Электрофизические свойства тройных соединений (Zn, Cd) - (Si, Ge, Sn) - As2, облученных протонами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Ведерникова, Татьяна Владимировна
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Томск
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2008
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ВЕДЕРНИКОВА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА
ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТРОЙНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (Хп, С«!) - (Бц ве, вп) - Авз, ОБЛУЧЕННЫХ ПРОТОНАМИ
Специальность 01 04 07-физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Томск 2008
003168890
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Томский государственный университет», г. Томск
Научный руководитель: доктор физико-математических наук,
профессор
Брудный Валентин Натанович
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,
профессор, заслуженный деятель науки РФ Поплавной Анатолий Степанович
доктор физико-математических наук, профессор
Яковлев Виктор Юрьевич
Ведущая организация Филиал ФГУП «Научно-исследовательский
физико-химический институт им. Л.Я. Карпова», г. Обнинск
Защита диссертации состоится «11» июня 2008 г в «15» час 00 мин на заседании Совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д 212 269 02 при ГОУ ВПО «Томский политехнический университет» (634050, г Томск, пр Ленина, 30)
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Томского политехнического университета (634034, г Томск, ул Белинского, 55)
Автореферат разослан «_» мая 2008 г
Ученый секретарь Совета Д 212 269 02 д ф -м н, профессор
М В Коровкин
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Тройные соединения П-1У-У2 - ближайшие структурно-химические аналоги бинарных соединений 1П-У, получаемые заменой химических элементов Ш группы в катионной подрешетке элементами II и IV групп таблицы Д И Менделеева, имеют структуру халькопирита с упорядоченным расположением атомов II и IV групп в катионной подрешетке Из-за сжатия решетки в структуре халькопирита вдоль тетрагональной оси с величина г= (2 - с/а) в этих материалах изменяется в пределах (0,0-0,163), поэтому большинство соединений И-1У-У2 обладают двулучепреломлением, что обусловливает перспективность их использования в оптике Между бинарными Ш-У и тройными 1ЫУ-У2 соединениями сохраняется много общего по значениям ширины запрещенной зоны, эффективной массы носителей заряда и их подвижности и т п , так что соединения П-1У-У2 и Ш-У по своим свойствам дополняют друг друга
Соединения П-1У-У2 получают известными для других материалов способами, включая их прямой синтез путем непосредственного сплавления исходных веществ, взятых в стехиометрическом соотношении, зонную плавку, растворные способы, газофазовую эпитаксию с учетом физико-химических особенностей этих материалов. При этом если в соединениях Ш-У определяющее значение имеет чистота исходного материала и выбор легирующей примеси, то соединения П-1У-У2 плохо подчиняются правилам химического легирования Так, гпЗпАвг имеет устойчивый р+-тип проводимости при различных способах их получения, другие соединения - 2п81Аз2, СёБ^г, ZnGcAs2 и т.п - получают только в виде высокоомных образцов Предполагается, что собственные несовершенства структуры в соединениях Н-1У-У2 играют роль фактора, от которого в сильной степени зависят тип проводимости, величина удельного сопротивления, оптическая прозрачность материала и тд. Это ограничивает возможности практического использования тройных соединений и поэтому проблеме исследования собственных дефектов решетки и их влияния на свойства материалов группы П-1У-У2 уделяется особое внимание, что определяет актуальность данной работы
Известно, что облучения электронами, ионами или быстрыми нейтронами является одним из способов модифицирования свойств твердых тел Это также используется при изучении влияния собственных дефектов структуры на параметры материала, поскольку облучение позволяет контролируемым образом вводить различные типы дефектов, от точечных до ассоциированных дефектов (кластеров) путем выбора энергии и типа бомбардирующих частиц
Цель и задачи работы. Исследование влияния протонного облучения на электрофизические свойства соединений (гп,Сф-(51,Се,8п)-А82, выявление закономерностей изменения электрофизических свойств данных материалов при облучении, изучение термической стабильности радиационных дефектов
Объект исследований. Тройные соединения СёЗпАвг, С(ЮеАв2, СёБьАяг, гпЗпАвг, гпСеАйг, 2п81А82, облученные вблизи 320 К протонами (Е =5 МэВ) интегральными потоками до 2 1017 см"2
Научная новизна работы. Впервые получены экспериментальные данные по электрофизическим свойствам облученных протонами соединений (2п,С<1)-(БьОе.Бп^Азг и выявлены закономерности изменения электрофизических свойств этих соединений при протонном воздействии
Исследовано явление закрепления уровня Ферми в предельном положении РГ1т при протонном облучении и выявлена зависимость величины от особенностей энергетического спектра тройных соединений (2п, Сф-ф.Се.БтО-АБг
В интервале температур (2&-500)°С исследована термическая стабильность радиационных дефектов, созданных высокоэнергетическим и высокодозовым протонным облучением в тройных соединениях (С<1, 2п)-(81,Ое,8п)-А82 Выявлены общие закономерности изменения электрофизических свойств тройных соединений (Сё, 2п)-(81,Ое,8п)-А52 и их бинарных аналогов (1п, Са, А1)-Ав при высокоэнергетическом радиационном воздействии
Практическая значимость работы. Совокупность результатов исследований позволяет целенаправленно изменять тип проводимости, номинал удельного сопротивления соединений (Сё, гп)-(81,Ое,8п)-Аз2 путем протонного облучения, что может найти применение в радиационной технологии при создании
межэлементной изоляции, проводящих дорожек, световодов, при разработке технологии ионного и трансмутационного легирования и при прогнозировании стойкости тройных соединений к воздействию высокоэнергегического облучения
Работа выполнялась в рамках Координационного плана АН СССР «Физико-химические основы полупроводникового материаловедения» (раздел 2 2113 НТП «Лазерные системы», Задание 04 22 (1985-1990) гг ), Гранта INTAS-94-396 «MID Infrared Laser Nonlinear Spectroscopy» (1994г), гранта Минобразования РФ «Разработка физико-химических основ и оптимизация технологии получения крупных монокристаллов сложного состава и нелинейно-оптических элементов на их основе для лазерных систем ИК-диапазона» (1996-1998 гг), ГБ НИР по заказ-нарядам Министерства образования РФ (2000-2005 гг.)
Положения, выносимые на защиту.
1 Протонное облучение приводит к самокомпенсации соединений (Cd, Zn)-(Si, Ge, Sn)-As2 и, вследствие этого, к закреплению уровня Ферми (J5) в предельном (стационарном) положении Finn за счет одновременного введения радиационных дефектов донорного и акцепторного типов Положение F^ определяет электронные свойства материала, насыщенного дефектами структуры
2. Fya является фундаментальным параметром кристалла, значение которого определяется особенностями зонного спектра соединения (Cd,Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2 и соответствует положению Fta в зоне проводимости CdSnAs2, в верхней половине запрещенной зоны CdGeAs2 и ZnSnAs2 и вблизи середины запрещенной зоны в CdSiAs2, ZnSiAs2, ZnGeAsj
3 Введение радиационных дефектов в соединения (Cd, Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2 при протонном облучении приводит к изменению их электрофизических свойств качественно подобному изменению электрофизических свойств соответствующих им бинарных аналогов III-V - соединений (Al, Ga, In)-As
4 Для облученных протонами соединений (Cd, Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2 интервалы восстановления электрофизических свойств при изохронном отжиге ограничены температурами вблизи 500°С
Личный вклад автора. Представленная работа является результатом исследований автора, часть из которых выполнена лично автором, а часть -совместно с сотрудниками лаборатории полупроводникового материаловедения СФТИ им В Д Кузнецова и кафедры физики полупроводников Томского госуниверситета Автором проводилась подготовка образцов к измерениям, их измерение и обработка экспериментальных данных Автору принадлежит существенная часть результатов, опубликованных в совместных с другими исследователями работах, относящихся к анализу, их обобщению и выводам
Апробация результатов работы. Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 статьях в журналах ФТП (2), Известия вузов Физика (3), Оптика атмосферы (1), Crystal Research Technology (1), а также в материалах сборников и тезисов конференций (8) представленного списка
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из общей характеристики работы, пяти глав, заключения, содержит страниц 92, включая рисунков 25, таблиц 7 и список цитируемой литературы из 68 наименований
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВО ВВЕДЕНИИ дана общая характеристика работы, ее актуальность, приведены основные сведения о состоянии изучаемой проблемы, сформулированы цели и задачи исследований, приведено обоснование научной новизны и практической значимости результатов работы, сформулированы научные положения, выносимые на защиту, указан личный вклад автора, публикации и апробация результатов работы
ПЕРВАЯ ГЛАВА содержит краткий исторический обзор и анализ литературных данных по исследованию характеристик тройных соединений группы II-IV-V2, по способам их получения и возможностям практического использования Обсуждаются проблемы управления свойствами соединений II-IV-V2, обусловленные слабым влиянием легирования химическими примесями, термообработки или условий выращивания на свойства ростового материала Подчеркивается значительная роль ростовых дефектов и их решающий вклад в
формирование электрофизических и оптических свойств соединений П-1У-У2 Обосновывается необходимость изучения собственных дефектов решетки в соединениях группы Н-Г/Л^ Приводятся опубликованные данные по изучению радиационных дефектов в некоторых соединениях Н-1У-У2 и твердых растворах. (П-1У-У2)-(Ш-У), созданных электронным облучением Глава заканчивается постановкой задачи исследований.
В ГЛАВЕ ВТОРОЙ методической представлены данные по подготовке экспериментальных образцов для измерения, включая резку кристаллов, шлифовку пластин и выбор толщины материала для облучения протонами с Е=5 МэВ с учетом среднего проецированного пробега протонов <Яр> в материале согласно
Пробег протонов, мкм
Рис. 2 1. Изменение интенсивности краевой катодолюминесценции (йу =1,43 эВ) по толщине скола образца п-ОаАв (и «МО18 см'2), облученного ионами водорода (Е=5 МэВ, £>= 1 10 см"2) Гизм = 295 К
формуле Брэгга - Климана
<К^Ч <«„> = (рУ) (т/АЧ Ж) (21)
Здесь, р - плотность и А - атомный вес вещества, значки с индексом ; - искомые параметры мишени, значки без индекса - параметры эталонного образца ОаАв Величина <Лр> оценивалась по распределению интенсивности краевой катодолюминесценции по толщине скола облученного протонами образца п-ваАя (рис 2.1) На основе данных рис. 2 1 и выражения (21) оценены значения <Др> » (120-140) мкм в соединениях (2п,С(1)-(81,Се,8п)-А82. В главе 2 описано
изготовление омических контактов, химическое травление образцов и хранение облученного материала, выбор схемы измерений эффекта Холла и электропроводности, изохронный отжиг радиационных дефектов в облученном протонами материале
ГЛАВА ТРЕТЬЯ содержит данные исследований электрофизических свойств соединений на основе цинка - 2п-(5п, Се, БО-А-Чг, облученных протонами. Характерная особенность данной группы соединений - р-тка проводимости ростового материала
гпвпАяг - «перекрестный» аналог (ШЗаАзг) получен только как материал р+-типа проводимости с плотностью дырок £ 1018 см"3 Попытки получения п- гпБпАэг изменением условий выращивания, легированием расплава или последующей диффузией примесей, а также термообработкой были безуспешны Такая особенность связывается с высокой дефектностью глЭпАвг, в частности, с разупорядочением атомов катионной подрешетки вследствие нулевого тетрагонального сжатия гпБпАвг Впервые р-п конверсия типа проводимости р-гпБпАзг была осуществлена путем его облучения электронами и до настоящего времени это единственный способ получения объемных кристаллов и-гпБпАБг [1] Исследования выполнялись на кристаллах /?+-2п8пАз2 (р+= (3-4) 1018 см'3), полученных прямым синтезом из стехиометрического состава Результаты изменения электрофизических характеристик р-ЪпБпАвг при протонном облучении представлены на рис 3 1(а) За счет облучения получены кристаллы л-ЕпЗпАвг с ДнОип) ® -2,5 103 см3/Ахс и а ~ 3 10'2 Ом"1 см"1 (295 К), что соответствует закреплению уровня Ферми вблизи £у+0,58 эВ (295 К) Исследование термической стабильности РД в гпЗпАвг показало, что для полного устранения радиационных дефектов в зависимости от степени облученности материала требуется отжиг при температурах выше 500°С Все облученные образцы гпБпАвг восстанавливают р-тип проводимости вблизи температуры отжига 220 С (рисЗ 1(Ь)) Следует отметить, что если ростовые дефекты всегда задают р-тип проводимости гпБпАзг, то РД определяют его и-тип проводимости При этом ростовые дефекты устойчивы вплоть до температур плавления гпЗпАяг
10" 10" 10" Потж пропкяюв,ал
£с
Ц6 10?
«Д п vt
е е £ Уровень Ферми iitf
м id
е.
100 200 это 400 500 Тагкрсщра аююеа, С
Рис 3 1(a) Рис 3.1 (Ъ)
Рис 3 1 (а)Дозовые изменения постоянной Холла |л|н (1), а(2) и положения уровня Ферми F(3) при протонном облучении />-ZnSnAs2 (р0 ~ 3,6 1018 см"3, сто = 6,710'Ом см) Гюм =295 К.
Рис 3 1(b) Изохронный отжиг (10 мин) постоянной Холла Rh (1-3) и а (4) в кристаллах p-ZnSnAs2 (р = 3,6 1018 см'3) облученных протонами (5 МэВ) интегральными потоками D =(1,2,20,20)-1015 см' соответственно Ткш ~ 295 К
2пСеА«2 - «прямой» изоэлектрошшй аналог ОаАв получают в настоящее время в виде материала /»-типа проводимости Попытки регулирования его электрофизических параметров путем вариации условий выращивания, легирования примесями или термообработкой оказались безуспешны. Дырочный тип проводимости 2пОеАБ2 связывают с наличием либо присутствием антиструктурных дефектов в катионной подрешетке
Р-1 пСеАвг, вырезанный из крупноблочного слитка, выращенного из расплава, близкого по составу к стехиометрическому, облучался протонами до О=2 1017 см'2 В результате облучения получены высокоомные образцы с р~4 104 Ом см (295 К) и около 5 109 Ом см (77 К), что соответствует смещению уровня Ферми в положение около Еч + 0,4 эВ (295 К) В целом изменение свойств гпйеАяг при протонном облучении подобно поведению его «прямого» бинарного аналога ОаАэ Исследование отжига показало, что основное восстановление электрофизических параметров облученного материала имеет место в интервале температур (1009
200)°С, а для полного восстановления электрических свойств необходимы температуры выше 500°С
2п81А$2 - «перекрестный» аналог (СаА1Аз2), является одним из мало изученных соединений П-ГУ-У2, однофазные слитки которого получают методом направленной кристаллизации или зонной плавкой Материал всегда имеет р-тип проводимости и высокую степень компенсации
Образцы для исследований, полученные кристаллизацией расплава стехиометрического состава имели следующие параметры р=(9,5 1014 -1 1018) ем"3 и а=(2,5 103 - 1,5) Ом"'см"' вблизи 295 К Облучение р-2п81Аз2 протонами приводит к уменьшению концентрации дырок и к увеличению р до ~ Ю10 Ом см при 295 К
Таблица 3.1 Значения р (Омхсм) и Е(й){эВ) вблизи 295К в кристаллах р-Сс^Авг и р- гпБ^з, облученных протонами (5 МэВ)
Соед-е Дсм"2 0 Ю14 ■ю15 2х1015 5х1015 1014 10» 2х1017
Е(Л) 013 017 0 62 0 72 0 65 0 57 0.16 0,13
Р 02 1 1х103 9x103 4x109 2x107 1x106 2x103 1 5х102
Еф) 01 02 0 39 0 68 0 57 0 51 0.14 0.12
Р 06 1 9x1О2 6x106 ~Ю10 ~108 6x106 4x104 2x102
Уровень Ферми в результате облучения смещается в положение вблизи середины минимальной запрещенной зоны, около £у+0,85 эВ (295 К) Дозовые зависимости р и Е(0) в выражении р к ехр{Е(В)/кТ) для р-гпБхАвг представлены в табл 3 1 При 0>2 1015 см'2 обнаружено уменьшение р и Е(Б), обусловленное прыжковой проводимостью носителей заряда по уровням РД, расположенным вблизи ^ что является характерным признаком «переоблученного» материала Исследования отжига РД в данном соединении выявили стадии восстановления электрических свойств при температурах (100-160,240-400) и выше 450°С
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ посвящена особенностям изменения электрофизических свойств соединений группы С<1-(5п, ве, БО-Аяг при протонном облучении
Характерная особенность данной группы соединений - л-тип проводимости ростового Сс^пАвг и СсЮеАзг и р-тип проводимости Сс&ьАяг
С<КпА$2 - «прямой» аналог ГпАя, получают в виде материала «-типа проводимости, что связывают с образованием вакансий Ав и дефектов замещения Б Па Даже после многократной зонной очистки и перекристаллизации концентрация свободных электронов в СсйпА^ составляет ~ 1017 см"3 Образцы р-СёЗпАБг получают перекомпенсацией «-CdSnAs2 путем легирования расплава акцепторными примесями или их термодиффузией в ростовый материал
Исходные кристаллы и- СёЗпАзг с п = (3,3 1017 - 3,1 1019) см'3 выращивались методом Бриджмена с использованием 2-х температурных зон Материал р-типа проводимости с р- (1,7 10" - 2,7 1018) см"3 получали путем диффузии примеси Си в п- СёБпАвг В результате протонного облучения была осуществлена р-п конверсия типа проводимости исходного /т-СёБпАзг за счет введения дефектов донорного типа Исследование кристаллов и-СёБпАзг с и<(4-5) 1018 см'3 выявили увеличение концентрации свободных электронов за счет введения при облучении радиационных акцепторов Длительное облучение CdSnAs2 формирует материал с «1шМ4-5) Ю'8 см'3 (78-295 К), что соответствует закреплению уровня Ферми в зоне проводимости, ^ы^с+ОЛЗ эВ (рис. 41(а)) Таким образом, CdSnAs2 при облучении ведет себя подобно своему прямому аналогу ЬгАв, те переходит в вырожденное и+-состояние с уровнем Ферми, закрепленным в области разрешенных энергий зоны проводимости
Исследование изохронного отжига РД в CdSпAs2 выявило, что заметный «возврат» электрических параметров облученного материала происходит при Ттж>220°С, а при нагреве выше 380°С имеет место «переотжиг» материала, что обусловлено формированием термодоноров Аналогичная ситуация отмечена и при высокотемпературном (7>450°С) отжиге 1пАя Таким образом, РД, как и ростовые дефекты и термодефекты определяют п-тип проводимости CdSnAs2
Е
10'
10
Кр l(f Y?
Пяпокгропаюв, см
100 200 300 400
-2
Т , С
Рис 4 1(а)
Рис 4 1 (Ь)
Рис 4 1(д) Дозовые зависимости постоянной Холла Лц (1-4) и положения уровня Ферми (5,6) в образцах CdSnAs2, облученных ионами Н+ (5 МэВ) Кривые (1,4-6) Тти = 295 К, кривая 3- Гита = 77 К
Рис 4 1(Ь) Кривые изохронного (Д t = 10 мин ) отжига образцов CdSnAs2 (1- 4), облученных ионами Н+ (5 МэВ) интегральными потоками (£> см"2) (1,2)-2 1015; 3-2 1016,4- 0, соответственно Кривые (1,3,4) Тиш = 295 К, кривая 2 Тиж = 77К
CdGeAs2 - «перекрестный» аналог (InGaAs2) выращивают в виде материала п-типа проводимости, а для получения кристаллов р-типа используют перекомпенсацию ростового материала акцепторными примесями При этом получение кристаллов высокого качества представляет значительную сложность, поскольку ростовый материал является сильно компенсированным и содержит концентрации биографических дефектов на уровне ~ 5 1018 см'3
Образцы /i-CdGeAs2, использованные в настоящей работе, выращивались методом горизонтальной направленной кристаллизации, а материал р-ткая. проводимости получали путем диффузии Си Облучение протонами приводит к уменьшению плотности как электронов, так и дырок в исследованных кристаллах п- и р-типа проводимости, что указывает на введение в результате облучения как
Рис 4 2 (а) Рис 4 2 (А)
Рис 4 2(а) Дозовые изменения положения уровня Ферми при протонном облучении (Е=5 МэВ) кристаллов (1) и-СсКЗеЛвг и (2)р-СсЮеАяг Тиш =295 К
Рис 4 2(6) Изохронный (10 мин) отжиг кристаллов СёОеАвг облученных ионами Н+ (Е - 5 МэВ) (1) СсЮеАБг (и=6,3 1016 см'3, 0=2 1015 см"2), (2) СсЮеАвг 0=9,5 1015 см"3, £>=2 1016 см 2), (3) СсЮеА52 0=1,5 1018 см"3,25=4 1015 см"2) Тюм = 295 К
доноров, так и акцепторов, эффективность которых зависит от положения уровня Ферми в исходном материале Для исходных кристаллов /»-СсЮеАзг выявлена р-п конверсия типа проводимости в результате облучения При длительном облучении во всех исходных кристаллах СсЮеАвг уровень Ферми закрепляется вблизи Е„ + 0,52 эВ (рис 4.2(я)), что близко величине Р^ЬОаАвг) + 0,56 эВ
Исследование изохронного отжига в облученном СсЮеАз2 выявило уменьшение плотности РД в интервале температур (20-500)°С (рис 4 2(6)). При нагреве облученных образцов до температур выше 500°С имеет место «переотжиг» электрофизических параметров материала, что, предположительно, обусловлено формированием термодоноров Таким образом, собственные дефекты, формируемые в кристаллической решетке СсЮеАвг с помощью жесткого облучения или термообработки, обуславливают и-тип проводимости СсЮеАБг
СсШЬ^г - «перекрестный» аналог (1пА1Аз2) получен только в виде материалар-типа проводимости (р~(1013 - 1018) см"3) Кристаллы ^-СёЗ^з, использованные в
работе, были получены из подпитываемых растворов при постоянном градиенте температуры Исследованы кристаллы с р=(1,3 1015 - 1,8 1016) см"3 и а= (9,1 10"5 -6,3-Ю"1) Ом" см" (295 К) За счет облучения протонами получены высокоомные образцы с 108 Ом см (295 К) Изменение энергии активации проводимости при облучении в выражении о(0) ос ехр[Е(В)/кТ\ вблизи 295 К указывает на заглубление уровня Ферми в положение около Еу + 0,8 эВ (табл 3.1) При больших потоках протонов (>2х1015 см'2) наблюдается уменьшение р и Е(В) в р-С(181А82, подобное соответствующим данным для р-г^Авг (табл 3 1), что также связывается с проявлением прыжковой проводимости
В интервале температур (20-500)°С исследована термическая стабильность РД, выявлены стадии отжига в интервалах температур (80-200)°С, (200-320)°С и выше 400°С В «переоблученных» кристаллах Сс^Авг выявлен «обратный» отжиг а при температурах вблизи 200°С, связанный с исчезновением прыжковой проводимости по состояниям РД
ГЛАВА ПЯТАЯ посвящена анализу экспериментальных данных и выявлению закономерностей изменения электрических свойств соединений (С<1, 2п)-(81, ве, 8п)-Аз2 и, прежде всего, «закреплению» уровня Ферми в положении при протонном облучении В основу поиска этих закономерностей положен принцип физико-химических аналогий, используемый при анализе свойств материалов с родственным типом химических связей [2]
На рис 5 1 представлена эмпирическая зависимость между Г/т (в отн. ед Р^Е^ и величиной 1/ <А> в раду «родственных» материалов (2п, Сф-ф, ве, 8п)-А$2 и (А1, ва, 1п)-Аз с общим анионом Аз Здесь <А> - средний атомный вес материала (<Л>=[Л(1П)+Л(У)]/2 в бинарных Ш-У и <А>=[А (И)+Л(1У)+2Л (У)]/4 в тройных соединениях) Поскольку 1 /<А> ос где ¿^-минимальная запрещенная зона кристалла, то из рис 5 1 следует, что узкозонные соединения после облучения приобретают л+-тип (СсйпАзг) или л-тип проводимости (СсЮеАБг и 2п8пАз2), а широкозонные соединения Сс^ь^, 2пОеА$2 и гпБьАвг становятся высокоомными подобно своим бинарным аналогам в ряду 1пАв - йаАэ - А1Аз при жестком облучении
Рис 5 1 Зависимость (/Чл/Е^ от величины М<А> в облученных протонами соединениях д-СёЗпАвг, МпАб, c-CdGeAs2, г/^пЗпАвг, е-Сё81Аз2, /-ваАз, /пОеАвг, й- гпЗьАяг, ;-А1Аз Эксперимент (о), оценка Р\т!Е1 (+),расчетные значения <Ео>/2 (квадрат) (табл 5 2). Сплошная кривая - усредненное значение
Используя значения и особенности зонных спектров, можно объяснить тип проводимости соединений (гп, Сё)-(81, ве, Бп^Авг после облучения На рис 5 2 схематически представлены зонные спектры CdSnAs2 и гпОеАвг вблизи Г- точки, а также энергетическое положение <Лшх>аЫ в этих материалах Здесь принято, что для соединений П-ГУ-Уг, как и для Ш-У, выполняется условие единого электрохимпотенциала <Л1Ш>а1в=(4 7 ± 0 2) эВ [3]
Из экспериментов следует, что при облучении CdSnAs2 приобретает и+-тип проводимости, а гпОеАвг становится высокоомным Причина этого, как следует из рис 5.2, наличие тяжелых катионов Cd и Бп в соединении CdSnAs2, что приводит к «низкому» положению /^-минимума в зонном спектре данного соединения В результате этого Рьт оказывается в зоне проводимости CdSnAs2, что и обусловливает его л+-тип проводимости после облучения И, наоборот, в гпСеАвг с «легкими» катионами Zn и ве значение Т7^ оказывается близко Ее/2, что обуславливает его высокое сопротивление после облучения.
Рис 5 2 Энергетические спектры тройных соединений Ссйш4^ и 2пОеА82 вблизи точки Г, "сшитые" относительно предельного уровня FlIЩabs = (4 7±0 2) эВ
-3,5 --4,0 -И -4,5 -
-5,5 --6,0 -
Рис 5 3 Энергетическое положение дна зоны проводимости Ее и потолка валентной зоны Еу в бинарных (Al.Ga.In) -Аэ и тройных (гп.Сф-ф.Ое.Зп^АБг аналогах относительно единого предельного уровня = (4,7 ± 0,2) эВ
На рис 5 3 представлено энергетическое положение дна зоны проводимости и потолка валентной зоны относительно единого электрохимпотенциала <Р1ш1><,Ь5 = (4,7+0,2) эВ для соединений (Хп, Сф-(Б1, Бе, 5п)-А82, а также для их бинарных
16
§
3
3 § 1 й
т
я
■ <г>
Ьт
аналогов (А1, ва, 1п)-Аб [4] Из рис 5 3 можно оценить электрофизические свойства облученных материалов, насыщенных собственными дефектами решетки за счет высокоэнергетического облучения
На рис 5 4 показано изменение положения уровня Ферми относительно значения <?г1лп>аЬ5 в (А1, ва, 1п)-Ая и (2п, С(1)-(81, Се, 8п)-Аз2 при протонном облучении В качестве исходных образцов выбраны собственные соединения, для которых выполняется условие где ^ - исходный уровень Ферми
материала При таком выборе уровень Ец оказывается ниже <Е]т^> в 1пАз, CdSnAs2, CdGeAs2, гпБпАвг и при облучении «поднимается» в верхнюю половину запрещенной зоны (в зону проводимости в 1пАв и Ссйш^), что приводит к формированию материала п-типа проводимости в случае СсЮеАвг, гпБпАяг и п+-типа для 1пАз и СёБпАвг И, наоборот, в соединениях ваАз, А1А8, 7пОеАБ2, Сс^Аэг и гпБьАэг уровень Е0 расположен выше </г1Ш1а1в> и при протонном облучении «опускается» ниже Е^2, что приводит к формироватю материала р-типа проводимости, в нашем случае высокоомного материала р-типа проводимости Таким образом, уровень </7|т1а1к> является асимптотической точкой, в которую «сходятся» химпотенциалы всех представленных в работе материалов Если же в качестве исходных материалов выбраны легированные химическими примесями полупроводниковые соединения п- или р-типа проводимости, то изменение их электрофизических свойств при облучении будет определяться взаимным энергетическим положением уровней и Fllm и при Ро<Рьт будут более эффективны радиационные доноры, а при 7Г0>.1,;'1Ш1- радиационные акцепторы
Анализ электрофизических свойств облученных соединений (2п, С(1)-(Б1, ве, 8п)-Ав2 проведен на основе использования соответствующих данных для их бинарных аналогов (А1, Са, 1п)-Аб, поскольку подобие зонных спектров бинарных и тройных соединений предполагает близость электронной структуры их собственных дефектов, что подтверждают соответствующие расчеты для йаР и ZnGeP2 [5] При таком анализе использовано предположение о том, что /•/,,„* (П-1У-У2) * ^,„,(Ш-У) для «прямых» и ^ЛП-1У-У2) « [^ОТ(Ш-У)(А) + ^,т(Ш-У)(В)]/2 для «перекрестных» аналогов, здесь А и В - соединения группы Ш-У
7-0 аА 8 й-гп81А8, 9-гпСеА82
I' П от ок протонов
Рис 5.4 Дозовые изменения энергетического положения уровня Ферми ^ относительно его предельного значения /г1Ш1аЬя =(4,7±0,2) эВ при облучении В качестве исходных образцов выбраны собственные полупроводники с Р~Е^2
Хотя при этом невозможно получить точные значения для соединений (2п, С<1)-(81, Се, 8п)-А52, оценочные значения Р^* в первом приближении позволяют предсказать электрофизические параметры облученных тройных соединений на основе соответствующих экспериментальных данных их бинарных аналогов (табл 5 1)
Таблица 5.1. Экспериментальные (Р1т), оценочные /р(1), ЕА ) и расчетные значения (Ег, <Е&>/2) в соединениях П-ГУ-У2 и III-V (эВ), отсчет относительно потолка валентной зоны
Соединение E* ^lim аналог i'lmi <Ed>/2 7(1> D EA
AlAs 2 23 0 99 - - 1.07 5.69 3 46
GaAs 151 06 - - 0 70 5 30 3 79
InAs 042 052 - - 0 50 5 22 4 80
ZnSiAs2 2.0 0 85 AlGaAsj 08 0 84 5 55 3 55
ZnGeAs2 1 19 04 GaAs 06 0 70 5 30 411
ZnSnAs2 0 70 0 63 GaInAs2 0 56 0 83 5 33 A SI
CdSiAs2 1 7 08 AlInAs2 0 7 6 0 88 5 50 3 80
CdGeAs2 0 66 0.52 GaInAs2 0 56 0 68 5 32 4 66
CdSnAs2 0 32 0 45 InAs 0.52 0 87 5 25 4 93
* Значения F\m для AlAs, GaAs и InAs взяты из [4]
Какова физическая природа i^ijm и почему эта величина является репрезентативным параметром материала? Известно, что для соединений групп IV и III-V значение Fim тождественно собственному уровню локальной зарядовой нейтральности («нейтральной» точке) кристалла [4,6] Аналогичные вычисления "нейтральной" точки в (Cd, Zn)-(Si, Ge, Sn)-As2 были выполнены в [4] В табл 5 1 и на рис 5 1 представлены расчетные значения «нейтральной» точки как величины <Eq>/2 Здесь <Еа> энергетический зазор между нижней зоной проводимости и верхней валентной зоной в пределах первой зоны Бриллюэна кристалла Видно, что в соединениях (Cd, Zn)-(Si, Ge, Sn)-As2, как и в (In, Ga, Al)-As, наблюдается соответствие между F^ оценочными значениями F^,* и расчетными значениями <Eq>/2 Эти исследования показывают, что в условиях сильной компенсации в облученном полупроводнике уровень F^ «проявляется» как собственный уровень локальной зарядовой нейтральности кристалла, что подтверждает фундаментальный характер самой величины F^m
В заключение можно отметить, что результаты настоящих исследований могут быть использованы для оценки таких фундаментальных параметров соединений (Cd, Zn)-(Si, Ge, Sn)-As2, как первый потенциал ионизации /р(|) и величина электронного сродства ЕА (Electron Affinity), значения которых в настоящее время для тройных соединений неизвестны Для оценки /р(1) может быть использовано выражение /р(1) = <Fllmabs> + F^ здесь принято <Flmiabs> = (4,7±0,2) эВ [3] Величина ЕА оценивается из выражения ЕА = (Тр- Е^ Эти оценочные значения приведены в табл 5 1 Следует отметить, что полученные таким образом оценочные значения /р(1) и ЕА близки соответствующим экспериментальным величинам в бинарных соединениях AlAs, GaAs и InAs
В свою очередь можно также отметить, что тип проводимости облученного полупроводника определяется соотношением между <Fiimabs> и ЕА При ЕА больше <-Fiimabs> облученный материал имеет и+-тип проводимости - CdSnAs2, InAs, при ЕА «<F]imabs> облученный материал имеет л-тип проводимости - ZnSnAsj, CdGeAs2, при ЕА меньше <Fiimabs> облученный материал имеет i- или р-тип проводимости -ZnSiAs2, CdSiAs2, GaAs, AlAs
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ:
1 Облучение соединений (Сс1,2п)-(81,Ое,8п)-А52 протонами приводит к закреплению уровня Ферми в предельном положении Еът, характерном для каждого материала, а именно, в зоне проводимости СсКпАвг (£у+0,45 эВ), в верхней половине запрещенной зоны С<ЮеАз2 (Еу+0,52 эВ) и гп8пАв2 (^+0,58 эВ), вблизи Е/.I в соединениях Сё81А52(£у+0,8 эВ), 2п81Ав2 (£у+0,85 эВ), гпйе Аз2 (£у+0,4 эВ)
2 «Узкозонные» соединения в результате высокоэнергетического протонного облучения приобретают п- тип в случае СёБпАвг и л-тип проводимости в случае С(ЮеА$2 и гпЗпАвг, а «широкозонные» соединения Сс^Авг, 2п81Аз2 и становятся высокоомными материалами подобно своим бинарным аналогам -«узкозонному» соединению ¡пАв и «широкозонным» соединениям ОаАэ, А1АБ соответственно
3. Предельный уровень Ферми Fllm в облученных соединениях (Сс1,2п)-(81,Се,8п)-А52 является основным параметром кристалла, значение которого определяется характером зонного спектра соединения (Сё,гп)-(81,Ое,8п)-Аз2 и тождественно уровню локальной зарядовой нейтральности материала Уровень определяет электронные свойства дефектного тройного соединения.
4 Ростовые и радиационные дефекты определяют п-тип проводимости в Сс^пЛяг, СсЮеАз2, что, по-видимому, обусловлено одинаковой природой, хотя и разной структурой данных дефектов В соединениях 2п8пА82, 2пСеА82, 2п81А82, СёБьАвг ростовые дефекты задают р-тип проводимости материала, а радиационные - и-тип для 2п8пАв2 и высокоомный характер проводимости для гпСеАвг, 2п81А53, СёЗьАБг,
5 Для устранения радиационных дефектов, созданных протонным облучением, достаточен кратковременный отжиг вблизи 500°С, в то время как ростовые дефекты в тройных соединениях (Сё,2п)-(81,Се,8п)-АБ2 устойчивы к длительному высокотемпературному отжигу
6 Результаты настоящих исследования могут быть использованы для управления типом проводимости, номиналом удельного сопротивления, оптической прозрачностью тройных соединений (Сё, 2п)-(81,Ое,8п)-А82 путем
высокоэнергетического протонного воздействия, а также при развитии методов ионного и трансмугационного легирования данных материалов
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи в рецензируемых журналах
1 Брудный ВН, Ведерникова ТВ Электрофизические свойства облученного протонамиCdSnAs2//ФТП -2008 -Т 42,вып 1 -С 34-37
2 Брудный В Н, Ведерникова ТВ Электрофизические свойства диарсенида кадмия-кремния (CdSiAsj), облученного ионами Н+ II Изв вузов Физика - 2007 -Т 50, №7 - С 122-125
3 Брудный В Н, Ведерникова Т В Электрофизические свойства облученного протонамиZnSiAs2//ФТП -2007 -Т 41,вып 1 -С 13-16
4 Voevodin V G , Voevodma О V , Vedemikova Т V Effect of impurity level widening on electrophysical properties of A2B4Cs2 compounds // Cryst Res Technol - 1996 -V 31, S 1 1 -P 93-96.
5 Андреев ЮM, Воеводин В Г,, Ведерникова ТВ и др Генерация второй гармошки излучения С02 - лазера в CdGeAs2// Оптика атмосферы - 1988 - Т 1, №2 -С 103-105
6 Брудный В Н, Ведерникова Т В . Воеводин В Г, Кривов М А, Отман Я И Отжиг дефектов в монокристаллах CdGeAs2, облученных электронами при 300 К // Изв вузов Физика -1981 -Т.24,№9 -С 122-125
7 Вяткин А П, О В Воеводина О В , Ведерникова ТВ и др Влияние примеси меди и структурных дефектов на свойства соединения CdSnAs2 // Изв. вузов Физика -1980 -Т 23,№5 -С 102-108
Сборники научных трудов и тезисы докладов конференций
1 Брудный В Н, Ведерникова Т В Электрофизические свойства соединений II-IV-V2, облученных протонами 17-21 //Доклады Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10)» Кемерово, 10-12 октября 2007 г Кемерово Кузбассвузиздат, 2007 -Т 1 С 17-21.
2 Ведерникова Т В Нелинейно-оптические кристаллы CdSnAs2, CdGeAs2 радиационные методы обработки // Труды III межд конф «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» 29 июля -
3 августа 2002 г Томск- Томский политехнический университет, 2002 С 37
3 Брудный В Н, Ведерникова Т В . Потапов А И Электронные параметры CdGeAs2, облученного электронами (2 МэВ) и протонами (5 МэВ) // Материалы Восьмой Российской конференции «Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V (GaAs-2002)» Томск (1-4) октября 2002 - С. 373-375
4 Voevodin V G, Voevodma О V, Vedemikova Т V The photoelectromagnetic effect in CdGeAs2 ternary compound // Ternary and Multmary Compounds. Inst Phys Conf Ser № 152 -1998 - P. 835-838
5 Voevodin V G, Voevodma О V, Vedemikova T V Effect of impurity level widening on electrophysical properties of A2B4C52 compounds // Book of Abstracts of 10-th Intern Conf on Ternary and Multmary Compounds, Stuttgart 19-22,1995 -P IB 3
6 V.G Voevodin, OV Voevodina, Vedernikova TV Impunty interaction effect on electrophysical properties of AJB4C52 compounds // Book of Abstr. of 9-th Intern Conf on Ternary and Multmary Compounds, Yokagama, Japan, 1993 Appendix of ICTMC-9 7. Воеводина О В, Ведерникова Т В. Лебедева М В. Энергетический спектр дефектов в кристаллах CdGeAsj // Тезисы докладов V Всесоюзной конференции «Тройные полупроводники и их применение» И Штиинца, Кишинев, 1987, С 81 8 Воеводин В Г., Грибенкжов А И , Ведерникова Т В . и др Нелинейно-оптические кристаллы ZnGePj и CdGeAs2 получение монокристаллов и характеризация дефектов // VI Всесоюзная конференция по росту кристаллов Тезисы докладов. Т1 Рост кристаллов из расплава. Ереван. И. АН Армянской ССР 1985 С 196-197
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 А/С № 871680 (СССР) Способ обработки полупроводникового материала // Брудный В Н , Кривое М А., Мелев В Г , Потапов А И. - 1981
2 Ормонт Б Ф Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников (М, В Ш 1968,487 С)
3 Брудный В Н, Колин Н Г, Смирнов Л.С Модель самокомпенсации и стабилизация уровня Ферми в облученных полупроводниках // ФТП - 2007 -Т.41-В9-С 1031-1040
4 Брудный В Н Радиационная модификация и дефекты некоторых алмазоподобных полупроводников сложного состава Автореф. дис д-ра физ -мат наук Томский госуниверситет Томск, 1993 -40 с
5 Брудный В.Н, Воеводин В Г , Гриняев С Н Глубокие уровни собственных точечных дефектов и природа «аномального» оптического поглощения в ZnGeP2 // ФТТ. — 2006 -Т 48,вып 11 -С 1949-1961
6 Brudnyi VN, Grinyaev SN, Kolin NG A model for Fermi-level pinning in semiconductors radiation defects, interface boundaries // Physica В Cond Matter 2004 V. 348, № 1-4. - P 213-225
Отпечатано на участке оперативной полиграфии редакционно-издательского отдела ТГУ
Заказ № от «_ч_» 05" 2008 г. Тираж мо экз.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Введение.
1.1. Собственные дефекты решетки в соединениях II-IV-V2.
1.2. Радиационные дефекты в соединениях II-IV-V2.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Введение.
2.1. Подготовка, обработка и облучение образцов протонами.
2.2. Обработка экспериментальных данных.
2.2.1. Изохронный отжиг облученного материала.
ГЛАВА 3. РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ В ДИАРСЕНИДАХ ЦИНКА -ОЛОВА (ZnSnAs2), -ГЕРМАНИЯ (ZnGeAs2), -КРЕМНИЯ (ZnSiAs2) Введение.
3.1. Диарсенид цинка-олова (ZnSnAs2).
3.2. Диарсенид цинка-германия (ZnGeAs2).
3.3. Диарсенид цинка-кремния (ZnSiAs2).
5.1. Закрепление уровня Ферми при облучении. 64
5.1.1. Бинарные III-V и тройные И-1У-У2 аналоги.65
5.1.2. Дефекты решетки в тройных соединениях II-IV-V2.67
5.1.3. Средняя энергия гибридной связи в соединениях H-IV-V2.69
5.1.4. "Нейтральная" точка кристалла.71
5.2. Радиационное модифицирование и предельный уровень легирования химическими примесями соединений (Zn, Cd)-(Sn, Ge, Si)-As2.77
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.83
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.86
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Тройные соединения группы II-IV-V2 - ближайшие структурно-химические аналоги бинарных полупроводников группы III-V, получаемые из них методом "прямых" или "перекрестных" замещений химических элементов III группы в катионной подрешетке элементами II и IV групп таблицы Д.И. Менделеева. Структура этих соединений относится к халькопиритной кристаллохимической фазе с упорядоченным расположением атомов II и IV групп в катионной подрешетке. Из-за сжатия решетки вдоль тетрагональной оси с величина тетрагонального сжатия т = (2 - с/а) в структуре халькопирита в большинстве соединений II-IV-V2 изменяется в пределах (0.000-0.164), здесь а и с — постоянные кристаллической решётки халькопирита. У ряда тройных соединений, например, ZnSnAs2, ZnSnP2 тетрагональное сжатие отсутствует вследствие одинаковой поляризуемости связей Zn-C5 и Sn-C5, что приводит к возможности разупорядочения катионной подрешетки по реакции II<=>IV, поскольку величина т является мерой упорядоченности катионной подрешетки. У других соединений данной группы величина с/а Ф 2. Поэтому большинство полупроводников группы II-IV-V2 обладают естественным двулучепреломлением (являются одноосными оптическими кристаллами), что обуславливает перспективность их использования в качестве материалов для изготовления поляризационно-чувствительных фотоприемников и источников, а также смесителей (модуляторов) оптического излучения. Кроме того, тройные соединения II-IV-V2 дополняют бинарные полупроводники группы III-V по значениям ширины запрещенной зоны, номиналам удельного сопротивления, подвижностям носителей заряда и т.п., что расширяет возможности использовании тройных соединений совместно с их бинарными аналогами. Несмотря на усложнение энергетического зонного спектра при переходе от структуры цинковой обманки (ZnS) к структуре халькопирита, можно ожидать, что некоторые качественные особенности тройных полупроводников могут быть предсказаны путем их сопоставления с соответствующими свойствами бинарных аналогов. Так, между бинарными (III-V) и тройными (II-IV-V2) соединениями сохраняется много общего по значениям ширины запрещенной зоны, эффективной массы и подвижности носителей заряда, температурам плавления и т.п.
Объект исследований.
Объектом исследования настоящей работы являются тройные соединения на основе (Cd, Zn)-(Ge, Si, Sn)-As2, включая CdSnAs2, CdGeAs2, CdSiAs2, ZnSnAs2, ZnGeAs2, ZnSiAs2. Данные соединения получают известными для других полупроводников способами с учетом физико-химических особенностей этих материалов. К этим способам относятся синтез данных материалов путем непосредственного плавления простых исходных веществ, взятых в стехиометрическом соотношении; зонная плавка материала; кристаллизация расплава по методу Бриджмена; растворные способы - кристаллизация из раствора - расплава (металлы, химические соединения, содержащие компонент II-IV-V2); эпитаксиальные методы выращивания тонкопленочных тройных материалов.
При» этом, если в бинарных соединениях III-V определяющее значение на свойства ростового материала оказывает чистота исходных компонент и выбор типа легирующей химической примеси, то соединения II-IV-V2 плохо подчиняются простым правилам химического легирования. Так, например, специально нелегированные кристаллы CdSnAs2, CdGeAs2 всегда получают в виде образцов п -типа проводимости; другие соединения - ZnSnAs2, ZnGeAs2, CdSiAs2, ZnSiAs2 имеет устойчивый р-тип проводимости при различных способах их получения или последующих обработках - термическом отжиге, легировании химическими примесями. При этом большинство тройных полупроводников* слабо реагируют на легирование химическими примесями, как в расплаве, так и при диффузии примесей в ростовый материал. В большинстве случаев термообработка ростового материала также не оказывает существенного влияния на свойства тройных полупроводников. Плохая "управляемость" свойствами- соединений II-IV-V2 ограничивает возможности их использования в микро- и оптоэлектронике. Предполагается, что такие особенности тройных соединений связаны с процессами их "псевдолегирования" собственными дефектами решетки в процессе выращивания материала. Именно поэтому проблеме исследования собственных дефектов структуры в тройных полупроводниках группы II-IV-V2 и их влияния на свойства данных материалов уделяется особое внимание, что определяет актуальность данной работы.
В настоящей работе представлены результаты исследований собственных дефектов решетки, созданных протонным облучением в соединениях CdSnAs2, CdGeAs2, CdSiAs2, ZnSnAs2, ZnGeAs2, ZnSiAs2 и влияния таких дефектов на электрофизические свойства данных материалов. Предпринята попытка описания, всей совокупности экспериментальных данных для представленной группы материалов с использованием соответствующих данных, полученных при исследованиях их бинарных аналогов (Al, Ga, In)-As, принимая во внимание только самые общие соображения о кристаллохимической близости тройных II-IV-V2 и бинарных Ш-Усоединений.
Научная новизна результатов работы.
Впервые получены, проанализированы и систематизированы данные экспериментальных исследований электрофизических свойств облученных протонами тройных соединений - (Cd, Zn)-(Ge, Si)-As2 и сопоставлены с соответствующими литературными данными для их "родственных" бинарных аналогов- (Al, Ga, In)-As.
Исследовано явление закрепления электронного химпотенциала (уровня Ферми) при протонном облучении в предельном положении Fiim, характерном для каждого тройного соединения (Cd, Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2, и выявлены закономерности изменения величины Fitm и, соответственно, электрофизических свойств тройных (Cd, Zn)-(Ge, Si)-As2 и бинарных (Al, Ga, In)-As соединений при высокоэнергетическом радиационном воздействии.
Проведено сопоставление экспериментальных данных по значениям Fjim с известными модельными расчетами энергетического положения "нейтральной" точки кристалла для тройных соединений - CdSnAs2, CdGeAs2, CdSiAs2, ZnSnAs2, ZnGeAs2, ZnSiAs2 сравнительно с соответствующими им "родственными" бинарными полупроводниками - InAs, GaAs, AlAs и показано, что величина /*ьт относится к основным параметрам материала и определяется энергетическим спектром идеального кристалла. t
Впервые проанализировано сравнительное г влияние радиационных и ростовых дефектов на электрофизические свойства тройных, соединений группы (Cd, .Zn)-(Ge, Si)-As2. В интервале температур; (20-500)°С исследована термическая стабильность радиационных дефектов' созданных высокоэнергетическим: протонным облучением в тройных полупроводниках.
Практическая значимость работы.
Представленные в работе результаты исследований электрофизических свойств облученных протонами соединений (Zn,Cd)-(Si,Ge,Sn)-As2, данные по термической стабильности радиационных дефектов в этих соединениях могут быть использованы для создания высокоомных областей за счет протонной "изоляции", проводящих дорожек, оптического просветления материала, а. также использованы при; прогнозировании стойкости тройных соединений к воздействию высокоэнергетического облучения, при развитии методов ионного или трансмутационного легирования тройных; соединений.
Научные положения, выносимые на защиту.
1. Протонное облучение приводит к самокомпенсации соединений: (Gd; Zn)-(Si; Ge, Sn)-As2 и, вследствие этого, к: закреплению уровня Ферми (F) в предельном (стационарном) положении; i^m за, счет одновременного введения радиационных дефектов донорного и; акцепторного типов. Положение Fyim определяет электронные свойства материала, насыщенного дефектами структуры.
2. Fnm является фундаментальным параметром кристалла, значение которого определяется особенностями зонного спектра соединения (Cd,Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2 и соответствует положению Fyim в зоне проводимости; CdSnAs2, в верхней половине запрещенной зоны CdGeAs2 и ZnSnAs2 и вблизи середины-запрещенной зоны в GdSiAs2, ZnSiAs2, ZnGeAs2.
3. Введение радиационных дефектов в соединения (Cd; Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2 при протонном облучении приводит к изменению их электрофизических свойств качественно подобному изменению электрофизических свойств соответствующих им бинарных аналогов III-V - соединений (Al, Ga, In)-As.
4. Для облученных протонами соединений (Cd, Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2 интервалы восстановления электрофизических свойств, при- изохронном отжиге ограничены температурами вблизи 500°С.
Апробация работы.
Результаты исследований докладывались на Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10)" (Кемерово 2007), 8-й российской1 конференции "Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V (GaAs-2002)" (Томск 2002), Международной конференции "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах" (Томск 2002), «The 9-th and The 10-th International Conferences on Ternary and Multinary Compounds» (Yokagama, 1993; Stuttgart, 1995); «VI Всесоюзной конференции по росту кристаллов" (Ереван 1985).
Публикации
По тематике диссертации опубликовано 7 статей в рецензируемых, научных журналах «Физика! и Техника Полупроводников» (2), «Известия вузов Физика» (3), «Оптика Атмосферы» (1), «Crystal Research Technology» (1), а также' 8 научных докладов и тезисов в материалах Российских и Международных научных конференций. В опубликованных работах автору принадлежат результаты, отображенные в тексте диссертации.
Личный вклад автора.
Диссертационная работа - результат многолетних исследований автора, часть из которых выполнена - лично автором, а часть совместно с сотрудниками лаборатории полупроводникового материаловедения СФТИ им. акад. В. Д. Кузнецова и кафедры физики полупроводников физического факультета Томского госуниверситета (г. Томск). Автором проводилась подготовка материала к измерениям, изготовление образцов, их измерение и обработка экспериментальных данных. Автору принадлежит часть результатов, опубликованных в совместных с другими исследователями работах, которые вошли в защищаемые положения, а также обобщение экспериментальных данных для группы тройных соединений (Cd, Zn)-(Si,Ge,Sn)-As2, представленное в настоящей диссертации.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из общей характеристики работы, пяти глав, заключения, содержит страниц 92, включая рисунков 25, таблиц 7 и список цитируемой литературы из 68 наименований.
Результаты диссертации изложены в научных статьях в рецензируемых журналах [36, 37, 38, 42, 48, 51, 55], а также материалах и тезисах конференций [35, 41, 49, 50, 52, 65] списка литературы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
В диссертационной работе проведены исследования влияния протонного облучения на электрофизические свойства группы тройных соединений (Zn, Cd)-(Si, Ge, Sn) -As2. Изучены закономерности изменения электрофизических свойств данных материалов при облучении, исследована термическая стабильность радиационных нарушений. Особое внимание уделено явлению закрепления электронного химпотенциала в предельном положении /rlim в соединениях (Cd, Zn)-(Si, Ge, Sn) -As), облученных протонами и выявлению связи Fiim с энергетическими спектрами кристаллов. Совокупность полученных результатов, изложенных в диссертации, позволяет установить корреляции между электрофизическими характеристиками облученных соедииепий (Zn, Cd)-(Si, Ge, Sn) -As2 и их химической формулой.
В соответствии с поставленными задачами, основные результаты работы сформулированы следующим образом.
Введение радиационных дефектов в кристаллическую решетку тройных соединений CdSnAs2, CdGeAs2, CdSiAs2 и ZnSnAs2, ZnGeAs2, ZnSiAs2 приводит к закреплению уровня Ферми в предельном положении Fiim, характерном для каждого полупроводника независимо от его предыстории - способа выращивания и типа легирующей химической примеси. Значение Fnm является фундаментальным (основным) параметром соединения, которое определяется только химической формулой материала и, соответственно, его энергетическим спектром.
Эмпирические закономерности в изменении величины Fnm в бинарных и тройных соединениях с общим анионом As при изменении их химической формулы и, соответственно, ширины запрещенной зоны показывают, что с увеличением атомного веса (уменьшением ширины запрещенной зоны) соединения эффективность радиационного "легирования" материала дефектами донорного типа возрастает. Показано, "что данное явление обусловлено присутствием "тяжелых" катионов Sn и Cd в химической формуле соединений CdSnAs2, CdGeAs2, ZnSnAs2, что приводит к "уменьшению" ширины их запрещенной зоны и, соответственно, к п (п ) - типу проводимости данных материалов после облучения.
Облучение полупроводников группы (Zn, Cd)- (Si, Ge, Sn)-As2 - CdSnAs2, CdGeAs2, CdSiAs2 и ZnSnAs2, ZnGeAs2, ZnSiAs2 протонами приводит к накоплению в кристаллической решетке данных соединений радиационных дефектов как донорного, так и акцепторного типа, эффективность влияния которых на электрофизические свойства материала определяется исходным положением уровня Ферми F0 относительно его предельного значения в кристалле. При значениях F0<Fy,m при облучении материала более эффективны радиационные доноры, а при Fo>Fjjm - радиационные акцепторы. Жесткое облучение стимулирует в соединениях (Zn, Cd)- (Si, Ge, Sn)-As2 процесс самокомпенсации, эффективность которого определяется как исходным уровнем легирования материала, так и дозой протонного облучения. В условиях закрепления уровня Ферми вблизи Fiim степень компенсации облученного материала приближается к единице.
Исследования термической стабильности РД в облученных протонами соединениях (Zn, Cd)- (Si, Ge, Sn)-As2 показали, что для отжига таких дефектов достаточны температуры нагрева до (500-550)°С, в то время как ростовые дефекты не устраняются даже при температурах нагрева близких температурам плавления данных материалов. Показано, что радиационные и ростовые дефекты определяют п- тип проводимости соединений CdSnAs2 и CdGeAs2. В то же время радиационные дефекты определяют п- тип проводимости ZnSnAs2 и полу изолирующие свойства CdSiAs2, ZnGeAs2 и ZnSiAs2, в то время как ростовые дефекты задают р- тип проводимости данных соединений.
Результаты выполненных исследований, в частности, величина F\im и температура отжига РД позволяет априори рассчитать электрофизические свойства облученного полупроводника, прогнозировать устойчивость исследуемого материала к высокоэнергетическому радиационному воздействию, оценить эффективность легирования материала химическими примесями. Это представляет большое практическое значение при использовании методов радиационной технологии для управления электрофизическими параметрами соединений II-IV-As2, при разработке методов ионного и трансмутационного легирования тройных соединений, при анализе их радиационной стойкости, а таюке при оценке пределов легирования полупроводников II-IV-As2 "мелкими" химическими примесями.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работа выполнялась в лаборатории полупроводникового материаловедения СФ'ГИ им: акад. В .Д. Кузнецова и на кафедре физики полупроводников Томского -государственного университета под руководством д.ф.-м.н., профессора Брудного ВЛ1.
Содержание диссертации отражено в 15 публикациях: Статьи в рецензируемых журналах
1. Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства облученного протонами CdSnAs2 / Брудиый В.Н:, Ведерникова Т.В. //ФТП.- 2008,- Т.42, Вып. 1.- С.34-37
2. Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства диарсенида кадмия-кремния! (CdSiAs2), облученного ионами Ы+/ Брудный В.П., Ведерникова Т.В. //Изв. вузов Физика. -2007.-Т.50,№7.- С.122-125.
3. Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства облученного протонами ZnSiAs2. /Брудный В.Н:, Ведерникова Т.В. // ФТП. -2007 -Т.41; Вып.1.-С.13-16.
4. Vedernikova Т.У. Effect of impurity level widening on electrophysical properties of compounds. /Voevodin V.G., Voevodina O.V., Vedernikova T.V. // Cryst: Res. Technol.- 1996.-Y.31, S. 1.1 .-P.93-96. , '
5. Ведерникова? Т.В; Генерация второй гармоники излучения С02 - лазера; в GdGeAs2 /Андреев Ю.М., Воеводин В.Г., Ведерникова Т.В. и др., //Оптика атмосферы. - 1988.- Т.1, Х°2.- С. 103-105.
6. Ведерникова Т.В; Отжиг дефектов в монокристаллах CdGeAs2, облученных электронами при 300К. / Брудный В.Н:, Ведерникова Т.В;, Воеводин В:Г., Кривов; М.А., Отман Я.И. //Изв. вузов Физика. -1981.-Т.24,№9.- С.122 -125.
7. Ведерникова Т.В: Влияние примеси меди и структурных дефектов на свойства соединения CdSnAs2. / А.П. Вяткин, О.В. Воеводина, Т.В; Ведерникова и др.// Изв. вузов Физика. - 1980.-Т.23, №5.-С. 102-108:
Сборники научных трудов и тезисы докладов
1. Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства соединений П-1У-У2, облученных протонами. 17-21./Брудный В.Н., Ведерникова Т.В. //Доклады Межд. конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-10)!'.Кемерово,
10-12 октября 2007.Кемерово: Кузбассвузиздат, 2007.-Т.1.-С.17-21.
2. Ведерникова Т.В. Нелинейно-оптические кристаллы CdSnAs2, CdGeAs2: радиационные методы обработки. // Труды III межд. конф. "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах". 29 июля - 3 августа 2002 г. И. Томский политехнический университет, Томск 2002 г., С. 37.
3. Ведерникова Т.В. Электронные параметры CdGeAs2, облученного электронами (2 МэВ) и протонами (5 МэВ)./ Брудный В.Н., Потапов А.И. // Материалы Восьмой Российская конференция "Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III-V (GaAs-2002)". Томск (1-4) октября 2002.-С.373-375.
4. Vedernikova T.V. The photoelectromagnetic effect in CdGeAs2 ternary compound. / Voevodin V.G., Voevodina O.V., Vedernikova T.V. // Ternary and Multinary Compounds . Inst. Phys. Conf. Ser. N152.-1998,- P.835-838.
5. Vedernikova T.V. Effect of impurity level widening on electrophysical properties of A2B4C52 compounds./ Voevodin V.G, Voevodina O.V.Vedernikova T.V. // Book of Abstr. of 10-th Intern. Conf. on Ternary and Multinary Compounds, Stuttgart 19-22, 1995.-P.1B.3.
6. Vedernikova T.V. Impurity interaction effect on electrophysical properties of A2B4C52 compounds./ V.G. Voevodin, O.V. Voevodina, Vedernikova T.V. // Book of Abstr. of 9th. Intern. Conf. on Ternary and Multinary Compounds, Yokagama, Japan, 1993. Appendix of ICTMC-9.
7. Ведерникова Т.В. Энергетический спектр дефектов в кристаллах CdGeAs2. /Ведерникова Т.В., Воеводина О.В., Лебедева М.В. // Тез. докл. V Всес. конф. "Тройные полупроводники и их применение". И. Штиинца, Кишинев, 1987, С.81.
8. Ведерникова Т.В. Нелинейно-оптические кристаллы ZnGeP2 и CdGeAs2: получение монокристаллов и характеризация дефектов. / Ведерникова Т.В., Воеводин В.Г., Грибенюков А.И. и др. // VI Вс. конф. по росту кристаллов. Тез. докладов. Т1. Рост кристаллов из расплава. Ереван. И. АН Арм. ССР. 1985.- С. 196197.
Работа выполнялась в рамках следующих проектов:
Координационный план АН СССР по направлению "Физико-химические основы полупроводникового Материаловедения". Раздел 2.21.1.3 НТП по проблеме "Лазерные системы", Задание 04.22 (1985-1990) г.г.; Грант INTAS-94-396 "MID
Infrared Laser Nonlinear Spectroscopy" (1994 г.), грант Минобразования РФ "Разработка физико-химических основ и оптимизация технологии получения крупных монокристаллов сложного состава и нелинейно-оптических элементов на их основе для лазерных систем ИК-диапазона" (1996-1998) г.г.; по заказ нарядам Минобразования РФ (2000-2005 г.г.).
В заключение автор считает своим долгом выразить благодарность научному руководителю д.ф.-м.н., профессору Брудному В.Н. за руководство и помощь при выполнении работы.
Автор признателен д.ф.-м.н. Воеводину В.Г. и д.ф.-м.н. Воеводиной О.В. (J111M СФТИ им. акад. В.Д. Кузнецова ТГУ, г. Томск) за значительную помощь в работе и предоставление ряда материалов для исследований, д.ф.-м.н. Рудю Ю.В. (ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, г. С.-Петербург) за представление ряда материалов для выполнения экспериментов; к.ф.-м.н. Потапову А.И. (СФТИ им. акад. В.Д. Кузнецова ТГУ, г. Томск) за помощь в подготовке экспериментальных образцов и их облучение протонами, а также другим сотрудникам ТГУ, которые в разной мере способствовали выполнению данной работы.
1. Рудь Ю.В. Полупроводники II-IV-V2: получение, физические процессы, возможности применения./Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. ФТИ им. акад. Иоффе РАН, Л., 1987.-38 С.
2. Горюнова РА. Сложные алмазоподобные полупроводники. М.: Советское радио, 1968.-267 С.
3. Бергер Л.И., Прочухан В.Д. Тройные алмазоподобные полупроводники. — М.: Металлургия, 1968.- 151 С.
4. Тройные полупроводники АиВ1УСу-> и АПВ1П2СУ14. Под ред. Радауцана С.И., Медведева З.С., Тычины И.И. и др. -Кишинев: Штиинца, 1972.- 259 С.
5. Борщевский Ф.С., Вайполин А.А., Валов Ю.А., Горюнова Н.А., Кесаманлы, Ф.П., Назаров А., Прочухан В.Д., Чалдышев В.А. Полупроводники А2В4С52. / Под ред. Горюновой Н.А., Валова Ю.А.- М.: Советское радио, 1974.- 374 С.
6. Прочухан В.Д. Полупроводниковые материалы типа А2В4С52. // Материалы шестой зимней школы по физике полупроводников. Л.:ЛИЯФ, 1974. -С.280-334.
7. Leroux-Hugon P., Weil G. Effect de'irradiation aux neutrons rapides sur la conductive therique d'arsenides ternaries // Rad. Damage in Semicond., Paris-Royamont (1964), Paris: Dunod Press,1965.- P.73-77.
8. Брудный B.H. Радиационные дефекты в полупроводниковых соединениях II-IV-V2 (обзор). // Известия вуз Физика. 1986. -Т. 29. -№ 8. - С.84-97.
9. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. -М.: Высшая школа, 1968. 487 С.
10. В.Н. Брудный, В.Г. Воеводин, С.Н. Гриняев. Глубокие уровни собственных точечных дефектов и природа "аномального" оптического поглощения в ZnGeP2. // ФТТ. 2006. - Т. 48. - Вып. 11.-С. 1949-1961.
11. Brudnyi V.N., Voevodin V.G., Voevodina O.V., Krivov M.A. Defects in electron irradiated CdSnAs2 crystals // Phys. stat. sol. (a). 1980. - V. 62. -N.l. - P.155-162.
12. Brudnyi V.N., Krivov M.A., Potapov A.I., Polushina I.K., Prochukhan V.D., Yu.V. Rud. Electrical properties in electron irradiated CdGeAs2 crystals. // Phys. stat. sol. (a). 1978. - V. 49. -N 2. - P. 761-765.
13. Brudnyi V.N., Borisenko S.I., Potapov A.I. Electrical, optical properties and Fermi-level stabilization in electron irradiated ZnSnAs2. // Phys. stat. sol. (a). -1990.-V. 118.-N.2.-P.505-511.
14. Брудный B.H., Дробот П.Н., Новиков B.A. Исследование радиационных дефектов в облученных ионами Н* фосфидах InP, CdSnP2. // Известия вузов Физика. Деп. в ВИНИТИ, per. № 104-В88.
15. Брудный В.Н., Кривов М.А., Потапов А.И., Масагутова Р.В., Прочухан В.Д., Рудь Ю.В. Компенсация проводимости фосфидов А2В4С52. // Письма в ЖТФ.- 1978.- Т.46.-№1.-С.41-46.
16. Брудный В.Н., Кривов М.А., Потапов А.И., Рудь Ю.В. Электрические свойства ZnGeAs2> облученного электронами. // Известия вузов Физика. -1982.- Т.25.- № 9. С.121-123.
17. Брудный В.Н., Новиков В.А., Попова Е.А. Электрические и оптические свойства ZnGeP2. // Известия вузов Физика.- 1986. Т.29.- №8. - С.123-127.
18. Brudnyi Y.N., Krivov М.А., Mamedov F., Potapov A.I., Prochukhan V.D., Rud Yu.V. Electrical properties of electron irradiated p CdSiAs2 and p - ZnSiAs2 crystals. // Phys. stat. sol. (a). - 1980- V.60.- N1. - K57-K60.
19. Брудный В.Н., Потапов А.И. Электрические свойства ZnGeAs2, облученного ионами Н+. ЦНИИ "Электроника" 3-3371/82. 8С.
20. Brudnyi V.N., Krivov M.A., Potapov A.I., Mamedov A., Prochukhan V.D., Rud Yu.V. Radiation Defects in H+ irradiated /?-CdSiAs2 and p-ZnSiAs2 // Rad. Effects. - 1982. -V. 59. -N3/4. -P.21 - 215.
21. Хафнер Дж. Ядерное излучение и защита в космосе. М.: Атомиздат, 1971.320 С.
22. Burke Е.А., Dale C.J., Campbell А.В/, Summers G.P., Palmer Т. and Zuleeg R. Energy dependence of proton- induced displacement damage in gallium arsenide // IEEE Trans. NS.-1987.-V.34,N6.-P. 120-1226.
23. Кучис Е.Б. Методы исследования эффекта холла. М.: Советское радио, 1974.-328 С.
24. Киреев П.С. Физика полупроводников. М.: Высшая школа, 1969. 590 С.
25. Аскеров Б.М. Кинетические эффекты в полупроводниках. Ленинград: Наука, 1970. - 304 С.
26. Isomura S., Tomioka S. Impurity Band Conduction in Chalcopyrite Semiconductors. // Memoirs of the Faculty of Engineering Ehime University. -1983.-V.10.-2.-P.67-73.
27. Brudnyi V.N., Budnitskii D.L., Krivov M.A., Melev V.G. P-n conversion and optical properties of 2 MeV electron irradiated ZnSnAs2. // Phys. stat. sol: (a). -1976.-V.35.-N.2.-P.425-430.
28. Popescu V., Tianenen O.J.A., Tuomi Т.О. Reactor irradiation of the chalcopyrity and sphalerity forms of ZnSnAs2. // Phys. stat. sol. (a). 1972. - V.14.- N12.-P.541-544.
29. Кривов M.A., Мелев В.Г., Климов B.H., Хлыстова А.С. Конверсия типа проводимости ZnSnAs2. ФТП.-1975.-Т.9.-Вып.6.-С.1211-1213.
30. А/С № 871680 (СССР). Способ обработки полупроводникового материала. // Брудный В.Н., Кривов М.А., Мелев В.Г., Потапов А.И. 1981.
31. Brudnyi V.N., Potapov A.I., Rud Yu.V. Electrical properties of H+- irradiated p -ZnGeAs2// Phys. stat. sol. (a) 1983. V.73, N. 1. -P.K73-K76.
32. Voevodina O.V., Voevodin V.G., Vedernikova T.V. Impurity interaction effect on electrphysical properties of A2B4C52 compounds. The 9-th. Int. Conf. on Ternary and Multiternary Compounds. August 1993. Yokogama, Japan. Appendix of ICTMC-9. Abstracts.
33. Voevodina O.V., Voevodin V.G., Vedernikova T.V. Effect of impurity level widening on electrophysical properties of A2B4C52 compounds. // Crystal Research Technology. -1996.-V.31.- P. 93-96.
34. Брудный B.H., Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства облученного протонами ZnSiAs2. // ФТП.-2007.-Т.41.-Вып.№ 1.- С. 13-16.
35. Ведерникова Т.В., Воеводина О.В., Вяткин А.П., Воеводин В.Г., Кривов М.А., Отман Я.И. Влияние примеси меди и структурных дефектов на свойства соединения CdSnAs2. // Изв. вузов Физика. -1980.-Т.-24, №5.-С.102-108.
36. Воеводин В.Г., Воеводина О.В. Диарсенид кадмия олова. Томск: ТГУ, 1988.- 160 С.
37. Брудный В.Н., Воеводина О.В., Кривов М.А. Исследование дефектов в кристаллах CdSnAs2, облученных электронами. // ФТП. 1976. -Т. 10. -Вып.№7. - С. 1311-1314.
38. Ведерникова Т.В. Нелинейно-оптические кристаллы CdSnAs2 и CdGeAs2: радиационные методы обработки. Труды Межд. конференции "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах". Томск. 29 июля-3 августа 2002. И. ТПУ.-2002.- С.37-39.
39. Брудный В.Н., Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства облученного протонами CdSnAs2. // ФТП.- 2008,- Т.42, Вып.1, С.34-37.
40. Брудный В.Н., Гриняев С.Н., Колин Н.Г. Электрофизические и оптические свойства InAs, облученного электронами (~2 МэВ): энергетическая структура собственных точечных дефектов // ФТП. 2005.- Т.39.- Вып. 4. -С.409-417.
41. Даунов М.И., Магомедов А.Б., Рамазанова А.Э. Влияние всестороннего давления на энергетический спектр электронов и кинетические свойства полупроводников II-IV-V2 // Изв. вуз Физика. 1986. -Т.29. - №8. - С.98-111.
42. Nakashima J. Hamaguchi С. Shubnikov de Haas oscillations in CdSnAs2, observed by magnetic field modulation technique. // J. Phys. Soc. Jap.- 1987. -V.56.-N9.-P.3248-3242.
43. Колин Н.Г., Освенский В.Б., Рытова H.C. и др. Электрические свойства арсенида индия, облученного быстрыми нейтронами. // ФТП. Т.21, Вып.З.-С.753-755.
44. Walukiewicz W., Jones R.E., Li S.X., Yu K.M., Ager III j.W., Haller E.E., Lu H. and Schaff W.J. Dopants and defects in InN and InGaN alloys. // J. Cryst. Growth. 2005. - V.288. - Issue N2. - P. 278-282.
45. Андреев IO.M., Воеводин В.Г., Ведерникова T.B., Гейко П.П. и др. Генерация второй гармоники излучения С02 — лазера в CdGeAs2. // Оптика атмосферы. 1988.-Т.1.- №2.- С.103-107.
46. Ведерникова Т.В., Воеводина. О.В., Лебедева М.В. Энергетический спектр дефектов в монокристаллах CdGeAs2. // В сб. "Тройные полупроводники и их применение". VBc. конф. Кишинев, 1987.- Tl.-C.81.
47. Брудный В.Н. Ведерникова Т.В., Воеводин В.Г., Кривов М.А., Отман Я.И. Отжиг дефектов в монокристаллах CdGeAs2, облученных электронами. // Известия вузов Физика. 1981. - Т. 24. - № 9. - С. 122 - 125.
48. Брудный В.II., Кривов М.А., Потапов А.И., Прочухан В.Д., Рудь Ю.В. Радиационные дефекты в кристаллах CdSiAs2 и ZnSiAs2, облученных электронами. //ФТП.-1978.-Т.12.-Вып.6.-С.1109-1114 .
49. Брудный В.Н., Кривов М.А., Потапов А.И., Рудь Ю.В., Прочухан В.Д. // Межд. конф. по физике полупроводников и родственных материалов. Тбилиси:, ТбГУ, 1980.-С.680-683.
50. Брудный В.Н. Ведерникова Т.В. Электрофизические свойства диарсенида кадмия кремния, облученного ионами Н+ // Изв. вузов Физика.-2007.- Т.50.-№ 8.-С.12-15.
51. Brudnyi V.N., Grinyaev, Kolin N.G. A model for Fermi-level pinning in semiconductors: radiation defects, interface boundaries. // Physica B. 2004. -V.348. - P.213- 225.
52. Коноплева Р.Ф., Остроумов В.Н. Взаимодействие заряженных частиц высоких энергий с германием и кремнием. // М.: Атомиздат, 1975. 126 С.
53. Брудный В.Н., Гриняев С.Н., Колин Н.Г. О корреляциях положения глубоких уровней собственных точечных дефектов с "предельным" положением уровня Ферми в облученных полупроводниках группы III-V. // Изв. вузов Физика. 2007. - Т. 50.-№ 5. - С.17-22.
54. Харрисон У. Электронная структура твердых тел. М.: Мир, 1983. -Т.1. -379 С., Т.2. - 330 С. (перевод с англ. Harrison W.A. Electronic Structure and the Properties of Solids. -San Francisco: W.H. Freeman and Company, 1980).
55. Lines N.E., Waszczak J.V. A bond orbital interpretation of the linear dielectric and magnetic properties of the ternary chalkopyries. // J. Appl. Phys. - 1997. -V.48. - N4. - P.1395-1403.
56. Brudnyi V.N., Grinyaev S.N., Stepanov V.E. Local neutrality conception: Fermi level pinning in defective semiconductors. // Physica B. 1995-V.212-P.429-435.
57. Брудный B.H., Колин Н.Г., Смирнов JI.C. Модель самокомпенсации и стабилизация уровня Ферми в облученных полупроводниках // ФТП. 2007. -Т.41.-В.9.- С.1031-1040.
58. Степанов В.Е. Локальная электронейтральность и природа барьеров на межфазных границах. // В сб. "Новые материалы электронной техники" под ред. акад. Кузнецова Ф.А. Новосибирск: Наука СО, 1990.-С.26-31.65.
