Электролюминесценция тонкопленочных слоистых структур на основе ZnS:SmF3 с многокомпонентными диэлектриками тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Г Л; О л

1 3 ноя ¡ЗС5

ОДЕСЬКИЙ ДЁРЖЛВИИЙ УН1ВЕРСИТЕТ ¡м. 11.МЕЧНИКОНЛ

На правах рукопису

РК-ПЯ НПП П1КТППППИЧ

ЕЛЕКТР0ЛЮМ1НЕСЦЕНЦШ ТОНКОПЛ1ВКОВИХ ШАРУВА'ГИХ СТРУКТУР НА 0СН0В1 2пЗ;ЗтГз 3 БАГАТОКОМПОНЕНТНИМИ

ДЕЕЛЕКТРИКАМИ

01.04.07 - Ф1зюса твердого т1ла

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацН на здобуття вченого ступеня кандидата Змзнко-матеыатичних наук

Одеса 1093

Д5юертац1си е рукопис

Робота винонана на кафедр! м1кроелектрон1кя Одеоького пол1-тс2н1чного ун1веронтсту. ' ' ; . -

Науковий кер±вник - кандидат техШчшх наук,, професор • - • СШР6В Юр1й Георг Шовяч

Сф1ц1йа1 опонентк доктор фтшэ-мзтеиатсгчних наук, сроф^сор ' - ' ВТЛЩЕНКО Олекоандр Олександрошч

, • , кандидат ф1эико^ыатематичних наук, доцент

КЛШШЧЕНКО Лариса ФодорИзиа •

Пров1даа орган1зац1я:

р!зико-Х1Шчнвй 1нсгитуа? ш.О.В.Богатоького ШН Унрагни, Н.Одеса ,.- . :'.." ■> . \ - '.

Захйот в1дбудетьоя "(7 "листопада 1995 р. о \к годаш1 на зас1давн! Спец1ал1зовано1.Рада К 05.01.10 з ф!зико-матеыа-тичнйх наук в Одеськсм держанному ун1вероите!г1 1ы. 1.1. Мечникова /270100, й.Одесэ.вул. Петра Великого, 2/ .

3 дасертац!ею ыоква ознайокитися у вауков1й с!бл1отец1 Одеоького державного ун1ророитоту

Автореферат роз!оланий " (в " ЖОЪТНЯ 1995 р.

Вчений секретар рпец1ал1зовавоХ Рада,( професор '

ЗатовоышйО.В;

ЗАГАЛЬШ. ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТМ

Ащальшоть темь Шаруват! тонкопл!вков1 &яектролш1нео-

центн1 структура (ТПЕЛС) е складовою частано» перспективниз.____

плоских пристрохв в!добраиення 1нформац12 1 мавть мал! габарита,, зевелику вагу, виооку ие1ан1чну «1цн1о!Ьь, ыгроютЯ кут эгляду, шсоку кснтрастнЛоть, налу спокшзчу лотуаайсть <га виооку рад1ац1Яну ст1йк1сть. Вони повн!стю твердот1льн1Р а раксж здатн» в!дтворити телев1э!йний сигнал та прадювати в сирокому д1апазон! температур, тиок!в 1 при виеоких р!внях

ювн1шньох засв!тки._В ни1^повн1стю„в1доутне^шк1дливо„рент-_______

?ек!вське вшгром1нювання. Однак ф!зичн! процеси в ТПЕЛС.як!

ПЯШИЯи 1 II - ПТГТТТУУ ■ и |||111ИЯИЯЯЯЯ1Н ИЯРДИШ 1111|И1аи1 'I ИИРНИИИИТЯ Ж ^ , - ■ ■ I

!срэд фуПД£1?-5С1!ТЗиПЬ7И12 11рОЗЯСи МОдигВ х"^ТТ! ТТрСх/ЛСТ^У З'йОу** )аззня залезшоот! характеристик ТЛЕЮ а4д параиетр!в поверх-гених електронних отап1в (ПЕС) на меж! под1лу д1електрик-на-1шроз1дннк, а такой завдання вотановлекня залезкост! пара-1аиетр1в ПЕС в!д матер1алу д1атектричша шарХв ТПЮГС. Нв~ >бх1дво такса виявити' основн1 фактора, як! вялив аигь на фектквн!сть електролш1иеоценц11 тонкопл1вконих структур. - Мдтпг>- рпДпта р ■ |япйл1;П«ЙППЯ ■ ■ - тяр.^отпр.'^тт» -

ПЕЯС, одеркання 1 досл1дження нових пл1вкостворюючих д1-лектричних «1атер1ал1в для ТПЕЯС 1 досл1джеиня впливу ыате-1алу д1електрика иа ефективн1оть електродш1неецепц12, роз-обка математапшо2 иоде л 1 ф!зичвих процес!в в шаруватш лектролш1лесцевтзшх структурах, яка ураховуе козщентрац!в а енерг!» акг,тац1х ПЕС на мея! под1лу дам1асфор-д1елек*с-■ж, Для досягнеиня ц1с!£ метя нвобзЦдио вяр1шгга так! эвданая;

" 1Тдосл1дата" д1елёктрйодГ " характеристшет тонксгШккозих ......

[.електрикт систем Н/Од- 'Ш^У^, ШР^.

2. Досл1дити залететь ефективиост! електрапш1иесденц12 ШС" т*'

3. Досл1дити вшшв конценграцИ! активатора на електричн! фактеристкки 1 к1неяпсу електролш1несце'йц!2 ЯШО.

4. Доел1дата генерац1йн1 1 релакоац1йн1 процеси в ТНЕЯС з асориетанняы коыпЧЬтерного моделвв алия. Досл1днти вшшв раиетр!в ПЕС мс«1 под!лу д1електрик-нвп1впров1дчик иа к1-тину активного струму 1 хвил! яскравоет! ТПЕЛС.

5. Розробита методику оц!нки параметр!в ПЕО меж! под!лу д!електрщг - нап1впров1дник.

Нарта»».?, ногатана» 1, Вперше. одерканий термоотаб!лышй без-жасяавид !чтс.одл1вковйй дзелоктрик з високим питомим заряд ом ва основа система фторид сказзд1:-о-фторвд неодиму та доелхдже-гл &ovo д!електричн1 s оттичн» влаетззост!»

г* Шерше експериыентально досл!даеШ електролкм1несцент-щ властивост! тонкашвкових структур на ochobi ZnS:SmF5 з аовиш багатохошонентЕИМи Д1 електрикаш Я/Од- h'j^O^ та $cFB- Ш?э. ■ , .

3» Ветановлзно, да сублппйка частотна залежнютъ яскра-BOöli структур па основ* ZnSs&nF^ в В/О2~ обуыовлена

01дьв сильно» частотною эалежн:стю дгелектрично! проникност! дгелектрика пор2взяно а оульфгдсм цинку.

4» Вперив показаноа до заетосування тонкоплхбкоем д1-електршй» Steig- iftffcj дозволяв Ъдеркати межу яодглу д1елект-ршг - гп5 з б!льш хуиОотзше ПЕС пор!шяно а иежею под!лу кионевий Д1елвктрак - ZnS-. Це обумовлюэ. зб!льшення ефектив~ ноотз елехтхшш1неедешШТПЕйС., ■

5* Встановлено, sgo ефештивнють електролюшнесценц!1 за-лежать втд кокцентрйцп, ыяшвачгора у ' люшнесцентнсму иар! тонксплзвково! структурно оптимальний вмЮт якого визнача-етьея тешвратурншй уыоваш процесу осадкення дього шару i телшературою його В1дпалу шслаооадаення,

бу Впвршв за допомогоь згайг'втерного модэлювашш встанов-. лено залежнють величини фазового зсуву шж максимумом струму в яап1впров:дш|Ков1й шпбщ та максимумом иапруги збуд-жвння в1д; анад1®уда .напруги: i В1Д параметра поверхневих '. еимсароа^'Чвммй(ШС); 'да • liest падмцг" д1влектршс - яшив-

-Дразтгтн^ рцтдИуть;Зяпропояований метод, одерхання терл>стаб1льного беэкисневото-тонкошивкового Д1електрика з • Мссжт! готомиы .^ зарядом - на/рсэквд системи фторид скандло -фторид неодиму. якиЯ моа® бути використаний .для ; вбглыиення , ЮТегрально! густюш KipoöiB шкроелектронио! теипка. Метод у захицений авторсьюш св!Доцтвом на ишаид. ■ '

. 2. Встаноалений ' зв'язок 'ш* ; окладом та дхелектричнивд властивЬстя,ш" тснкопл1вкоБих Д1електрик1в на основ! сис-

тем Hf02- т20в, ScF3- №2F3.

3. Застосувашш пл!вок HfOg- Hd^O^ як Д1електричних шар!в ТПЕЛС дозволяа знизити порогову напругу у 1,5-2 parи nopiB-няно з ТПЕЛС, в ямитрадащ1йно 'вшсорпстовуються.-яащмклад, --■ УрОд або М^Оу цгичсму оеадаення як нашвпровадгикового, так I д!електричних' maplB ТПЕЛС мсжнз проводати-методом су-MIсним з .осадженням шару сульф!да щиту. Заетосування плхвок ScF^- MiFg як дюлектричних шар{в ТПЕЛС дозволяв 531льшити ефективнють IX електролкшнесценцп. ' ■

4. Зоув шж максимумом активного струму в ТПЕЛС I максимумом нвпруги збудаення можеГ "вшсористовуваться"" для "~ од!нзси • -

ряк-П2п1впроа1лшж.- '- Т 'T.v*'.\ —- -. ----

Осиовн! положения, яМ винесёно до зангсгу:

1. Основним мехашзмом генераци носив заряду, як! бе-руть участь у струмсперснесеши, а тунелирування. з поверх-невих електронних стан1в меж под!лу д!електрик - нащвлро-в1дник ТПЕЯС. Процес генераци I прискорення носив заряду та збудаення лхшнесцентних центр!в визначазться кхнетикою напруженост!. електричного ,поля._ Форма_ зшлл1 яскравост! • зу-мовлена дошяшкою активного струму та польовою . залежпстю квактово! ефективност! електролшшесценцп.

2. Часовий зсув м!ж положениям максимуму напруги збудаення I положениям максимуму активного отруму при ф1ксованому значенн! ашштуди синусо!дально1 напруги збудаення залечить в!д енерпх 1 густини поверхневих електронних стшпв на мек! под1лу дхелектрлк - нашвпровхдшп« I ыоже бути використаний для IX визначення. ,

" 3. Мвхан1зм-збудае»1Я"електроли11нвсценц11-в Т1:аг:с на. со-— нов! ZnS:S,>nF3 гжпзчзсться конкуренте» процес1в ударного I резонансно - рокомб tнац1йного збудаення активщк центр!в. ~ 4 .к Нелипйн! сть частотно! ■ заложи: стл яскравост!. ТПЕЛС на основ! ZnS:2nP3 з д!електрикаци UfOg- WtfjOg у дхапазон! чао-тот 0,05-10 кГц шзначааться б!льш> сильною'частотною залеж-нютю д!електричло1 проншщост! .Д1електричних maplB nopjB-' няно з шивкою сульф1ду цинку.

5. Кшетика збтльшення яекравост! эадежить в1д умов збудаення. Загасання свтння в ТПЕЛС на ochobi ZnS:SmP3 зумов-

I .-6- .

лево ваяипегю шввдких та повгльвих цендов св!тиння з р!э-хшми сталимн часу шслясв1Т1шя„ до пояонюаться утворенням самархем у сульфш цинку рхзнях комплекс 1в.

б. На ме*г! подхлу - сульфхд цинку форыуються

бш>ш г.-хооиз ргвя! ПЕС асргвняно з межою под!лу оксидний Д1електриж - сульф!Д цинка. Цз гуновлюе зб!льшення ефектив-носм апектролш1яесценци при ззстосуванн! в ТПЕЯС Д1елект-ркчних шаргв шютоы фтору«

Апробашя реаулътаччв ройоти. Осяовн! результата диоорта-ЩйноЗ роботв допов!далиоь 1 оОговорювались не Воееоизшй ваукоао-техн1чн!й нарадз "Шляхи удосконалення тахнолоп I на-Швпровадникових I Д1електричщих матер!ал1в електронно! тех-н1кии0 ловтень 1988 р., Одеса; Рерпубл1канському семтар! "Метода ышатюризаци 2 автоматизащ I виробництва компонент! в ЮМ" науково! ради з проблема "К1бернетикаи£, листопад 1988 р., Квгв; Розширеному зас1данн! секцп влектролштео-ценцп наукозох рада я лш1весценцп АН СРСР, вересень 1989 р., Вгльшвс; Всесоюзному сешвар! жФ1зико-х1М1чн1 власти-восф! Загатокампанентних нвпгвпров1дникових систем. Екслери-мент г моделювання", червень 1990 р., Одеса; VI Респусл1-канеъзиЗ конфереяцп "Ф1зичш проблемы ЗДН-знтегрально1 електронгки"» червень 1990 р., Севастополь; Шкгалузев1Й науково-вироСнич1й конференц!I "Розвиток г удоскоиалення те-левШЯно! техвиш", 1991 р. о Львхв; Ш ВсесовзшЯ ковфе-ревци тФ1жш1 основи нгдаеноотх та деградацп нап1впров!д-нихових пристро1вн; травень 19,91 р., Кишш1в; X Воесошшй ковференци з елактролюмтееценщ 1, вереоень 1991 р.. Ангаре ьк; IV шжнародшй ковференш I *'Ф1зика та техволопа тонких ши;вок", травень 1993 р., 1вано-Франк1воьк{ 7 Шжаа-родагй Нарад1 з електролштеоценц!I ВЬ'94, яовтень 1994 р., Пек1н, китвй. ■'■'.•

ПуйшаиН* Основа! результата дисертаци вихладеноу 16 ваукових робот» та в авторському св1доцтв! ва винах!Д.

1Юо0истиа. внесок, Авторш викояаио повшстю во1 вишрю-ваввя, хрш описаниху параграф! 4.1 {в 1х виконанн! В1В прийиав участь) I теретична робота глави 2. Дисертант в активным 1 погноправним членом авторського коллективу в материалах, опубл1кованих в сп!вавторств1.

Сдаукгура..! ofi'BMjaogagL, Диоертац1я складавться la вету-пу„ п'яти роздшв з 38 малшкашг »а 4 тайпяшшя, bhchobkib,

описку Л1тератухм, якай ыаа 113 найменувань0 та до^атка. За-, галышй oö'eu дчобргдцц.,175. CTOPIHOH магошсгасдаого^ тексту . •

SMICT РОБОТИ

У яотуп* об грунтован? актуальность" теми дисергаци„ jj; новизна, практична цнвдсть, сформульозан$ мета та завдакия

доод i даення „ - наводятызя основа: - подозрения „.. mu.....виаес еца ..на...

закнст.. _______________. .

рииекталышх poót?» присвячених доаШдкеншо" ф1з0чних " прои.е-oia у мнколлiвкових иаруватих блектролипнесцеитних структурах (ТПЕЛС) ЗМ1Ш0Г0 струму.

Розглянуто ф1зячний мехаздзм, який дехить в основ: робота тонкаши i вкових едектралпивесцевтшск структурах эм1яного струму. Наведен? оцшки енергп активацЛ ПЕС на Mes: псуцлу д1електршс-аап1впров1дник. Аналпзуоться ochobhi фактохн0 як! шливазть на "ефехтивнють електрсшыгне<зде1щ:!\ЯШС„- - Наведен! дан2 про структуры! властивостг тонких шивок 2п£„

У другому poaaijit наведен! результата теоретичного аяалз-эу основних я1Евтачних npoyeclB s ИЕЛС.

3 урахуванням теори плоского багатошарового конденсатора адерашп шразн для напруяекост! електричного поля у яап!в-нров!даяков1й хшвш 6а(t) у видадку слабого i сильного пол1в»

— Одеркана_оас?ема.р1внянь.......__..............^

I3t(t) 4^B3(t)-^3B)-f(Bsa).dS33, - (1)

ЛЯШ dt(t)/di - Ut)

~ . t (2) dt d3+2'Uaitt)-üt

да q - заряд електрона, I3t(t) - тунельна компонента отруыуs »ааШ-гу стана ПЕС; 2аз-енерпя активаци ПЕС5 V(t)~ . напру-га; ííftJ-Koe$imeHT лавинного помнокення носив заряду в на-П1нщюв1дников1й ал1вц1! dg,: £g» dp £j «товавша, í ,,..в1даоЬна _ Д1влектрична проншаисть нап1впров1днико1;о1 та д1електрично|

- а

ПЛ1Е0К, в:дпов!дно; Р(В„а) - 1ыов1ря1сть тунелхровання.

Р1виения (1) : (2) розв'язувалися числовими методами ва персональной ЕОМ тицу 1ВИ-РС, цо дозволило визначити к!не-тичн! закезноол! напруетиоси електричного поля 1 струму в нш!впрсв:д? шивц1. Одержан! результата використову-

валися дм розрахуванвя хвиль яскравостх.

Встановлено, цо величина фазового зсуву шк максимумом' струиуу напхвнров1дников1й шьвцх 1 максимумом вапруга зОудаення заложить вхдлокалхзацп 1 густини ПЕС на мех: по*. д!лу д1електрик - нашвпровхдник ТПЕЛС. ЗалежнЮтъ зоуву шж максимумами струиу 1 напруга в1д густини ПЕС мае догляд:

А* я А'1а ЛГдд- В(7). (3)

А - стала; 8(У} ~ функцхя, яка залеквдь в1д ашштуди напруги збудкевня V.

Одержано вираз для оценка глибини ПЕС 1з виыхрювань вели-чини заряду, якиа переноситься через ТПЕЛС, для двох рхзних тривалоетей хмпульсхвнапруга збудхення.

Показано, цо щш розрахунках хвиль ясхравоот! необидно ураховувати залежнють квантово1ефективност1 ТПЕЯС В1д часу- '.''• - . •,

. у треч^риу ра^д^л« ваведен1 експершентальн: методики адеркання ТПЕЯС I доел 1даення ц характеристик.

■ Розглявуто особливоотх одеркавня ТПЕЛС ва освав! оульфхду цинку електранно-променевии методом 1 визначено основах тех-ВОЛОГ1ЧН1 умови процео1В„осад*ення лшхнофорного та дхелехт-ричнихвархв ЯПЭШ. :

Спектр! електролхшнесценц! I ТОЕКМ шекци пропускания плхвок в д!впазш1 валимого св1тла дослхдаувалиоя за дадомо-гою унхверсаяьвого спектрально-оСчиолхшального комплексу КС01Г-23.Ваирювапя яскравостх.зразкхв виконувалося фотометром типу 0ПЧ УХЛ4. Товщина шивок вим1рмвалась за допоио- • гою ы1крохнтерферометра ЯШУ И1-4. бинють 1 тангенс хута дхелектричних втрат назначалисьза допомогою вишрника 87-8. Описан! методики досдхдхення спектр!в електралш!-несценцп 1 кхнетики свхтХння, а також методики виыхрюван-ня яскравостх, заряду, активного струму г розрахунку евхтло-во1 ефективнэстх ТПЕЛС. Наведен1 структурнх схеми експери- ^ : ментальних установок. Методики, якх юосористовуються, дозво-

' ляють проводети комплексн! досл!даення характеристик ТПЕЛС, а тако* електрофхзичних характеристик Д!електричних пл!вок э похнбксю Ъплрюззпь в ютервал! ±(3+15) $ .

У., .четвертому лхадш. наведено результата дослдеення

ТПЕЛС 1ТО-Н/02:т^Э3~2п315тР3-Н/02Ша^~А1. • - ........

ЕЯдзначено, п? над!йн!сть ТПЕЛС т!сно зв'язана з ыскл!-вютыо одержання висояк1стних бездефектних д1електричних шивок. Дослтджен!» Д1електричя1 властивоот: тшвок Н/Ог-р1зного складу. Встановлеяо, що 1х ыояна використову-вати як дI елеотричыг шарг ЯВДС 1з внх етом М^^ ъ Д1 апвзся»

' ^ 0-;п-л»«и- мптцви^г кшгтв«.

ЛЯ.

Спектр вотрем названия ТПЕЛС на основ! з двома

Д1електричшаш параш !з ЛИ^^ мае три основн! лини з

максимумами на 565 нм. 600 вн и. 649 нм. Випрошнювання в кожному шку зумовяено електронними переходами на внутртш-них оболонках атом:в самар!я: нм),

/з~~6и7/2*600 Н")».. 1нтенсивн1сть

осиовних л1н!й випрсмивовання залежить в!д умов виготовлеи-ня. Випром!нювання сприймаеться як оранжово-червоне.

Наведен! результата досшдження залехност! спектра внпро-шнювання ТПЕЯС на основ! 2л5:аггУ3 от амшитуда синусо1-дально! налруги збудкення. Виявлено, що на д!лявц1 експонен-щального росту яскравост1 при зб1льшенн1 напруги збудкення спостер1гаеться б!льа пов!Льний рют 1нтенсивноет1 високо-чаототних лшй випрсшнюванвя в Спектрах електродхышесцеи-цц пор1вняно э л1Н1ями вих1ром1нювання ивниогчастоти.Цаа-еваденярм того, що в цьому--вшхадку иеход1зм збуджвння лхшнесцентних центр!в в!др!знявться в!д ударного. Пряпус-кавться,що.Едосд1дхен1а.ТШИС-Поряд-з„удар1£И1.збуда:еш1И!1-аютзних лшхнесцентних центр1в вхдбувавться I резонансно -рекомб1нац!Яне.

Апалпуотъся волът-яскравюна характеристика (ВЯХ) ТПЕЛС, Показано, що ВЯК мае тра д!лянки. Яскравють на кожшй з них ■ добре рпнсуетьоя емп1ричво» формулою:,.. .. . . ............;,„.,,

В - В0- ехр(-Ъ(ЛР)^ (4)

Дослзджена чьототна залехн!сть* яскравост! ТПЕЛС при збуд-

хеш! оииуссидалкною вапруго» в диапазон! 0,2+5 Kttj. Апрох-сныуючй стевенева функщя мае вид

■8 = %/« (5)

Показник ступеню ¿ залежить в!д ампитуда напруги збудаення ï летать в мехах в!д 0,7 до 0,8. 1э збиоленням частота " шюстер1гавться зыеншення заряду, перенеоеного через актив-аиЗ вар ПШСс Taxa поведтка заряду зв'язувться з сяльш Евидким зшшенням д1електрично1 пронюшоот! д1електрганих шцвок пор5вняно з хшвкою сульф|ду цинку при зб!льшенн1 I Ч80Т0ТИ збудкувчо! напруги, що приводить до знихення напру-аеноет! електричного поля в шивд! сульф!ду юшку за рахунок перерозпод1лу напруги mis напiвпровtдииковою а д1електричною шцвкаыи. В результат! частотна залеш:сть яакравост! отав СубДОЗЯноЮс

3 вширених значеВь яскравоезч i заряду розраховувалаоь Светлова ефективнють. Проанал1зован1 умови виникнення максимума в залвхност! свиуюва ефективв I сть-вапруга.

Експериыенталъно досл1джен| хвал! активного отруыу i хви-л2 яскравост! ТПЕЛС. Зб1льшення зсуву фаз ut ж максимумами хваль струму гнапруга з ростом ашштуди синусохдально1 вапруш збудкення» яке пракладавтьоя до ТПЕЛС поясвхяться оеобливостями к:ветики електричного поля в ыал1впров1днико-агй mîpuï та узгодауэться з результатами теорвмчних розра-аднк?в,

Проаналхзован! хвилг яскравост! при р!звих ашштудах 1мпульсу збудхевнЯо Загасавня овтння в ГОЕЛС на основ! ZnS:£kP3 шоля закшчення пшульсу збудасення незалекить в!д аого емшитуди. Дгяянха загасавня хниль яскравоот! добре опксувться суыоюекслонент з рхзними оталиии часу спаду. Припусказться, цо випромтювання в ZnS:SmP3 зумовлено р1з-шша ксшлексвими центрами,, ®«! утворен! самарием у сульфш цинху.

Встаковдено. цо хвал! яскравост!, зумовленг пшульоами звудауаяо! напруги р!зно| поляреост1о аснметрмчн! « скльвюе воього асиметр!я виявляетья щи напругах поблкзу . пороговых» Це шва бути зв'язано з рхзницао мое иодглу по обядв! сторона ахд супьфхду цинкуе а оаме0з юиуваввяы ПЕС з ргзними енерпяш активацп Евд1 t Квзг, щячоыу E33i<B3ñ2» Концент-

' ращя ПЕС з енерПею активацп 2здг однаковз на обох межах ждолу, а концентращя ПЕС з енерпею активации Еда^ ргзнво Крпл того концентращя глибоких ЛВС б!льиа ковдентраци мелких ПЕС.

Досл1дя£я1 ксвдентращйн!звлекностг харвктерисййг ХШЕЮГ на основ! Зм*на концентрат 5 ЗМ^ В1д 0,5 до 5

• иас.% 1 тешератури в!дпалу в вакуум! вхд ,300 до 500 °С практично не зм1нюв спектра випромшювання ТПЕЛС„ Максимальна яскравють I сфектшшють при збудзденн! ТПЕЛС • аину-

со1дною напругою частотою 5 кГц спостерггавтьоя ярикокцент--

Мао спаду явнрдвоо?!■ структур ляряимя 1мпульсаыи частотою 100 Гц тривалютю 100 мке0 зри зб1львенн1 концентрат! £>я?3 монотонно зменшуатьоя. ШР.вгнь'л силышй вплив ксицентращя активатора чинить на. швндку компоненту загасання хвиль яскравоет!» При збхльшетш? хонцент-рзц!: ця компонента зменшуатьея0 тод! як пов1дьш хсшшеяхи практично не змйиягаься.

У_лязФыу_5оаа1Д1.наведев1 результата досл1д*еЕяя_влектро-ф!зичних та оптвчних характеристик система ЗсРд-ШРд, & явкой ТПЕЛС Ш-(Зс,т)Р3- .

• Обидна компонента система ЗсР^-Мг^ а д!електрюог« Ана-Л1зуються недолют кожного компоненту.

Наведен! рехиш техволопчного пронесу осадження тврио-отаб!льного тонкогоивкового Д1електряка в вакуум! при разнотипному нагр!ванн1 сумЮ! лорохшпв ScF3 я ПбР^

Наведен! результата взшрвсат»' д!алэктрзчшн: парамегргв ' тоикоти1!вкошх кондейсаторзв е д!елбкт|ягшина пл1вкамя 5сУ3" Га с ока значения --всягаои- язгсггсга заряду г аяоожв тег*10стаб1льн1еть тонкоплIвкового д!електрпка на основ! <шо-теш зс^-кард зв'яаувться з утворвиням твердого розчину при сермодинашчно неравноважних умовад осадаення-

В дЮТазош концентрацШ фгодяду неодиму 30-90 мол.* одеркуаться матер1ал, який перевернув траднц1Яно викоршзго-вувакий в електронЩ! безкисневиЯ нзтрид крена!» за величиною татомого" заряду. " - -."»г-гг.■"■ггк;. :• ' ,

По обв!дним екстремумсв пропускания : ¿ятерференцюнно! картина розрахоьувався,. показник.. .залсшюзання_ пСХ; плгвок

; /

ScF3-NdP3. В c&aacTi спектра 400 - 700 нм показник залсылю-вання пл1вки зшнюеться в!д 2,1 до 1,7.

Проанал!зований вплив кисню в активному niapi на ' випро-мхнюзальн! властивост! ТПЕЛС. Показано, цо ыожлив! дифузхя кионзо в поверхневий шар нап!впров1дниково1 плхвки з утворен-няы центрхв гасхння лзошиееценцИ та поява нестаб:льностI характеристик, зникення !нтенсивност1 електролкшнесценц! I ! фотолюшнесценц! I, зб!льшення порогов о I напруга.. Утворення оксисульф!Д1в цинку в н £Швпров 1 дниковому шару та приоут-HîoTb окислив дблзз-гг мгуал1в викликають деградаций яскравос-tî внасшдок формуваяня öезвипром!нювальнм ксмш1екс1в активатора.

Одериан! ТПЕЛС ЕГО - (Sc,Nd)P3~ ZnS: {Sc,M)?3-Âl i досл!дкен! ix характеристики. Порхвняння вольт-яскравюних та вольт-зарядових характеристик ТПЕЛС на основ! ZnS:SmF3 з оксидщши 1 безкясневими д!електрикаш показало, що ефектив-Н1сть структур з д!електрикаш 13 вшстом фтору у 1,5 - 2 рази виде ефективност! структур з океидшши д!електриками. Зб1льшення.. ефективност! електралш!несценц!1 ТПЕЛС з SaF^-iVdFg' зв'язувтьея з формуванням меж!. подглу д!електрик,г ZnS з б!льи глибокими р:внями пор!Вняно з межою под!лу ок-сидний д!електрик - ZnS.

У шдсуыку сфогмульован! головн! результати дисертац1£.

ВИСНОВКИ

1. Встановлен! К1нетичн! залекност! напруженост! елект-ричного поля, струыу 1 яскравост! в нап!впров1дников1й ПЛ1В-цх ТПЕЯС шляхом числового розв'язання система р:внянь. Уперше показано, що при розрахунку хвиль яскравост! необх!д-но ураховувати залехнхсть квантово! ефективност! ёлектролю-щнесценци в!д напруженост! електрачнсгс поля.

2. Показано, що за величиною фазового зсуву м!ж максимумом струму в нап1впров!дников18 пл1вц! ! максимумом напруга збудаення моана визначитв густину поверхневих електронних ставхв на ыезц под!лу д!електрик-нап1впров^дник ТПЕЛС.

3. Встановлений зв'язок mis складом 1 дхелектричними властивостями тонкошлвкових систем Я/О^-Ш^ 1 ScF^-NdP^.

Плхвки HfOg- î/d^Og могна використовувати як д!електричн1

вари ТЛЕЛС, що забезлечув■зниаення лорогово! напруги, у 1,5-2 рази поргвняно з ТЛЕЛС0 з яви градпщйно вякораетовувться, наприклад» 300

. ЗапропонованиЯ ¡¡.-етод одержзшя термостаб!льяого беэззде-невого тонкохШекозого дюлсктркка а'внсоюм Мтсмямзарядо»' на основ! систош ScF^ilfdP^* Метод захищений авуорсьзегм • свтдоцтвом на яанаигд........ - - .......

4» Механ1зм електролшшесценци в ТПЕЛС нг .основ! визначаатьсл конкурент ом ггроцес1в ударного та резонансно рекомб1нац!йного эбудоная анклава цвнтрйГ **""""

ZnS.'SBiFg поястозться б!льй ssxt'ir^i j. j«7,к> '

прсниккосм д!електрпчнкх пл!вох пор!Еняно з типекое» еульф!-ду цинку при зб1льиеши частота збудкукио! напрут.

6. Загасания свзипня в ШЛС на ochobs ZnSiSmFg спиоу-вться сумой експонент. з р1зшша стаяима часу спаду» що иояе-нювться утворгнняы р!зних KownaexciB еамар!ю в пл!вц1 суль-ф1ду цинку. Сильна асншетр1я хвялъ яекрзвост* в галузз нр-рогово! "найруга"зв*'язувтаея-э-зснуванням.на'иеаа под!лу. .ПЕС з pi зною концентрат ею та енерПеи активацп»

7. Ефективнзсть електролкшнеецетш ТПЕЕС залеаытъ в!д частота х амгштуди напруги збудаення, густини 1 енергп активаци поверхневих електронних стан!в меж! под!лу Д1--елэктрик-натт1впров1днин, концентрэцИ активатора, технологи виготовлення та конструктивна особливостей ТПЕЛС.

8. КонцентратЯних. афект!в в спектрах- виярошнювання . ТПКЛС на "Р5* М1Й1 активатора В1Д 0.5 до 5

ыас.£ не виявлено. Максимальна' ас&1Ш1<ШГ~Ър^~зоуякяя1-'>------

ТЛЕЛС синусо!дальною на'пругою аастотсз" 5 -г.ГЦ отоотер . гааться при конЦентрац: 1 SaF^ • яз{э дор1Внхи 1 мао.Ж.

ГШГСШЙ РЕЗУЛЬТАТ!« ДИСЕРТАЦ11 йПУЕДХКОЙАЯО В РОБОТАХ!

1. Андрияноя A.B., Миронов B.C., Родионов В.Ё. а Сухарев Ю.Г., Цацко В.И. алёкпюЬо^есдея^ ' -MWW •'-' структур с фтореодержацими и оксидными диэлектриками. //Пись-

' ий ь ;КТ4>.'-1Г«.-Т. 177" Но.Э. -С^О^З.;v' 'v ;< г.: • - . • • • ; ••

2. Сухарев Ю.г., Миронов В.С;,- дндриянов A.B.4 Иванов ;

. и .К. Электрслшвдесцентнца ;,структуры;.{;^зменёниеи; цвета" еве-...

«гвняя-//,Пао»1а в ВД. - 1993.-Т. 19(24).- С.54-60.

/З. Сухарев Ю.Г.0 Андряянов A.B., Миронов B.C. Кинетика електрического поля, волны тока к яркости в тонксшленочных електролишнесцентны! структурах.// ЖГ®, 1994.- Т.64-В.8.-C.48-54«

Сухарев ЮЛ*, и Акулишин Й.Л.о Миронов В.С,4 Андриянов Д.В., Яеревчук В.В. Электрофизические свойства пленок систем Zrv>2~ У2°3' Na203° Hi02 ~У2°3 ^ Неорганические мате-

риала,-Л994.-Т.ЗО, N0.4.-C.556-558.

.. 5. Сухарев Ю„Г., Цацко В.И., Магунов Р.Л,,, Андршшов A.B. Способ получения термостабилького бескислородного диэлектрика*// A.C. № 1742362. Зарегистрировано 22 февраля 1992 г.

6« Сухарев Ю.Г., Миронов B.C. „ Антонов С.Ю. , ¿Гростянская Н.Й„о Цацко В.й.» Андриянов A.B. Многоцветные устройства отображения информации,//. Деп. jä УкрНИШТЙ 25.01.89.-Яо.397- Ук89.

7о Сухарев О.Г., Цацко В.И., Магунов Р.Л.', Андриянов A.B. Получение а электрофизические свойства давлектрическшс пле-аох таердох растворов фторидов скандия и неодима.// Всесоюзное научно-техническое совещание "Пути совершенствования Технологии полупроводниковых и давлектрических . материалов электронной техники."! тез.дсям. - Одесса,- 1988. -с.18.

8. Сухарев.Ю.Г., Андошюв А.В.с Миронов B.C. Кинетика влвктролхшаесденщш тонких' пленок на основа ZnSsTbFj, ZnSiSmP^ при различных условиях возбуждения.// Расширенное заседание секции влектролшинееценции научного совета по яюмйнеоценции АН СССРгтез. докл«- Вилыпоа.-1989.-С.57.

9. Сухарев Ю.Г...Андрзянов A.B.„ Миронов B.C., Цацко В.И. Получение и свойства тошкнхленочныж влектроладинесцентных структур о фгорсодерясащими давлехтриками. // Всесоюзный семинар "Зизиш-химические свойства многокошонентных полупро-воднакових систем. Эксперимент и моделирование.Ms тез. докл. Одесса» ихшь, 1990. - Новочеркасск.-1990.-С.51.

10« Сухарев Ю.Г., Цацко В.М.» Анда.шов A.B., Карфадов В.В. Электрофизические характеристики тонкопленочных влект-ролшинесцентих ЦЩ-структур.//VI Республиканская конференция "Физические проблемы ЫДП-интзгральной электроники1*: тез. докл. Севастополь, июнь, 1990. - Киев. - 1990. -С.161. .

/

11. Миронов B.C., Антонов С.Ю., Цепко В.М., Андрияиоз

A.B. Исследование параметров влектролшинесцентных структур. // Межотраслевая научно-производственная конференция"Разви- _ тис и совершенствование телевизионной техники": тез. докл.-Львсп.- 109 ..-С.114.

12. Сухарев'®. Г.: Антонов С.Ю. Жзаноп 21.К., Аядркяяов' A.B., Миронов B.C. Деградация тенкопленочных электролхми-неецентных структур в процессе електротренировки //III Всесоюзная конференция "Физические основы надекзюсти и деградации полупроводниковых приборов": тез. докл.-Кишинев.-1991 .-С.162.

i *, 1 :ит яп*лн ««.г.. лнтпнпн . миямпя и.п,. йн1ггмянпц

ЛИ ^тгтч^ту""»"» м f • imTi^nwotmo mnuvorr г» о j rtjn»-» п пгм/'ггггыч rrv* rtrtTn

центных структур на основе сульфида' щшка.//Х Ёоесоюзная конференция по электролюминесценции:. тез.докл.-Ангэрск.-1991.- С.90.

14. Андраяноз A.B., Сухарев Ю.Г.,:- Миронов» B.c.,' Иванов U.K. Моделирование кинетики электрического поля в тонкопле-- , ночных електролюминесцентных cipyiwypax. //• IV; Международная

конференция "Физика м технология тонких пленок"t 'msi докл.-Мвано-Франковск.-1993 --С.63.

15. Миронов B.C., Андрианов A.B., Сухарев JÖ.F., Иванов И.К. Спектрально-кинетические характеристика электролюминесценции тонких пленок ZnS:ljnFj //IV Международная конференция "Физлка v. технология тонких пленок": тез. докл.-Ив ан о-Франков ск.- 1993.-С.402.

16. Sukharcv Yu.C., Andriyanov'A.V,, AkulyueMn III. Generation and Relaxation Processes in TFEL Struoturas.■ // 1994 International Workshop on Electroluminescence. Digest of Teohn'oal Гарагв. 1994: '•--■•<■■- ■■'

17- Sukharev Yu.G., Akulyuehin I.L., Andriyancv A.V., Mlronov V.s. Thin Wim Ineulator for MISIH Structures.//1994 International Workshop on Eleotrolüminescenoe..' Digest of : Technical Papers. - 1994/ ; ......л,' /

Andriyanov A.V. Electroluminescence thin film layer structures on the ZnS.-anPg base, with nanytomponent dielectrics.:

The dissertation in the form of manuscript for a Maeter's

Degree in ileld oi solid state physios. Odessa State University- Odessa, 1995.

(The aim oi this work is investigation oi electroluminescence oi thin iilm layer structures based on ZnSiSmP^ with nevr dielectrics.1 Paotors, influencing on electroluminescence efficiency are ascertained. The computer modeling oX eleot-' rio field kinetics, current and brightness waves'In ZnS iilm are carried out. Kodel, which take aooount of the influenoe oi ..the electric Iield strength on, the eleotrolminesoenoe effioienoy is proposed. This model desaribes observed characteristics.. ■

- . Дндриянав А.В. Электролхминесценция тонкопленочных. слоистых структур на основе ZrtSzSrrS'^ о многокомпонентными диэлектриками. • '"".." *" ■, •",

.Диссертация' в виде" рукописи на соискание ученей степени. . кандидата физзко - математических .■ наук . по ' специальности , 01,04.07 - физика твердого тела.' Одесский государственный, университет, Одесса, ,1995.* •'•;. •;

. Цель работы исследование алектролюшшесценции тош^опле-ночшх слоистых структур на основе £nS:SnP3 с новыми дивлек-. .трикаш. Выяснены факторы, вдшдацие. на; эффективность електро-лкшшеецэвши ШЭЛС.'. Проведено; компьютерное моделирование 'кинетики влектрпческого поля, волй тока и яркости в пленка ZnS. Предложена модели, - учитывавшая влияние , напряженности влектричеекого поля на эффективность влектролюминесценции. . иодел 'опйсывае'т яаблвдаеше характеристики. . :: Ключовг слозаг електралхшнесценшя, ■ поверхнев! електрон-т стшш, ефективнютъ. '

Шдписаво . до друку 11.10.95. Оог«ат бОх84/1б. Пашр шеьмовиЯ. Друк офсеташй. 0,93 ум.друк.арк. 1,0 , облхк.- вид, арк. Тирад 100 дрим.Замовлення ¡¡-¿^ '.

ОдесышЙ державниа полхтехнхчний ушверситет 270044, Одеса, пр.Шевченка, 1.