Введение к работе
Актуальность темы. Хорошо известно, что кситонные эффекты оказывают существенное, в ряде случаев -іпределящее влияние на оптические эффекты в полупроводниках, [омимо свободных экситонов, способных свободно перемещаться га кристаллу и тем самым переносить энергию возбуждения, воз-южно образование связанных экситонов. Такие экситоны могут ібразовьіваться на различного рода дефектах в полупроводниках, га наиболее эффективно их образование происходит на иэоэлек-ронных ловушках. Классическим примером такой ловушки являйся азот в фосфиде галлия. Принято считать, что связанные пептоны локализованы, т.е. привязаны к одноыу центру н не гагут переносить возбуждение (энергии) в кристаллах, и потому ;е могут оказывать заметное влияние на фотоэлектрические яв-:ения в полупроводниках. Данные, полученные в настоящей рабо-е, показывают, что это не так по крайней мере для экситонов, вязанных на азоте в фосфиде галлия.
В качестве объекта исследований в работе был выбран фос-ид галлия, легированный азотом ( 6a1?:N ), что обусловлено іесколькими причинами. Во-первых, благодаря широкому примене-two 6оР в оптоэлектронике его технология хорошо отрабо-ана и позволяет получать высококачественные кристаллы, эпи-'аксиальные слои и структуры, пригодные для проведения тонких мзических измерений. Во-вторых, зонная структура и оптичес-ме свойства . Gcfl? изучены достаточно полно,'что ' позволяет вдежно интерпретировать данные фотоэлектрических измерений, ^третьих, излучательная рекомбинация экситонов, связанных ка ітомах азота в фосфиде галлия, является основным' механизмом гсминесценции в зеленых ба-Р -светодиодах, поэтому их изуче-ие имеет важное прикладное значение.
Целью работы являлось выяснение влияния ізота на фотоэлектрические свойства фосфида галлия, определе-іие механизмов образования фототока в области связанных на ізоте экситонов и применение полученных результатов для соз-[ания селективных фотоприемннков.
»
Научная н о в и 8 н а работы состоит в:
- экспериментальном наблюдении низкотемпературной фотоцровО'
димости в области & - и MN^ -даший связанных экситонов
компенсированном фосфиде галлия и увеличении эффекта по ыв'
ре увеличения степени компенсации (легирования) материала;
- выяснении механизма образования фототока в области лини
.'связанных экситонов в 6aP:N -р-п-переходах;
- доказательстве возможности аффективного переноса возбужде
ния (энергии) экситонами, связанными на иэоэлектронных ло
вушках в полупроводниках.
Практическая ценность работы ва ключается в следующем: '
показано, что эффективное расстояние переноса возбуждени связанными экситонами в 6aP:N может превышать диффузией ные длины для свободных носителей заряда и достигат 10...20 мкм;
фотоэффект на связанных экситонах в баР и 6а JU Р„ может быть применен для создания селективных фотоприеини ков с узкими спектральными характеристиками в видимой об ласти спектра.
Совокупность представленных в диссертации ехсперямен талыщх данных позволяет сформулировать следующие н а у ч ные положения, выносимые на защиту:
-
Экситоны, связанные на иэоэлектронных ловушках в по лупроводниках, могут играть существенную роль в формировали спектров фотоответа р-п-переходов и фотопроводимости.
-
Основным механизмом образования фототока в р-п-пере ходах на основе 6aP:N в области линий связанных экснтоис является их миграция к р-п-переходу и дальнейшая диссоциаця в поле объемного заряда.
-
Фотопроводимость в области Л„-и NN^ -линий евяяаг них экситонов при низких температурах определяется их распе дом в поле заряженных примесей.
Апробация результатов работ) Основные результаты диссертационной работы докладывались обсуждались на научных семинарах ЛЭТЙ и ЭТИ им.А.Ф.Иоффе,
'акже на научно-технических-конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-Яетербургского государственного ілектротехнического университета (1984, 1991 гг.).
Публикации. По результатам работы опубликова-ш две статьи, из них одна - в журнале "Физика и техника по-гупроводников".
Структура и объем диссерта-
I и и. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклвче-
зня и списка литературы, вклвчащего 50 наименований. Основ-?
гая часть работы изложена на і і 6 страницах машинописного
текста. Работа содержит 42. рисунка и 4 таблицы.