применяемых полупроводников, так и исследованием перспективны . материалов, хоторые могут быть использованы в полупроводниковых приборах. Одним из них являются соединения типа А" В*, к которым относятся арсениды и фосфиды кадмій и цинка, а также твердые
растворы на их основе.
Некоторые из свойств твердых растворов Cdj.xZnxAS2 в последнее время привлекли внимание к этим соединениям, в частности, характер изменения ширины запрещенной зоны у них подобен наблюдаемому в HgTe-CdTe, что позволяет^при получении сплавов CdjAs2 - Zn3As2 варьировать ширину запрещенной зоны при комнатной температуре в пределах от -0,1 до I эВ. Преобладание CdsAsj в Cdj.»Z»xAsi обуславливает наличие п-типа проводимости в данном сплаве, а с увеличением содержания ZnjAsj п-тнп сменяется р-типом проводимости в узком интервале составов х=1,35 - 1,5. В монокристаллах р * Cdj.,ZnxAsj, легированных селеном, обнаружена фотопроводимость. Эти особенности твердых растворов Cd3.xZn,Asj позволяют считать его перспективным материалом для применения в длинноволновых фотоприемных устройствах /I/,
Но проблема разработки приборов на основе Cd3-xZn,As2 может быть успешно решена только на базе глубокого и дстхмыюго изучения свойств этих сплавов.
В пелом электрические и гальваномагнитные свойства твердых растворов арсеннд кадмия - арсснид цинка изучены достаточно хорошо. Однако мало изучены их оптические свойства, на основе которых можно орпеделнть ряд важных параметром и оптических функций. Фотоэлектрические свойства Cdj.,Zn,As2 к настоящему времени практически не исследованы. В литературе имеются лишь качественные сведения о фотопроводимости n Cd}.xZn4Asj. Не исследовано открытое недавно в твердых растворах Cd.?As2 - ZnjAsj явление остаточно» проводимости и не ясен механизм его появления.
-
Исследовать спектры отражения монокристаллов Cdj.xZnxAj2 я области оптических колебаний кристаллической решетки и выполнить их полный анализ.
-
Разработать технологию роста пленок Cd>.xZnxA32, легированных селеном.
-
Исследовать фотоэлектрические свойства кристаллов и пленок р Cdi.xZnxAsj, легированных селеном^
1. Выполняю исследование ИК спектров отражения (40 - 800 см') монокристаллов Cdj.»Zn,Asj. Определены параметры оптических фовопоп кристаллической решетки Cd).,Zn,As2 (х - 1,2 - 2,55), вычислены основные оптиче-
ские функции. Исследовано влияние количества примеси селена на динамику оптических колебаний кристаллической решетки Cd3.«Zn4As2.
2. Выбраны режимы роста и выращены пленки Cdo.45Zn2j
ЖКНЬЮ СеЛеаОМ.
-
По измеренным спектрам фотопроводимости определена величина температурного коэффициента изменения запрещенной зоны р - Cdi;aZni.77As>:Sc, что позволило установить закон изменения ширины запрещенной зоны Cdj xZnxAs2 от состава и температуры.
-
Исследована остаточная проводимость в кристаллах Cdj.,Zn„As2, легированных селеном, состава х > 1,4. Предложено объяснение ее появления, связанное с крупноблочным строением образцов.
Практическая ценность работы. Полученные в работе данные о структуре оптических колебаний кристаллической решетки Cd3.,ZnxAsj и основные оптические функции (40 - БОО см'1) могут быть использованы в теоретических расчетах, при обработке экспериментальных данных и проектировании приборов на их основе.
Установлены технологические условия, позволяющие получать аморфные и кристаллические пленки кслегированных и легированных селеном сплавов Cdj-,Zn„As2 Легированные пленки обладают фоточувствителыюстью. Сплавы р -Cd}.»Zn,As2, фоточувствителыше в ближней ИК - области спектра, могут быть применены в устройствах ИК-техиики.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Инфракрасные спектры отражения сплавов Cd3.xZnxAS2 имеют структуру сходную со структурой спектров Znjp2.
-
Количество основных оптических колебаний кристаллической решетки Cdj.KZn,As2 изменяется от 22 до 28 в зависимости от состава. Наблюдается малое отличие частот соответствующих LO- и ТО- фононов
-
Значения статической Со и высокочастотной » диэлектрической проницаемости в области составов \2 - 2.55 иелегированиых сплавов Cdj.xZnxAs: изменяются, соответственно, 10-13 и25 -34 приТ=300 К.
-
Предложенная технология позволяет получать вакуумным термическим напылением нелегированные н легированные селеном пленки p-Cdj.xZnxAsi.
-
В р - CdijjZni,T7As2:Se наблюдается фотопроводимость, связанная с зона - зонными переходами с максимумом фоточувствителыюстн при 7^140 К. Ширина запрещенной зоны р - Cd|jjZni.rjAs2:Sc равна (0,540 ± 0,004) эВ при 0 К. термический коэффициент ее расширения (0,39±0,03) эВ/К. Закон изменения ширины запрещенной зоны от состава и темспратуры (70 - 200 К) описывается уравнением: Е^хД) » -0,1 + 0,39-х - (0,33 + 0,04-х) 10"* Т (эВ).
-
В кристаллах р - Cdj.»Zn,A$2:Se, выращенных расплаянымн методами, наблюдается остаточная проводимость. Высоты барьеров, образующихся на границах крнсталлитов и ответственных за образование остаточной проводимости в р -Cdj^Zn,Asj равям: реконбннацяонного 0.1 эВ, дрейфового от 0.003 до 0.0S эВ. Вы-
сота дрейфового барьера зависит от состава, мощности засветки, качества поверхности образцов.
* Апробация работы: Основные результаты работы докладывались на III Все-
российской научно - технической корі, -рснціга "Методы н средства измерений физических величин" (Нижний Новгор-v, 1998 г.). Международной конференции по росту и физике кристаллов, посвященной памяти М.П.Шаскольской (Москва, 199S г.), Международной конференции "Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образоп, обработки изображений н символьной информации "Распознавание - 99" " (Курск, 1999 г.). Всероссийской молодежной научной конференции по физике полупроводников и полупроводниковой ото- и папоолекгропккс (С-Петербург, 1999"г.).
Публикации: По результатам диссертации опубликовано 3 научных работ.
06і.ем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов п списка цитируемой литературы.- Работа изложена на 134 страницах, включающих 53 рисунка и 16 таблиц. Список литературы содержит 139 наименований.
