Фiзико-технологiчнi дослiдження i розробки в галузi одержання монокристалiв широкозонних сполук групи А2В6 та iх використання в приладах когерентноi i некогерентноi оптоелектронiки тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

РГ6 од

АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1Ш1 , П .¡III ШСТИТУТ Ф13ИКИ НЛП1ВПРОВ1ДНИК1В

На правах рукопису УДК 548.4:543:55:628:9:03

ПЕКАР Григор1Я Соломонович

5IЗИК0-ТЕХН0ЛОГ1ЧНI Д0СЛ1ДЯЕННЯ I РОЗРОБКИ В ГАЛУ31 ОДЕРЗАННЯ М0Н0КРИСТАЛ1В ИИР0К030ННИХ СПОЛУК ГРУПИ А В ТА IX ЕИКОРИСТАННЯ В ПРШВДАХ К0ГЕРЕНТН01 I НЕК0ГЕРЕНТН01 ОПТОЕЛЕКТРОНIКИ

01.04.10 - Ф1зика нап1впров1дншйв та д1електр1шв

Автореферат дисертадИ на здобуття наукового ступеня доктора ф1зико-ыатематичних наук

Ки1в - 1993

Робота виконана в 1нститут1 ф!зики нагпвпров).дник1в АН Укра'1ны ОфщаШп опоненти:

акадекик АН Укра1ни, доктор ф1зико-математичних

наук, професор

М.П.ЛИСИЦЯ

академ!к АН Молдови, доктор фазико-матеыатичних наук, професор

о.б.сшашкевич

доктор ф1зико-ыатематичних наук В.В.РУДЬ

Пров1дна оргашзащя: Черн1вецький державний ушверситет

Захист в1дбудеться 23 квтя 1993 року в 14 год. 15 хв. на заспдашп Спец1ал1зовано1 ради Д 016.25.01 при 1нститут1 ф1зики нап1впров1дншпв АН Укра1ни (265650, ГСП, м.Ки1в-28, проспект Науки, 45)

С дисертащею можна ознайомитись в бК5л1отец1 ¡нституту ф1зики нап1впров1,цник1в АН Укра1ни

1м. О.А.Федьковича

Автореферат розгсланий березня 1993 г.

Вчений секретер Спещал1зовано1 ради, доктор ф1зико-математичних наук

С.С.ЩЕНКО

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыйсть роботи визначаеться потребами когерентно! та некогерентно'! оптоелектрон1ки: 1) в широкому набор! матер1ал1в з зада-ними характеристиками, в тому числ1 крупних монокристалгв нагпвпро-в1дникових сполук групи А2,Б , одержання яких е можливим, з одного боку, в результат! розробки достатньо досконалих, науково обгрунто-ваних та вЦтворюваних технолопчних метод!в одержання монокриста-л1в, 1, з другого боку, в результат! проведения щлеспрямованих ф!-зичних досл1джень ! виявлення з 1х допомогою механ1зм!в ф!зичних процес!в, як! пропкають при рост! кристала 1 обумовлюють формування його властивостей; 2) в розвитку та реал1зацп новях ф!зичиих ! технолог!чних !дей, як! б дозволили вплити числешп переваги сполук групи А*В6 в нов! натвпровдаиков! прилади.

Передбачалося, что в результат! виконання роботи в щлому (тоб-то И ф!зично! та технологично! частин) стане можливим пов^стю або принайм! частково заповнити так! пом!тн! прогалини, пов'язан! з пра-ктичним використанням нап!впров!дник!в групи АЙВ6, як 1) вЦсут-н!сть крупних однор!дних ионокристал!в твердих розчкн!в гпхС<11.д Б та гп^^Бе, цо вважаються безальтернативнкми матер1алак?и для ро-бочих елемент1В лазеров Аз збужденяям електронним пучком, як! випро-!,(1нюпть в синьому спектральному д!апазон!; вЦсуппсть таких лазе-р1в, в свой чергу, робила неможливим створення багатьох прилад!в на 1х основ! - проекщйних телев!з!йних систем кольорового зобракения 1нформацп на екранах великого розм!ру, прилад!в медично! техники, тоцо; 2) шМтна нестача в останн! роки нових ф!зичних та технолопчних Цей, як! б дозволили одержувати монокристал1чн1 матера али групи А2В6 з набагато кращими, пор1вняно з тими, що були одержан! ран!ше, ф1зичними характеристиками, що дозволило б, в свою чергу, цол!пшити параметра -1 розширити номенклатуру створюваних на !х основ! при л ад 1 в ! елеменпв; 3) в!дсутн!сть ефективних джерел коротко-хвильового (насамперед, синього) випром!нювання, що визначаеться як невдачами в успгвтй реал!заци вяе в!домих механ!зм!в збудження ^жетцйно! електролктнесценцп в яап!впров!дниках групи А2,В6, так ! недостатньо результативними пошуками нових засоб1в збуждення тако! електролкшнесценци.

В зв'язку с цим головною метою роботи було:

1. Проведения експериментальних ф!зичних досл!джень концент-рац!г ! холл!всько! рухливост! електрон!в в монокристалах сульф!ду

кадтю при високих температурах в умовах контрольованого тиску пари кадмш (тобто в умовах, як1 моделюють процес вирощування кристала) з метою встановлення механ1з>лв формування власно-дефектно! структу-ри кристала в процесц його росту 1 подальшого охолодження до иштт-нох температур«. Зроблений як результат цих досл1джень висновок про утворення в кристалах асоц1ат1в (кластергв) надлишкового кадеаю та про 1хн1Й негативний вплив на параметри деяких прилад1в на основ1 цього матер1алу став засадою для розвитку метод1в одержання крупних ыонокристал1в сульф1ду кадтю, що характеризуются низькою густиною включень кадтю, дислокащй, малокутових гранкць 1, певно, внаслЦок цього - вксокою оптичиою м1цн1стю.

2. Ф1зичне обгрунтування 1 розробка иових технолопчних метод1в вирощування з газоЕо1 фази крупних монокристал1в широкозонних сполук групи А^В6 з заданный властивостяыи, в тону мисл1 сильно легованих ыонокристал1в, а також одержуваних шляхом втного росту монокри-стал1в твердях розчшпв, що складаються з компонент:в, значения тиску пари яких при температур! росту кристалу значно в1др1зняються ьик собою (гПцСсЗ^Бе 1 Zn)¡Cdi.)lS), розьари 1 характеристики яких дозволили б використовувати 1х для створення робочих елемент1в лазеров з елекгронним збудаенням, що випромпдають в синьоыу спектральному д1а-пазон1; ф1зичн1 та структура досл1даення властивостей одеряаних кристалле, як! спрямоваш иа внявлення та пол1пзення 1х характеристик, а також на з'ясування мокливостей практичного використання кристалав в приладах квантово! електрошки.

3. Розробка нових тип1в ефективних аняекщйних електролюшнес-центних гетероструктур, що вилрошшть у видимей (в тому числа в синай) облает1 спектру, та детекторов ультраф1олетового випромпповання 1 вяявлення ыехан1з>пв в1дпов1дннх ф1зичних процемв, що визначають д1ю 1 параметри приладов. До таких процес1в вз.дносяться процеси протыкания струы1в основних та неосновних носив, процеси збудаення електролюьинесценцп (в даерелах випром1н»вання) тощо.

Наукова новизна роботи полягае в тому, що:

1. Виявлено природу нових ф1зичних явищ, що спостер1галися в результат! проведених досл1джень концентраци 1 холл1всько! рухливос-т1 носив струму в широка обласп температур (300-1200 К) 1 тиску пари кадмио. Запропонована 1 експериментально перев1рена модель формування асоЩапв кадтю в кристалах, визначен! основн1 параметри асоц!ат1в (розкйри, зарядовий стан, енерпя дисощаци), а таков характер впливу на деяк1 властивост1 кристал1в. Виявлено нов1 ф1зичн1 зф^екти, що ранше в сульфЦ! кадалю не слостерГгались, а саые, рет-

роградний характер розчинносп кадапю при високих температурах, ная-вн1сть фазового переходу 1-го роду при температурах 1050-1200 К, зб1льшення рухливосп електрон1в при сильному легувашп кристал1в, тощо.

2. В результат! пор1вняння розрахункових та експериментальних даних 1 зроблених при цьому висновк1в про визначальний характер ди-фузИ в процес1 "в1льного" росту кристал1в з газово! фази, обгрун-товано можлив1сть контрольованого вирощування цим методом монокрис-тал!в твердил розчин1в сполук групи А2В6, як1 складаються з компо-нент1в, значения тиску пари яких при температур! вирощування пристала значно в1др1зняються м1ж собою; цього досягнуто обмежуванням потоку б1льш летко! речовини з зони випаровування в зону кристал1за-ци.

3. В результати досл1дяеиь вперше експериментально реал1зованих шжекщйних електролш1несцентних стртатур на основ1 монокристал!в широкозонних нап1впров1дник1в групи А В6 (структур Р(;-Ьа,03-СсЗЗ-1п, П-Ьа^-гпЗе-Гп, структур металл-нап1впров1дник, электрол1т-нап1в-провщшк та МДН-структур на осков1 низькоомного ИпЗ) виявлено меха-н1зми прот!кання струму в таких структурах,побудовано 1х енерге-тичн1 зонн1 д1аграми, запропоновано механ1зми збудаення в них елект-ролюмшесценцП, виявлено вязначальну роль локальних р1вшв на П1дконтактн1й поверхн! нап1впровз,дника в фсрмуванн1 електричних та електролкшнесцентних характеристик структур. Висунуто 1 обгрунтова-но модель збудаення електролюм!несценцп в МН- и МДН-структурах на основ! низькоомних монокристал!в широкозонних сполук групи А*В6, що заснована на пропкашп Оже-процесЛв за участю центр1в на тдкон-ташпй поверхн1 нап1впров1дника.

Практичнац1нн1сть роботи полягае в тому, що:

1. Розроблено комплекс нових технолопчних метод 1 в вирощування з газово! фази монокристал1в нап1впров1дникових сполук групи А В6, в тому числ1 нова модофкащя методу "в1льного" росту 1 метод одержанкя сильно легованих монокристал1в. Особливу щшистъ становлять:

а) Розроблений метод вирощування крупних, однор1дних монокристе-тал1в твердих розчингв сполук групи А^В6, що складаються з компоненте, значения тиску пари яких при температур! вирощування кристалл значно В1др1зняються м!ж собою. 1дея, яку покладено в основу цього методу, до цього часу не мае альтернативи ! використовуеться в яете-пров!дников!й промисловост1 та в наукових лабораториях. Це дозволяв одеряувати монокристали твердих розчин1в халькогенадв кадмт, эа до-помогоп яких вдалося вир!шити важливу проблему - створити лазерн1 електронно-проненей1 трубки (ква.нтоскопи) з випрсмпшеанням в скнь'-му " ' - 3 -

спектральному д1апазон1, що застосовуються для одержання синьо! ком-поненти проекцШного кольорового телев!з1йного зображення на екранах розьиром до к1лькох десятк1в квадратних метр1в, в приладах медично! техшки, тощо.

б) Розроблено принципово новий метод одержання монокристал1в ха-лькоген1д1в кадойю (на приклад1 С<ЗБ) з високою оптичною кцщпстю, низькою густино» дислокащй, включень та малокутових границь, що по-лягае в "зв'язувашЦ" надлишкового компонента (кадм!ю) в процес1 росту за допомогою спещально под1браних х1м1чних сполук, як1 не ле-гують вирощуваний кристал.

3. Розроблено к1лька тип1в 1нжекц1йних електролкшнесцентних структур, що випром1нюють у видимому спектральному д1апазон1, зокрема структура на оонов1 низькоомного гпБ (метал-нап1впров1дник, метал-д1электрик-нап1впров1дник та електрол1т-натвпров1дник) 1з зовншньою квантовой ефекгивн1стю випром1нювання до~ 10* —10 ^ , 10"5 1 фо-

тон/електрон, в1дпов1дно.: 0кр1м того, розроблено гиБ-детектори ульт-раф1олетового випромгнювання на основ! структур метал-напхвпровЦник та електрол1т-нап1впров1дник з величиною ере холостого ходу 0,9 1 1,9 В, в1дпов1дно, 1 виявляючою здатн1стю 1012 Вт"1Гц1^.

В1рог1да1сть одержаних результат1в ф1зичних експеримент1в та го-ловних висновк1в пЦтверджуеться додержанням необх!дних вимог до мет-рологхчного забезпечення досл1д1в та обробки 1х результатов, по-годжен1стю м1ж розробленими модельними уявленнями та отриманими екс-периментальними даними. Головн1 науков1 висновки, що опубл1кован1 протягом минулих рок1в, були попы п1дтверджен1 в роботах, виконаних шими досл1дниками за допомогою р!зних експериментальних метод1в (зокрема, висновки про утворення в кристалах асощапв кадкаю, значения 1хн1х параметр! в та характер впливу на роботу нап1впровЦникових прилад1в, висновок про ретроградну розчшшеть кадм1ю в сульф1д1 кад-м1к> при високих температурах, тощо. 1Ирог1дайсть приведених в дисер-тацН результате технолог1чних розробок обумовлена тим, що висновки про властивост1 монокристал1в, одержаних за допомогою розроблених метод1в (зокрема, про ступ1нь 1хньо1 однородности, структурно! доско-иалост! та 1н.) були йдтверджет фах^вцями, що працюють в разних в1долах Ш АН Укради, а також в анших наукових та промислових установах Москви, Санкт-Петербурга, Фряз1но, як1 досл1даували характеристики цих кристалхв та використовували 1х для створення нап1впро-в1дникових прилад1в. 0кр1м цього, в1рог1дн1сть та ефективн1сть запро-понованого методу одержання ыонокристал1в твердих розчин1в халькоге-

ншв цинку-кадтю подтверждено фактом використання 1де1, яку покла-дено в основу цього методу, в кьтькох промислових та наукових уста-¡¡овах.

На эахист виносятъся:

1. Результата високотемпературних досл1джень концентраци 1 хол-л1всько1 рухливост! електромв в сульфш кадою в широкому даапазо-!« температури 1 тиску пари кадшю, включаючи розвинут1 методики проведения втлр1в, одерзання невипрямляючих високотемпературних ко-нтакт1в, а такоя виявлен! в результат! дослз.днень специально не ле-гованих та легованих хлором кристал1в законоьорност! ! розвинут! для 1хнього пояснения модел!, а саме: модель асовдат!в кадмш в Сй5, знайден! значения 1х параметр1в та виявлений характер впливу на процеси електропровЦносп 1 розс1яння електрошв; висновки про рет-роградний характер розчинносп кадм1ю в СдБ при високих температурах та про наявн1сть в СсВ фазового переходу 1-го роду при температурах 1050-1200 К.

2. Розвинуп технолопчт методики одержання крупних монокрис-тал1в з газово! фази, в тому числк

1) методика одержання легованих кристал1в, а такоя сильно легованих кристал1в (СсЙ:С1) з високим ступенем одноршосп ф1зичних характеристик та ф1зичне обгрунтування тако1 однорЦностГ (модель кваз1молекул Сс1--С15);

2) Цея, ф1зичне обгрунтування та експериментальна ' реал1зац1я методу одергання шляхом "в1льного" росту з газово! фази крупних мо-нокристал!в твердих розчшпв, що складаються з компонент1в, значения тиску пари яких при температур! вирощування кристал!в значно в1д-р1зняються м1ж собою (кристали типу гп^С^.^ Л гп^СсЗ^Зе), експе-риментальний доказ можливост! досягнення лараметр1вкристал1в, як1 задовольняють вимогам до робочих матер1ал1в лазерав з електронним збудженням;

3) 1дея, ф1зичне обгрунтування та експериментальна реал!защя методу, одержання шляхом "выьного" росту з газово! фази монокриста-л1в халькоген!д1в кадм1ю з унгкально високою оптичною мщшстю (пороговой густиною потужност! руйнування оптичним Еипром^нюванням 300-800 МВт/сма) ! низькою густиною включень та дислокац1й 10} см"2, ), чого досягнуто за рахунок введения в зону кристал!заци високотемпературних х1м1чних сполук, що зв'язуть Н9ДЛИШК0ЕКЙ кадм1й ! не легують вирощуваний кристал; .

4) експериментальна реал!за1дя та результати ф1зичних досл1дяень 1нжекц!йних електролюинесцентнйх гетерострук'тур на основ! сироко-зонних сполук групи А?'В& (СсВ, Zr.Sej .ZnS), а такоя -детектор хв ульт-1*-Ов7н - 5 -

раф1олетового випроьинювання на основ! низькоомного 2пЭ, включаючи:

- вперше реал1зован1 електролкшнесцентн1 гетероструктури ые-тал(РО- д1електрик(Ьаг03)- нап1впров1дник(С<й,2пЗе)-ом1чний контакт (1п), в яких анаекц1я д1рок в нап1впров!дник здгйснюеться з Изолятора, через який пропкае струм, обмежений просторовим зарядом;

- 1нжекц1йн1 св1тлод1оди на основ1 низькоомних монокристал1в сульф1ду цинку, що являють собою структури метал-натвпров1дник, електрол1т-нап1впров1дник та МДН-структури (з товщиною шару !золято-ра в1д к!лькох десятое до к1лькох тисяч нанометр1в), 1з зовн1шн1м квантовым виходом порядка 10~3 фотон/електрон, як1 випром1нюють в блакитн1й обласп спектру 1 характеризуються низькою робочою нап-ругою (3-4 В) та стаб1лыпстю свтння; ф1зичн! механ1зми прот1кан-ня струму в таких структурах, що враховують формування пром1жного високоомного шару ы1ж нап1впров1дником 1 ыеталом (в ЫН-структурах) або нап1впров!дником 1 дгелектриком (в МДН-структурах), а також виз-начальну роль поверхневих р1вн1в на п1дконтактн1й поверх^ гпБ; модель збудаення електролкшнесценцП, заснована на протз.кашп Оже-процес1в за участю центр1в на п1дконтактн1й поверхн1 гпЗ;

- детектори ультраф1олетового випромшювання на основ! контак-т1в ыетал-гпЗ 1 електрол1т-2пЗ, як1 характеризуются величиною еро холостого ходу, в1дпов1дно, 0,9 1 1,9 В та виявляючою здатн1стю - 101Й Вт"1 Гц1/*; виявлений в результат! досл1джень таких детекторов характер ф1зичних процесав, що супроводаують прот1кання прямого струму 1 в значтй ы1р1 обумовлен1 участю р1вн1в на тдконтактй поверхьй матер1алу.

Особистий внесок автора.

Головн1 результата дослхджень, як1 узагальнен1 в дисертацП, одержан! в пер1од 1970-92 рр. автором та асп1рантами, пошукувачами 1 ствроб1тникаш, що виконували науков1 роботи Шд його кер1вництвоы. Особистий внесок автора полягае в розробщ та експериментальн1й реа-л1заци головнях технологи1чних 1дей дисертацП, постановц1 задач досл1даень та вибор1 метод1в 1х виршення, участ! в проведение тех-нолопчних 1 ф1зичних експерименпв, а таков в обробц1 1 обговоренн1 результапв дослшв та пЦготовщ матер1ал1в до опублгкування. Частица результат!в, що ввШшли до дисертаци, одержана в творч1й сп1в-дружиост! з фах!вцями, як1 працюють в 14-Н АН Укра1ни та в хших нау-кових 1нствту?ах та на галузевих п1дприемствах.

ПубликацИ 1 апробашя роботи.

В дисертацИ вккладен! результати, опубл1кован1 в 58 статтях ав-

тора (3míct 52 з них включено в орипнальн1 роздали, решти - в об-зорн1 розд1ли), 12 авторських св1доцтв на винаходи, а такой 80 допо-вЦей, що були представлен! на наведения нижче конференщях, нарадах та сем1нарах i опубл!кован1 у вигляд1 тез у в1дпов1Дних зб1рниках:

2 6

II Всесоюзна нарада з ф1зики i xímü сполук типу А В (Ужгород, 1969); XIX Всесоюзна нарада та XXIII Всесоюзна конференщя з лкжине-сценци (Рига, 1970; Кишин1в, 1976); Шжнародна конференщя з росту кристал1в i газово1 эп1таксП (Швейцар1я, Цюрих, 1979); РеспубЛ1кан-сь;;ий семгнар з питань впливу випром1нювання на дифуз1ю i фазов1 переходи в твердих т1лах (Крив1й Риг. 1971); VII Уральска конференщя i3 спектроскопП (Свердловськ, 1971); II и III Республ1канськ1 наради "0птичн1 i електричнх властивостг широкозонних нап1впров1д-hhkíb" (Ки1в, 1971, 1975); Всесоюзна конференц1я з рекомб1нащйно-го випром1нювання та нап1впров1дникових джерел св1тла (Баку, 1971); VI Всесоюзна конференщя з нелШйно! оптики (Híhck, 1972); Респуб-лаканська конференц1я з молекулярно! спектроскопП (Черн1вц1, 1972);

2 6

III Всесоюзна нарада "Проблеми ф1зики сполук А В " Шльнюс, 1972);

IV Республ1канський симпоз1ум з нап1впров1дникового матер1алознавст-ва (Льв1в, 1972); I и II Всесоюзщ координащйн1 наради з питань створення нап1впров1дникових випром1нювач1в i3 cbítíhhhm у видшпй област1 спектру (Москва, лютий 1973 та грудень 1973); V Всесоюзна нарада з електролкшнесценцП (Ставрополь, 1973); Всесоюзна нарада з д1електрично1 електрощки (Ташкент, 1973); (>йжнародн1 наради з фото-електричних i оптичних явищ в твердому ti.ií (Болгар1я, Варна, 1974, 1977); Всесоюзна конференщя "Ф1зичн1 процеси в гетеропереходах (№khhíb, 1974); Республ1канський семанар з ефекпв фотоелектрично! пам'яп в нашвпровЦниках (Ки1в, 1974); III Республ1канська нарада з електричних.i оптичних властивостей широкозонних нап1впров1дник1в (Ки1в, 1975); V Европейська конференщя з досл1джень твердопльних приладив (Франщя, Гренобль, 1975); IV Всесоюзна нарада "Фазика, xi-

2 6

м1я i технолог1чн1 застосування нап1впров1дник1в А В " (0деса,1976); I Всесоюзна науково-техн1чна конференция "Одержання i властивосп

2 6 4 6

нап1впров1дникових . сполук типу А В i А В та íxhíx твердих розчи-híb" (Москва, 1977); V Всесоюзний симпоз1ум Í3 спектроскопП криста-л1в, активованих р1дк1сними землями i елементами групи зал1за (Казань, 1976); VI Всесоюзна конференщя з електролкшнесценцП (Дщп-ропетровськ, 1977); Всесоюзна науково-техн!чна нарада "Подальший розвиток оптоелектрсн1ки" (Кишшпв, 1977); II и III Всесоюзт кон-шеренцП з (Мзичних процес1в в нап1впров1дникових гетероструктурах (Ашхабад, 19с8; Одеса, 1982)' II Всесоюзна нарада з шрокозошшх на-п1впров1дник1в (Лен1нград, 1979); зас1дання секцП "Елементи i ма-тер1али для приладобудування" Науково! ради з проблеми "Приледо-будування" . ДКРМСРСР по наущ i технщ1 (Москва, 1979); V Всесоюзна конференщя з xímí'í, ф1зики та техн1чному аастосуеакн» халь-когеншв (Баку, 1979); VI Всесоюзний симпоз1ум з мэгн1тного резонансу (Перм, 1979); I i II Респ'/бл1кансып конферекцп з фотоелект-ричних явищ в нап1впров1дниках (Ужгород, 1979; идеей, 1982); III Все-

союзна науково-техн1чна конференц1я "Фотометр! я та '11 метролог 1чне забезпечення" (Москва, 1979); VI Кижнародна конференция з росту кри-стал1в (Москва, 1980); IX Всесоюзна науково-техн1чна конференция з м1кроелектрон1ки (Казань, 1980); заседания секцп "$1зичн1 основи нащвпровЦникових елеменпв некогерентно! оптоелектрон1ки" Об'една-но! Науково! Ради з проблем и "Ф1зика 1 х1м1я натвпров:дншив" Президи АН СРСР (Бакур1ан1, 1980): Бсесоюзний сем1нар "Нап1впров1д-никови прилади з бар'ером Шотк1" (Ки!в, 1980); IX М1жнародний сим-поз1ум з детектор1в фотон1в (Угорщина, Вишеград, 1980); II Всесоюзна нарада з глубоких р1вн1в в нал1впров1дниках (Ташкент, 1980); III Всесоюзна конференц1я з ф1зичних процес1в в нап!впров1дникових гете-роструктурах (Одеса, 1982); II Республиканська конференция з фото-електричних явшц в нап1впров1дниках (Одеса, 1982); V Всесоюзна нара-

2 6

да "Ф1зика 1 техн1чне застосування нап1впровз.дникяв А В " (В1льнюс, 1983) - допов1дь на запрошення оргком1тету; Всесоюзна конференщя з штегрально! оптики (Новосиб1рськ, 1984); III Всеакадем1чна школа з проблем стандартиэацП а метролоп! (Тб1л1с1, 1935); II Шкнародна

2 6

конферешця по сполуках А В " (Франщя, Оссуа. 1985); VI Всесоюзна конференция з росту кристалав (Цахкадзор, 1985); III Всесоюзна нарада нФ1зика 1 технолопя широкозонних нап1впров1дник!в" (Махачкала, 1986); III Всесоюзна конференц1я "Ф1зичн1 основи над1йносп ! дегра-дацп нап1впров1дникових прилад1в" (Кишжив, 1991); I М!жвуз1вська конферешця Матер1алознавство 1 ф1зика нап1впров!дников1х фаз зм1н-ного складу" (Шжин, 1991) - доповЦь на запрошення оргкомпету; III Всесоюзна науково-техн1чна конференц1я "Матер1алознавство халькоге-н1дних натвпров!дншав" (Черн1вщ, 1991); IV Всесоюзна конферешця "Застосування лазегнв в технологий системах передач! ! обробки !н-формаци" (Ки!в, 1991); Лашкарьовськ! читання ! сем!нари В1дц1лення фотоелектрсшки 1нституту нап1впров1д>шк1в АН Укра1ни в пер! од 19701992 рр.

¡¿онокристали сильно легованного сульф1ду кадоию ! твердих розчи-н1в селениду цинку-кадм1ю були експонован!, в!дпов!дно, в 1983 р. та в 1984 р. на ВДНГ СРСР ! вЦзначен! бронзовими медалями.

Структура и об'ем дисертацп. Дисертац1я складасться з вступу, чотирьох глав, висновк1в, додатку та списка л!тератури з 315 назв. Бона викладена на 345 стор1нках, як! ы1стять друкований текст, 105 илюстравдй А 21 таблицю.

КОРОТКИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

У вступ1 обгрунтовано актуальность теми диссертацП, викладено И мету, новизну, практичну ц1нн1сть, а також основн! науков! положения, як1 вшюсяться на захист, наведен! дан1, що стосуються апро-бацИ роботи ! опублисування 11 основних матер!ал1в.

- в -

Глава 1. Високотемпературн! досл1даення монокристал1в CdS при регульовакому тиску пари кадмш

Метод високотемперагурних досл1дкень конценграцП носив струму в кристал!, що знаходиться п!д регульованим тиском пари одного з складових компонент1в, дозволяе (в результат! пор1вняння досл1дних даних з модс-льними уявленнями) виявляти найб1льш в!рог1дну структуру дефект1в нашвпровЦникового матер1алу (ix тип, зарядовий стан, тощо) беэпосередньов npoyeci Ix утворення (in situ). Оскьпьки, як було встановлено, picT крупних монокристал!в CdS вЦбуваеться при наяйност1 надлишкового кадаию, високотемпературка обробка кристала в атмосфер! пари кадаию моделюе умови, як! реал!зуються в процес! росту, тому одеряуващ з високотемперагурних BifMipiв дан! щодо дефектно! структури кристала мояуть дати !нформац!ю не лише про особ-яивост! формування тако! структури, але й про те, як керувати нею в npoueci вироцування кристала.

Розроблена експериментальна методика (включаючи створення BUMi-рквальнсц апаратури та високотемпературних невипрямляючях контакпв до кристал!в CdS), заснована на вим!рюваши in situ одночасно величин електропров^ност! i ере Холла в кристал!, що знаходиться п1д регульованкм тиском пари кадм!ю. Bmipii проводили в так зван!й "на-п10Б1дкрит1й систем! по методу, який був запропонований ван Доорном для выпалу лужногало!дних кристал!в (без проведения BHMipie) i зго-дом був впере використаний нами для термообробки кристал!в CdS в napi cipKH. Кристал CdS з miCTio привареними до ньго дротяними контактами (з них два струмов! та дв1 пари холл!вських) розм!щували разом з дротяним нагр^вачем i деякою к!льк!стю кадшю усереденг кварцево! дьюар!всько! посудини, яка устанавливалась м!ж полюсами електромаг-HiTa (В = 0,55 Т). Шсля в!мкнення нагр!вача кадлй випаровувався, конденсувався у верхтй частшп системи i ттм епкав на дно, в зону свого випаровування, причому тиск його пари визначався регульованим тиском аргона у верхн!й (холодн!й) частит системи.

Розроблена методика одержання невипрямляючих, механ1чно м!цних та стШих в агресивних xiMi4HHX середовищах електричних контакта до кристалу CdS полягала в приварюванн! дротяних електрод!в (наприк-лад, з Pt або W) шляхом icKpoBoro розряду конденсатора. При подаль-шому пропускаши через контакт струму певно! величини контакт ставав ом!чним. Як показали електронограф!чн! вим^ри, це зв'язано з утво-ренням на пЦконтактий поверхн! кристала перехгдного шару кадмш.

2х-6С7в

- 9 -

Проведен! досл1даення температурних залежностей концентрац!! електрон1в в монокристалах CdS при р1зних значениях тиску пари кад-Miio (в1д 0,1 до 1,0 атм) показали, що при даному pc<i ця залежн1сть е немонотонною i проходить через максимум при деяк1Й температур! ТПггТО1С, величина яко! падае 1з зростанням р^, а в1дпов!дна до цього максимума концентращя электрон! в збиьшуеться. Виявилось, що величина п залежить в1д pcd як п- р^, причому при Т > T„m(U i Т < ТП№ маемо, в!дпов1дно, f * 1/3 и у * 1/2. Зпдно з розвинути-ми теоретичними уявленнями, це означав, що в област1 б1льш високих температур концентрац1я електрон1в визначасться двохзарядним власним м1лким донорним дефектом, а в обласп бтш низьких температур - однозарядном.

Таким дефектом в CdS е надлишковий кадоий - в загальному випад-ку, у форм! м1жвузлових ioHiB Cdt або ваканс!й cipKH. (Базуючись на лобдчнмх даяих, ми зробили виб!р на користь м1жвузлового кадм!ю, що згодом було пЦтверджено експериментально). Оск!льки, таким чином, концентрация носив струму при Т ^ Tnrriat служить Mipoio к1ль-KocTi розчиненого кадоию, було зроблено висновок про те, що розчин-HicTb кадм!ю в монокристалах CdS при високих температурах носить ре-троградний характер. Показано, що розчишпсть кадм1ю у форм! 1зо-льованих дефект1в зростае i3 збтшенням p£d, тобто залежить В1Д загального вм1сту надлишкового кадей ю в кристал!.

Зменшення п, що спостер!гаеться при Т < Tn moj( , е, на нашу думку, результатом того, что частина атоьив розчиненого кадм1ю стае електрично не активною. При цьому в облает! високих температур (Т « 900-1200 К) М1Ж кристалом та паров icnye р1вновага, i значения п с в1дтворюваним як при 3MiHioBaHHi температури (при pcd = const), так i при зм1нюванн! pcd (при Т =» const). В той же час при б1льш низьких температурах (Т « 600-900 К) piBHOBara icnye лише Mis кристалом та "джерелом" електрон1в: значения n е в!дтвор»ваним лише при sMiHCBaHHi температури (при pCJ = const), проте при зм1нюванн1 р^ (за умови Т «= const) протягом проведения вим1ру (~ 30 хе ) величина п продовжуе зм!нюЕатися так само, як i при "старому" значенн! pCJ .

На л:дстав1 анализу можливих механазм1в часткового переходу кад-м!ю в електрично нейтральну форму (наприклад, на pi3Hi стоки - дисло-каци, тощо) ! одерааних результапв експеримент1в по доол!дженню к1нетики зьпнення п за умов вар1ювання pC(J , ми прийшли до висновку про те, что при зниженн! температури частина м1жвузлових атом1в Cd^ утворюе асоц1ати (кластеры), концентрац1я яких в1дпов!дае температу-pi кристала.

Були одержан! факта, як! св!дчать про те, що асощати, утворюва-Hi при р!зних значениях тиску р^, складаоться з приблизно однако-во! к1лькост1 точкових дефект!в, a enepria в!дриву атома в1д кластеру становить приблизно 0,4 еВ.

Наведен! розрахунки, як! показали, що !нтерпретац1я одержаних залежностей n ~ р* (тобто дом1нування одно- та двохзарядного дефекта, в!дпов!дно, при y = */2 та 1/3) залишаеться справедливою не т1лько у випадку точкових дефект!в, але й при наявност! в кристалах кластер!з.

Експериментальн! досл!дження температурно! залеяност! рухливост! електрон1в, що були проведен! при р1зних р^ , показали, що за умов достатньо пов!льного охолодження кристала, яке сприяе утвореншо кла-cTepiB, ця залешпсть при ри = const мае складний характер: ji ^.т-(1,0т2,0) при Т * 300-600 К, ц « const при Т « 600-750 К i ц ~ Т"1'5 при Т i 750 К. (Зауважимо, що при цьому п монотонно зрост-тас i3 зб1лыленням температури до Т ~ Tnn,ait).

Такий температурний xifl рухливост!, а також те, що рухлив!сть виявляеться вищою в зразках з б1льш високою концентращею електро-HiB, св1дчить про те, що за цих умов в кристалах CdS не може дом1ну-вати механ1зм розс1ювання електрон1в на !он1зованих дом1шках.

Для iHTepnpoTaqii хода рухливост!, що спостер1гався екперимен-тально, було використано модель розс1яння носНв в неоднор!дних системах [I], в як1й припускасться, що рух електрону в пол1 дефекту носить дифуз^йний характер i вплив дефекту зумовлений полем, яке д1е на в!ддал1 дебаевського рад1уса. Як показали наш! розрахунки, в досл1джуваних кристалах в облает! температур Т < Тп mQX виконуеться критер!й справедливост! тако! модел1: L < г, де L - довжина вольного npo6iry нос1я струму в1дносно коливань гратки, г - дебаевський рад!ус; В ц!й модел1 значения рухливост! ц, як1 спостер!гаються, повишп описуватися сп!вв1дношенням

2

Я = ji [1 - (2л /3)(ee'/kTs) rv], (1) Р

До Мр - рухлив!сть електрон!в, обумовлена розс^ванням на поливаниях гратки; vie'- концентрац1я i заряд дефектов, як1 розешкпъ носi'i струму; е - заряд електрону; к - стала Больцмаяа. Припускаю-чи, що дефекта, поле яких впливас на рух електронгв,■-■саме класте-ри надлишкового кадм1ю, ми, користуючись формулою (1), шляхом пи-бору визначили величину N/Cе1 , де N = nmo/v - к1льк!сть атом1в в кластер!. •Виявилось, що N/(e')2 * 10, тобто'однозарядкий кластер м1стить 10 a?OMiB, двохзарядний - 40. Приведен! м1ркуеання на ко-

3-У07в - 11 - -

ристь того, цо в халькоген1дах кадоию найб1льш в!ропдним е утворен-ня кластеров саме таких "середн!х" розм1р1в.

Справедлив асть застосовано! моде л 1 пЦтверджуеться тим, цо значения "чисто гратково!" рухливост1, розрахован1 за формулою (1) як для "загартованих" зразк!в, так л для зразк1в, вим!ри параметр!в яких проводили при р1зних рС(1, укладаються на одну й ту ж пряму Рр ~ Т'Щ тобто, як 1 налекить зг1дно з л1тературними даними, при Т > 1000 К рухлив!сть електронгв в С(ЗБ визначасться розс!юванням на акустичних фононах.

Виявлено, що в д1апазон1 температур 1050-1200 К рухлив!сть проходить через гострий мШмум; температура, яка в1дпов1дае цьому ы1-н1муму, зменшуеться при зб!лыпенн1 р^. 0ск1льки за тих же температур, за яких спостер1гаеться мтмум рухливост!, при проведенн1 ди-ференщйного терм1чного анализу зразк1в спостр1гаеться симетричний екстремум залежносп ере диференщйно! термопари (що св1дчить про зм1ну теплоемност1), зроблено висновок, що в даному дзапазон! температур в Сей вЦбуваеться фазовий перех1д 1-го роду, який аде з пог-линанням тепла.

На п!дстав1 анал1зу лхтературних даних, як! були в наявноста на час проведения описуваних досл1джень, ми висловили гадку про те, що формування в кристалах С<й включень кадтю, як1 можуть виникати в результат! укрупнения асоц1ат!в м1жвузлового кадмш, призводить до попршення деяких параметр1в нап1впров1дникових приладав на основ! цього матер1алу, зокрема, лазер1в 1з збудаенням електронним пучком (згодом це припущення було п1дтвердаено експериментально; див., на-прклад, [II]). В глав1 2 викладет результата доипджень, що були спрямован1 на одержання кристалгв з низькою концентрац1сю асоц1ат1в кадмю.

Глава 2. Керування Х1м1чним складом, стуленем в1дхилення в1д

стех1ометрй 1 структурними властивостями монокристал1в СсЗЭ . в процес1 росту

У друпй глав! роэглянут! розроблен1 нами методи, як1 застосову-вались для вирогцування з газово! фази крупних монокристал1в СйЭ (нова модификация методу "вольного" росту 1 методика контрольованого легування кристал1в в процес1 росту), а також способи керування вла-сно-дефектним складом кристалхв шляхом !хнього легування, п!слярос-тово'1 термообробки 1 введения в зону росту речовин, як1 зв'язують надлиыковий кадм1й. Розглянут! також питания, що стосуються практичного використышя одержаних монокристал1в.

31ЮЧНИЙ■ прогрес в розвитку технологи вирощування з газово! фази

- И -

крупних монокристал1в сполук групи А3^6, якого було досягнуто протя-гом ocTaHHix двох десятир1ч i який призв1в до одержання монокриста-л1в д1аметром до 100 мм та густиною дислокаций порядку Ю^1 см'^.по-в'язаний з так званим методом "в1льного" росту [III]), коли кристал вироцують у в1дсутност1 контакту з ростовою ампулою. В перших моди-ф1кац1ях цього методу кристал вирощували на затравочн1й п1дкладин1, що була уставлена до середини нижньо! в1дкрито! частини ростово! ам-пули на такий cnoci6, щоб м1ж внутр1шньою ст1нкою ампули та б1чною поверхнею затравки 1снував к1льцевий зазор. Зверху над падкладиною на noBepxHi ciтки розм1щувався вих1дний матер1ал. Кристал pic на по-Bepxni затравочно! п1дкладини i, завдяки випаровуванню його перифе-piÄHOi частшш через к1льцевкй зазор, не прилипав до CTiHOK ампули.

Разроблена нами методика "в1льного" росту заснована на imnifl форм! зчленування ростово! ампули i затравочно! пластини. В останн1й час така форма зчленування повсюдно використовусться в р1зних моди-ф!кящях методу "в!льного" росту, замшивши собою згаданий вище принцип Kiльцевого зазора.

В наций модиф1кацН вих1дний матер!ал знаходиться на дн1 росто-Е01 ампули, а эатравочна плоска монокристал1чна пластина править за "криЕку", яка лежить на верхньому в1дкритому торщ ампули. Завдяки тому, цо'цей торець мае рельеф, периферШш частина кристала випаро-вуеться у в1льний npocTip через отвори цього рельефа, i в1дбуваеться "вЬчьний" picT. В результат! проведения експеримент1в по вирощуванню кристал!в д1аметром Bifl 15 до 54 мм було встановлено оптимальне стввЦноиення м1ж середньою глибиною виколок рельефа та товщиною CTiHOK ампули.

За роки, що пройшли з часу створення 4iei методики (середина 70-х poKiB), ми провели coTHi експерименпв по вирощуванню монокрис-талл!в pi3HHX сполук групи Л^В6 - як б1нарних (CdS, CdSe, CdTe, ZnSe, ZnS), так i Ix твердих розчшпв. В цих експериментах вия-вились не плыи очевидна позитивна риса розроблено! методики - простота реал!зацй, але й imii ii переваги, зокрема, низый втратй ре-човини внаслЦок И випаровування через зазор (до 5 %), запоб1гання забруднення кристала внасл!док .пад1ння часток вихЦного матер!алу через отвори в ciT4i (це - головна вада "класичного" методу в1льного росту) i, що.дуже важливо, 100-в1дсотковий вих1д монокристал1в, як1 виросли шляхом "в1льного" росту, по в1дношенни до загально! к1лькос-Ti проведених кристал1защй.

Дал! в робот! описано створену методику термообробки крупних мо-нокристал1в CdS п1д контрольованим тиском пари cipK«, ко була спря-мована на зменшення к^лькостх надлишкового кадмш в кристалах. Тер-

3*-667в - 13 ~

мообробку проводили в модиф!Кован1й "на^ввЦкрипй" систем!, под16-Н1й до то!, що обговорювалась в глав! 1. Шелл в1дпалу питомий оглр пристала (який в першому наближенн1 може бути використаний як м1ра вм1сту надлишкового кадопю) з1льшувався в1д 0,1-1,0 Ом.см приб-лизно на 9-10 порядив велйчини, рухом1сть електрон1в зростала в дек1лька раз1в; кристали ставали фоточутливими. Знайдено умови, за яких кристали мають максимальну фоточутлив1сть. Проте виявлено, що п1сляростовий в1дпал не призводить до повного "роземоктування" вклю-чень кадою, зате може призводити до виникнення в кристал! пор неправильно! форыи.

На пЦстав1 одержаних експериментальних даних зроблено висновок про те, що важливу роль при таких термообробках В1д1грають х!м1чн1 реакцП за участю кисню, наприклад, реакц1я 4CdO + 33^= 4CdS + При в1дпал1 в замкненому об'ем1 так1 реакцп проходять не до к1нця внаслЦок того, що сполука БО^, що утворюеться як продукт цих реак-ц1й, не вилучаеться з зони в1дпалу. В результат! в кристал! залишае-ться надлишковий кадаий. До цього висновку ми ще повернемося.

Гермообробка в парах с1рки - перший за рахунком з числа викорис-таних нами метод1в зменшення вм1сту надлишкового кадм!ю в кристалах. Незважаючи на недостатки ефективн1сть щодо включень кадмио, вхн, за-вдяки можливост! пол1пшити деяк1 параметри кристал1в, с методом, що найчастже використовуеться на практиц1, в тому числ1 ! в промисло-В0СТ1.

Другий з метод1в "роземоктування" включень кадоию пов'язаний з легуванням кристал1В. Таний П1ДХ1Д, наскалькм нам вадомо, ратше не розглядався.

В дисертацп описано розроблену методику вирощування монокриста-Л13 CdS, легованих широким набором дом1шок (Си, Аз, Аи, С1, I, 1п, йа, Ш, Со, Ге, 1л, Иа, Мп). Ця методика включала: 1) оптимальний пхдбхр л1гатури, що в 61льиост1 випадов являла собою х!м!чну сполу-ку, до складу яко! входить легуючий елемент; 2) створення умов росту, за допомогою яких можна усунути вплив на властивост! кристал1в тих неконтрольованих зм1н технолопчних параметров, як! завжди мають • мкце, коли ми переходимо в1д одного процесу росту до другого. Для цього чотири кристали з рхзними концентрац!ями домшки та контроль-ний нелегований монокристал одержували в одному технолог!чному процесс разм1щуючи вс1 п'ять ростових ампул всередин! граф!тового блока, який зиаходився в печ1, при нагр!ванн1 вир1внював рад1альн! грзденти температури ! на такий спос!б створював !дентичн1 температура! умови в мюцях знаходження ус!х п'яти ампул.

- 14 -

Наявгйсть методики, яка, з одного боку, дозволяла вирощувати кристали з р1знкми домиками в широкому д1апазон1 1х концентращй (нижче ми розглянемо, як цього досягти, на приклад! одн!е1 з домшок - хлору), 1, з другого боку, давала можливхсть вЦокремити вплив легування на властивост! кристал1в в1д впливу !нших фактор1в, дозволила р1зш:м ф-твцям в сгпвпрац1 з автором днсертацп досл1дити (а в ряд1 випадк1в - вперще виявити)ц:лу низку ф1зимних ефекпв, зокрема, виявити природу рхзних локальних р1вн1в в СсЕ 1 знайтн взаемозв'язок випромигавальних та безвипромшювальних переход1в з наявн1стю в кри-стал1 певних дом1иок (Си, А£, Аи, 1п, Са, Ш та 1н.); уОтановити ме-хагизии таких ефекпв, як !ндукована домшкова фотопров1дн1сть (в CdS:Ag), мехагпчно стимульована лкшнесцетия (в Сс^Ма), гасання фотолкшнесценцп (в.С<18:Н1) та багато ¿кших.

Попертаючись до задач! , про яку Пплсся вище, - задач! одержання однорЦ'них :.:онокристал1в С<Б, що не мгстять велико! ¡плькост! вклх>-чень, тдкреслкмо, що з вде! точки зору особливо ц1кавим виявився процес легування кристал!в хлором - м1лкою донорною дом1икою, яка зам1щуе в гратц1 атоми с1рки 1 в1др1зняеться в1д !нших дом1шок наса-мперед тим, що II проникнення в кркстал не повинно призводити до !с-тотних деформац1й гратки 1 зв'язаних с цим ефектом насл!дк1в, оск1-льки рад1уси !он1в С1~ и приблизно однаковь

Легован1 хлором монокристали СйЭ вирощували в замкнених кварце-вих ампулах, добавляючи у вих1дний матер1ал СсЗС^. Склад кристал1в контролювали за допомогою х1м1чного анал1зу.

Як показав проведений анал1з кваз1х1м1чних реатцй, як1 описують процес проникнення атом!в хлору в гратку СаБ при наявност! надлишко-вого кадоаю, максимальна концентращя розчиненого кадьию (тобто його розчишпсть при дан1й температур!) зростае 1з зб1льшенням рС(^ . Очевидно, саме завдяки цьому ми спромоглися одержати монокристали, вм1ст розЧиненого хлору в яких досягав 5.1014 -2Л09,0 см . Це бьпЬ-ше н1ж на порядок величини перевшцуе значения 4.1018 см , яке вва-жалося граничною розчишпстю хлору в монокристалах Сей [IV].

Були проведен! високотемпературн! досл^дження концентрацп ! холл!всько! рухливосп електрон1в в монокристалах CdS:Cl з рззнкм вм!стом хлору. Методика вим1р!в була тдабною до то!, яка викорис-товувалась при досл!дженнях спещалько не легованих кристалл в (див. гл. 1). ^

Виявилось, що в облает! температур Т * 300-800 К при вс!х значениях р^, що використовувались при досл1дженнях, рухлив!сть елект-рон1в в крпсталах СсБ:С1 е вищею, и1ж б нелегованих кристалах

■1-067В - 15 -

яKi в«рощувались за тих же технолопчних умов.

Висловлено припущення про те, що атоми хлору i кадм1ю розчинюють-ся s кристалах CdS у форм1 асоц1апв Cd,-Clg, причому зв'язки м!ж штми в таких асощатах носять переважно ковалентний, а не електро-статичний характер. 1снуванню таких асоц1ат1в в кристал1 сприяс ц1-лий ряд фактор1в (б1льша енерпя асощацп атом1в Cd и С1 в газов1й фаз1 пор1вняно з енерпею конденсацп, приблизно однакова довжина зв'язку Cd-Cl i в1дцал1 Miat вузлом та мхжвузловиною в CdS та ih.). (Слад зауважити, цо ранше вже висловлювалась ппотеза про можли-в1сть розчинення хлору у форм1 частинок CdCl в др1бнодиспероному CdS при його взаемоди з розплавом CdCl [V]). Як показали Haiiii розрахун-ки, при данШ концентрацИ введенного С1 доля асощйованих молекул хлору р росте при зб1льшенн1 тиску пари кадопю: р/ (i-p) ~ р^/п.

Очевидно, що наяЕн1сть асоц1ат1в Cd—Clg повинна призводити до зменщення вы1сту в кристал1 CdS кластер1в кадм1ю (зокрема, завдяки тому, що для двохатомних зв'язк^в Cd-Cl енерпя розриву с б1льш His в 20 раз1в вюцою, н1ж для зв'язк^в Cd-Cd). Показано, що в рамках модели утворення асоц1ат1в Cd;,-Cl5 ыожна пояснити особливост1 високо-температурних залежностей n(pcd), як1 спостерагаються в кристалах CdS:Cl з piзним bmictom хлору, а також той факт, що при легувании кристал1в росте рухлив!сть електрыпв: оставив може бути пов'язано з тим, що розс1яння електрон1в на двохатомних комплексах Cdr-Cls повинно бути меншим, н1ж розсхяння на кластерах кадаию, як1 складають-ся з 10-40 атом1в. На користь uiei моделх свЦчить практично повна в1дсутн1сть в кристалах CdS:Cl крупних включень, що репструються методом оптично! м1кроскопП.

Важливий аргумент на користь "розсмоктування" кластерхв кадм1ю в кристалах CdS:С1 - виявлений нами биьш високий, пор1вняно з CdS, ctyniHb однор!дност1 'ix ф1зичних характеристик (концентрацй i рух-ливост! електрон1в, спектрального розпод1лу фотолкаинесценци, тощо).

Наявн1сть крупних однор1дних монокристалав CdS:Cl с високим BMi-стом 1он1зованих при к1мнатн1й температур! доноров, що значно пере-швде критер1й сильного легування 2.10^ см"3), при якому вЦбу-ваеться перекривання дом1шково! зони, що створюеться цими донорами, га с-они лровЦност!, дозволила спостер1гати в цих кристалах ряд но-вих для CdS фгзичних ефект1в - наявн1сть смуги спонтанного зонно-зоииого випром1кювання, яке рег1струсться при температурах аж до ¡пмнатно'!, а також наявнкть стимульованого зонно-зонного випром1ню-вання при олтичному (двохфотонному) збудхенн1. Особливо каиим с той факт, Ио на основ! таких кристал1в I.В.Крюковой в ИД1

- 18 -

0$В (м.Москва) вдалося створити лазер з поперечною накачкою елект-ронним пучком. Це - перший випадок одержання стимульованного випро-м1нювання при електронному збудяенн! легованих кристал/Лв сполук групи АгВе. Найкращ1 генерации! параметр« були одержан! на криста-лах з концентрате» хлору Ncj = 1.10см"4. При збудженн1 кристал1в пучком електрон1в з енерпею 50 кеВ i тривал1стю !мпульс1в ~ 100 не параметри лазера були такими: при Т = 80 К - довжина хвил1 гене-рацп ХГен= 496-497 нм, максимальна потужисть випромшювання Р ~ 200 Вт при густшп ст^руму j = 15 А/смг, ккд ъ 6-8%, порогова гус-тина струму накачки j ~ i к/сы1; при Т = 300 К - ккд * 4 %,

J р пор / О. „.

jno|>~ 3 к/си", Р « 60 Вт при j = 20 А/см . Пгдкреслимо, що, скануючи електронний пучок (д1аметром ~ 0,7 мм по piBim 1/2) вздовк резонатора i ф1ксуючи максимальну потуюисть генерацП Р на р1зних дглялках кристала, вдалося ще раз пЦтвердити високий стуШнь однор1днос.т1 кристал1в CdS:Cl: розкид значень Р в р1зних точках резонатора, виго-товленого з CdS:Cl, виявився на порядок величини меншим, His тод!, коли резонатор був виготовлений з нелегованого кристала. Можна э великою долею впевненост! стверджувати, що це пов'язано з меншм.м вм1стом включень кадоию в кристалах CdS:Cl пор1вняно з нелеговани-ки зразками.

Трет1й cnoci6 одержання кристал1в з низьким bmIctom включень ка-дмш, який ми не використовували, але мали для пор1вняльних досл1д-жень зразки, виготовлен1 цим методом, - це збагачення кристал1в cipKOK) безпосередньо в процес1 вирощування. Найкращий cnoci6 такого збагачення - введения в ростову ампулу кап1л-*яра, який з'еднаний з резервуаром, що м1стить cipKy i нагр1васться за допомогою окремого нагр1вача. Змшюючи його температуру, можна регулювати тиск пари ci-рки в газовому середовипп.

Запропонований ще наприк1ц1 60-х poKiB (див., наприклад, [VI]), цей метод був розвинутий, по cyTi, лише в останн1 роки завдяки роботам С.В.Маркова i В.О.Теплицького [VII]. Вони спромоглися встано-вити оптимальний надаарний тиск пари cipwi (~ 133 мм рт.ст.), при якому вирощуван1 монокристали мають найвищий ступ1нь досконалост1 кристал1чно1 структури (мШмальний пер1од гратки, низьку густину дислокащй, високу оптичну мщн1сть (11-13 МВт/см^')), а виготовлен1 на ix основ1 лазери з електронним збудженням - кайкращ1 геиерящйк! характеристики [VII]. Монокристали, одержан! цим способом, лвб'язно надав нам для BHMipiB В.О.Теплицький (HDI "Науковий центр", м.Москва).

Перейдено тепер до четвертого, розробленого нами принципов© нового методу одержання "безкластерких" монокристал!в. Цей метод

4x-GG7n - 17 -

с незвичайном по суп 1 дуже простим в реал1зацп. В зону вяпарову-вання вих1даого матер1ала додатково вводять деяку к1льк!сть хш!чна! речовини, яка: 1) мае набагато вищу температуру плавления, ши температура випаровування С<ЗБ при вирощуваша кристал1в (1450-1500 К); 2) при Ц1Й температур! не розкладаеться 1 не реагуе н1 з Сей, н1 з матер1алом ростово! ампули; 3) зв'язуе надлтковий кадшй, утвортчи з ним спйга х1м1чн1 сполуки. Зазначимо, що використан1 речовини бе-зпосередньо з кадм1ем не реагують, зате реагують з окисом кадм1ю, який е одним з основних продукт!в реаидй за участю кисню (див. вице), що. неконтрольовано прот!кають при вирощувашп кристала.

Основним критер1см ефективност! добавки була така ознака: крис-тали, що виросли при Н застосуванн!, повинн! бути високоомними ! однор1дними за свохми електричними та лкшнесцентними характеристиками.

Вдалося знайти так1 добавки, при використанн! яких одержуван1 кристали мали досить висок! питомий оп1р у темряв! (р = Ю?-Ю10 Ом.см) ! в!дношення /Рсв = Ю^-Ю6, де рсь - питомиЬ'оп1р, що вшлрювався при осв1тлюванн1 кристала б!лни евгтлои ~ 200 лк.

Наведемо основм характеристики кристал1в Сей, одержаних.на та-кий спос1б (дал1 ми будемо називати цей матер1ал "АЧЖЗ").

1. За допомогою мас-спектрометричного анал!за встановлено, що вм1ст домшок в кристалах А-Ссй не перевищуе вм1ст в!дпов1дних еле-мент1в у вихадяому СсЗЗ, тобто матер!ал добавки не легуе вирощуваний кристал.

2. Як показали вим1ри, проведен! за допомогою розробленого фотолкшнесцентного методу, в кристал! А-СсЮ к1льк1сть д!лянок по-верхн1 (площиною ~ 3 мм1), як! м1стять облает! з р!зною концентрацией в!льних електрон1в, е в 5-6 раз меншою, н1ж в "звичайних" кристалах Сей.

3. Сыуга фотолкшнесценци з 600 ям, яку зв'язуютъ з ви-проьцнювальною рекомбинац1ею за участю комплекс1в, що м1стять !оии м1жвузлового кадопю, в кристалах А-СсЙ або мае низьку !нтенсивн!сть пор1вняно з в!дпов1дною смугою в кристалах СсЭЙ, або зовс!м не реес-труеться.

4. У так званий облает! прозорост! величина поглинання в кристалах А-СсБ е нижчою, н1ж в СёЗ, що свЦчить про менший вм!ст в таких кристалах крупномаситабних порушень пер1одичного потенщалу гратки (включень, дислокац1й, пор, двШшпв, тощо). Кр!м того, спад поглинання в облает! урбах!вського краю в А~СсШ с б1льш р1з-ким, н!ж в С<ЗБ, що моина в!днести на рахунок меншого вм1сту в А-С<В

- 18 -

точкових дефектов та/або мепших механ!чних напружень.

5. Ми провели пор.хвняпня характеристик, зв'язанях i3 ступеней досконалост1 кристал1чнох структури, для найб1лып досконалих кристалле, одержаних з pi3Hix джерел: промислових монокристал1в CdS, що випускаються заводом "Елма" (м.Москва), кристал1в CdS:S, виро-щених при оптимальному тиску пари с!рки в НДТ "Науковий центр" , i в кристалах A-CdS. Виявилось, що густина дислокацхй, густи.ьа крупних (3-30 мкм) Еключень i мхкротверд1сть за Вшгерсом дор1вкюе, вх-дпов1дно, в промислових зразках - 2.104-1.10б см"А, 7.10^ см'й i 64 кГ/шг, в зразках CdS:S - 7.10^ см"г, 5,10^ см''2, 'i 63 кГ/нм'1, в кристалах A-CdS - 5.КГ-1.105, см"г, 10-100 см i 77-65 кГ/м>А Таким чином, ' в кристалах A-CdS густина дислокащй приблизно ка 1-2 порядка величини менша, н1ж в кращих i3 зраз'кхв,' одержаних з iHnmx джерел, вони м1стять приблизно в спльки же разхв менте крупних включень i мають б1лыиу м1кротверд1сть.

Однак найб1льш ц1кав1, на наш погляд, дан1 одержан! при доедавши оптично! м1цност1 монокристал1в A-CdS. Ïï величину охЦнювали по пороговШ густинх потужност1 Jnop оптичного руйнування мснокрис-тал1в. Величину Jnop ф1ксували по одночасним р1зким зм1нам оптичного пропускания i электропровЦносп кристала, як1 вхдс'увеються в той момент, коли величина густини потужностх падаючого на кристал ви-пром1нювання досягае порога його руйнування. Виявилось, що к'риста-ли, як1 вирощен1 "звичайними" методами, а також кристали п1сля в1д-палу в napi схрки, характеризуются величиною Jnop= 5-20 МВт/см. Оп-тична м1цн1сть "найкращих" монокристал1в CdS:S була приблизно в 1,5-2 раза вищою, що повн1стю в1дпов1дае результатам, . як1 приводились в лхтератург (див., наприклад, [VII]). Що до монокристал!в A-CdS, то на них одержано рекордно високу величину Jnop= 300-800 МВт/см , яка е пор1вняльною з величиною, що характеризуй ZnSe -■ оптично м1цний матер1ал, з якого, зокрема, виготовляють . в1кна для по-тужних С0А-лазер1в.

Враховуючи все те, що пов!домлялось про властивосп кристал1в A-CdS вище, ми приходимо до висновку, що цей (сам по co6i ун1каль-ний) результат не повинен викликати подив, оск1льки, зпдно з експе-риментальними даними [II], руйнування монокристал1в А^В6 оптичним випром1нюванням зв'язано з його поглиннням на прецшптатах i дисло-кацхях, яке кхнець к1нцем призводить до локального плавлення i випэ-ровування кристала.

Глава 3. Розробка метод1в одержання, характеристики i ■ практичне використання крупних монокристал1в халькогеншв цинку та ix твердих розчшпв

Основний результат досл1джень, що ввгйшли до 3-х глави дисерта-цп - розробка технолопчного методу вирощування з газово! фази мо-нокристал1в твердих розчшпв Zn^Cd^Se та Zn^Cdj^S , потр1бних для створення лазер1в з електронним збудженням,. що випромшюють в синьо-му спектральному д!апагсн1.

PaHime задача одержання шляхом "вхльного" росту крупних монокрис-тал1в сполук групи А*Вй була виршена лише для монокристал!в CdS та CáSKSei,K , hkí забезпечили можлив1сть створення дазерних электронно-променевих трубок (квантоскоп1в) з зеленим i червоним випромшюван-ням. Що ж до одержання цим методом крупних, однор1дних за складом монокристал1в твердих розчин1в халькогендав цинку-кадоию, лгл ыоака вважати безальтернативными матер1алами для створення квантоскоп1в з випром1нюванням синього кольору, то цю задачу протягом багатьох ро-kíb вир1шити не вдавалось. (Зауважимо, що пор1вняно невелик! за роз-MipoM кристали цих сполук навчилися вирощувати досить давно [VIII]). Трудноии в одержана монокристал1в шляхом "в1льного" росту (а сама цей метод 3Mir би забезпечини необх1дну високу як1сть кристал1в) по-яснюються насамперед тим, що значения тиску пари CdSe та ZnSe (а те-кож CdS та ZnS) при температур! вирощування крис.тал!в В1др1зняються б1льш н!ж в 20 раз!в. 3 uiei причини б!льш леткий компонент, вирощу-ваного кристала набагато !нтенсивн!ше, híiü другий компонент, уходить Í3 зони кристал i зацП через зазор,, що е невЦ'емним елементом "в1ль-ного" росту. Труднопи в одержанн! однорЦних монокристал1в халькогеншв цинку-кадоаю посилюються ix високими температурами росту, а також тим, що халькоген!ди кадм1>о i цинку при високих температурах кристал!зуються в гратки pi3Horo типу - вурцита i сфалерита, в1дпо-В1Дно. :•..■.

На першому eTani досл1джень було в1дпрацьовано технолог'гчну методику вирощування з газово1 фази об'емних (диаметром 25 мм) криста-л1в бонарних сполук ZnSe, ZnS та твердих розчиив ZnSxSe1.x . Особли-bíctio вирощування було використання розплаву олова як нагр!вального середовища (¿дея такого вирощування належить Б.М.Булаху гш). Показано, що це.створюе умови, що е найб1льш сприятливими для росту кристала.

у робот! приведен! дан! про характеристики одержаних монокриста-л!в. Кристали ZnSe мали структуру сфалерита, густина дислокац!й в них була порядка (1-5).10^ смЛШирина заборонено! гони при Т = 4,2 К

- 20 -

2,820 еВ Сгцо е ознакою "виссколклсних" куб1чних кристаглв); кристали характеризувались досить великим внутршим квантовим виходом ка-тодолкшнгсценцп (30 ± 10 % при Т = 77 К) 1 часом життя нер1вновая-них носПв струму т = 0,9 ± 0,2 не, яке близьке до значения 1-2 не, що було отримано ран!ше на найб^льш досконалих об'емнлх монокриста-лах сульф1ду 1 сульфоселен1ду кадм1в.

Одержан! параметри кристал!в 2пЗе визначилл можлив1сгь IX успш-ного використання для створення робочих елеменпв лазэрних елект-ронно-променевих трубок. Ця можлив1сть була реал1зована в лабпрато-рп А.С.Нас1бова в Ф1АН СРСР. При збудженнг" електронним пучком з енерпею 75 кеВ досягнуто лотужност! випромпювання 0,8 Вт при Т « = 80. К , що дозволило за допомогою проекщйно! опткчно! системи оде-ржати телев1з1йне зображення синього кольору яскрав1стю 10 кд/м2 на екранИплощею 1,5x2,0 мА. Разом з тим, довжина хв:ш генерацп (450 им при Т = 80 К) не в1дпов1дас оптимальному зеровому сприйманню синього кольору, що лежить у диапазон! поблизу 480 нм (до цього значения наближаеться довжина хвил1 генерацП 2пБе при к1мнат)пй температур!, однак потужн1сть генерацП при Т = 300 К була в дек1лька раз1в меншою, н1ж при 80 К). Саме з цих причин для виготовлення робочих елемент1в лазеров необхЦно використовувати тверд1 розчини з мениею, пор1вняно з гпБе, шириною заборонено! 'зони.

Перейдемо тепер до Це! вирощування кристал^в таких сполук. Ви-користовуючи гпБе як "модельний" матер1ал, ми встановили, яка з ста-д1й процесу вирощування (випаровування вих1дного матер!ала, дифуз1я пари !з зони випаровування або конденсац1я на поверхн! кристала) с л1м1туючою у модиф1кацП методу "виьного" росту, щобикористовував-ся. 3 ц1ею метою експериментально отриман1 залежност! швидкосп росту в1д тиску !нертного газу в зон1 росту пор1внювали з результатами в1дпов1дних залежностей, розрахованих нами зпдно з методикою М.Тоя-ыи [X]. Результата такого пор!вняння свЦчать про те, що л1м1туючою стад1ею процесу росту е дифуз1я пари. Цей висновок ¡пяк не можна вважати очевидним, особливо якцоврахувати одержан! дан! [XI] про те, що у тому випадку, коли масопереноо направлений протилежно до сили земного тяж1ння (а саме цей випадок реал!зуеться в начюму метод! вирощування), внесок конвективно! складово! . в загальний масоперенос зростае 1 нав1ть може стати дом!нуючим.

Грунтуючись на висновку про визначальну роль процесу дифу-зи, ми запропонували новий метод вирощування кристалгв твердих роз-чшив, що складаються з компоненте, значения тиску пари яких при температур! вирощування кристал1в значно в!др1зняються Ы1:« собою (таких, як гПцСй^хБе та Б). Головна !дея ще! методики по-

* - 21 -

лягае в тому, щоб обмежити дифузШий попк б1льш летко1 речсвини (сазе або CdS), користуючись тим, що к1льк1сть молей речовини, яка перем1щуеться у газовому середовиац шляхом дифузп, е пропорц1йно» до перер1зу дифуз1йного потоку.

За допомогсю ц1с1 методики з газово! фази були одержан! криста-ли твердих розчинхв гп^^Бе в усьому д1апазон1 1х !снування (О ч< < х < 1) (всього - кристали з 18 р1зними сгпвв^ношениями молярних долей компоненпв), а також кристали гп^Са^Б (О ч< х « 0,2 ). Кристали мали д1вметр до 42 мм. Кр1к традищйних злипа в з круглим пе-рер1зом, були одержан! кристали з прямокутним перер1зом 24x32 мма, тобто.з сп1вв1дношенням сторон 3:4, яке повторюе в1дпов1дне апввЦ-ношення для розм1р1в стандартних телев1з1йних екран1в. Встановлено оптимально. температурн1 умови росту кристал1в р1зного складу.

Дал1 в дисертацИ приведен! результата досл1джень, спрямовних, зокрема, на те, щоб встановити, чи можливо за допомогою розвинуто! технологично! методики одержувати кристали з параметрами, до в1дпо-в1дають вимогам квантово! електрон1ки. Кр1м того, оскгльки ран1ше крупн1, досить досконал1 монскристали твердих розчшпв Бе

не вирощувались, то не було моялиеосп остаточно встановити ряд фун-даментальних ф1зичних параметр1в цього матер1алу.

0сков1и результата цих дослхджень так1.

1. За даними рентгенофазового аналсзу (що були п!дтверджен1 при вивченн1 фононних спектр!в) встановлено, що монокристали твердих ро-зчин1в гп^^Бе мають структуру сфалериту при 1 >/х > 0,6 та структуру вурциту - при 0,5 >, к >/ 0; в перех1дн1й облает годночасно присутнг обидв1 фази. Щ дан! дозволили усунути розб1жност1 м1ж значениями меж 1снування двох структур, що приводилися в л1тератур1 ра-нше. ' ...

2. Одержан! зпдно з розробленою технолопею кристали характеризуются достатньо високим ступенем структурно! досконалосп та одно-радност! х!м1чного складу. Перше з цих положень п1дтверджено: 1) ч1-тгпстю рефлекс 1 в на дифрактограмах монокристал!в; 2) наявистю в них процес1в резонансного комб!нац!йного розс1яння до 7-го I 4-го поряд-к1в при збуджещи в облает! власного поглинання та в облает! прозо-рост1 поблизу краю власного поглинання, в!дпов1дно.Ран!ше в мо-нокристалах твердих розчшпв сполук групи А^В6 цього н1хто не спос-тер1гав: процеси резонансного комбзнащйного розс!яння в них обмежу-вались лише четвертим порядком. Однор!дн1сть х!м1чного складу п!д-твердаено: 1) однаковими значениями (в мэках похибок експерименту) параметров еяеие ¡парно! ком!ркк та ьикротвердост! на р1зних диянк&х кручггалов; 2) V -.лам зеувок исдотапмк тнимума спектр1в отичяогл

в1дбиття, як1 вим1рювались в р1зних точках кристала. Величина цього зсуву вЦповдала тому, що ступ1нь неоднорЦности складу кристал1в не перевищував 1 мол. %. Таке же значения було одержано 1 при досл1д-женнях, проведених за допомогою !нших метод!в.

Завдяки наявност! однор1дних 1 досить досконалих монокриста-л1в селен1ду цинку-кадм1ю у всьому д1апазон1 !х !снування вдалося за допомогою досл1джень екситонних спектр1в в1дбиття встановити залеж-ностх ширини заборонено! зони в1д складу кристалгв гз структурами сфалериту та вурциту.

Використання вирощених монокристалл! в гпхС<3^х Эе як робочих еле-менпв лазер1в з накачкою електронним пучком, що було здЫснено в Ф1АН СРСР та в НВО "Платан" (м.Фряз1но),' дозволило:

1) вперше одержати лазерне випром1ювання з довжиною хвшп, що с оптимальною для зорового сприймання синьогого кольору 480 нм), причому з досить високою потужн1стю генерацИ 1,5 Вт);

2) вперше одержати на основ1 однт нап1впров1дниково1 системи (гпБе-Ссйе) випром1нювання ус1х трьох кольор1в (червоного, зеленого та синього), що складають основу кольорового телев1з1йного зобра-ження в проекщйних телев1з1йних пристроях.

Показано, що параметри лазерних мшеней, виготоЕлених з вироще-ного нами матер1алу (ефективний показник заломлкшання, однор1дн1сть випром1нювання по площшп екрана) не поступаються перед в1дпов1дними параметрами, яких було досягнуто на твердих родчинах CdSxSe1.x , тоб-то на сполуках з найб1льш розвинутою технолопею 1х одержання.

Дал1 в робоп стисло описан1 результати досл1джень по одержанню однор1дних монокристал1в гп^^Б. Показано, що за допомогою розви-нутого методу можна одержувати крупн1 монокристали цього матер1алу, вм1ст цинку в яких зм1нюеться вздовж висоти та метра злитка не б1льш н1ж на ± 0,3 1 1,0-1,5 мол. %, в1дпов1дно.

В заключному параграф! 3-1 глави описан1 результати, що стосу-ються ще одн1с1 област1 застосування твердих розчшив на основ! ха-лькоген1д1в цинку 1 кадмш, а саме, створенню дифуз1йних планарних хвилевод1в у монокристалах гпЭ и CdS. Так1 хвилеводи вяготовляли шляхом формування в приповерхнев1й област1 цих монокристал1в шар1в гпБ^Зе^та СсЗЗ^е^ , в1дпов1дно. Розроблено технолог1чну методику одержання таких шар1в. Виготовлен1 в результат! використання цт методики хвилеводи на основ! гпБ мали загасання порядка 3 дБ/см, а в пром1жках мая неоднор1дностями, що притаманн1 досл!дженим монокрис-талам, - до 1 дБ/см. Так1 хвилеводи були використан! для створення макетних зразюв монолиних 1нтегрально-оптичних приймальних модуле

прямого детектування, як1 включали в себе м1кроканальний хвилевод, дифракщйний елемент вводу (на рупор!) та фотодетектор, виготовлен1 на одн1й монокристал1чн1й п1дкладинць

Глава 4. Розробка 1 досл1дження 1нжекц1них нап1впров1дникових випром1нювачгв 1з свтнням в видим1й област1 спектру та детектор1в ультраф1олетового випром1нювання

На початку глави викладен1 результата по реал1зацп запропонова-но1 ран1ше 1де1 створення так звашп нап1вбар'срно1 електролкшнес-центно1 МДН-структури, в як1й шар д1електрика пЦбирасться з такими значениями спор1дненост! з електроном 1 ширини заборонено! зонк, щоб енергетичний бар'ер на меж! >пж нап1впров1дником 1 д1електрикои утворювався лише для основних носПв 1 перешкоджав 1хн1Й екстракцИ з нап1впров1дника, а 1нжектован1 в д1електрик з металу неосновн1 (для нап1впров1дника) носи могли 1нжектуватися далГ в напхвпров1д-ник, проходячи через д1електрик у вигляд1 струму, що обмежений прос-торовим зарядом (СОПЗ).

Так! випром1нювач! створен! нами вперше. Це були структур:: Р1-Ьа 0 -СсйЧп 1 Р1-Ьа 0 -гпЗе-1п, як! вшцхтнювали видиме свтн-ня (в облает! 510-700 нм для CdS) при прямому змщенн1 13 ^ 10 В (позитивний потенщал на Р1-електрод1). Яскрав1сть випркшнавання була пропорц1йною до струму, що пропкав через структуру. Св1т1ннл спостерггали як при К1мнапцй, так 1 при нижчих температурах (при Т = 80 К яскрав1сть була в~10 раз1в б1льшою,"■ни при 300 К).

Приведен! експерименталыи докази того, що в таких структурах через шар д1електрика д1йсно пропкае СОПЗ (притаманна СОПЗ'у форма вольт-амперних характеристик (ВАХ), спалаховий характер релаксац1! прямого струму п1сля зб1льшення прикладено! напруги, тощо). Побудовано можлив1 зоши енергетичн! д1аграми досл1джених МДН-структур.

Найбхльш щкав1 результата, що викладенг в дан1й глав1, пов'яза-н1 Дз створенням та досл1дженням 1нжекц1них електролкшнесцентних гетероструктур на основ! низькоомних (р = 1—10 Ом.см) монокристал1в

Обов'язковим етапом таких досл1джень було створення низькоомних ("ом1чних") контакт1в до цього матер1алу. Ця задача с достатньо складною в зв'язку з можливою низькою електронною спор!днен1стю ни-зькоомного гпБ, внаслЦок чого нав1ть матертали з пор1вняно невеликою роботою виходу (наприклад, 1п) утворюэть з ним високоомн1 контакта . .

Розроблено достатньо просту i вЦтворювану технологию одержання ом1чних контакт1в до низькоомного ZnS, яка заснована на впалюванш певних метал1чних сплав!в. Одержана на такий cnoci6 величина литомо-го контактного опору (0,1-0,5 Ом.см2'), е, мабуть, найнижчою з тих, цо вдавалося досягти для цього матер1яла. Показано, що труднолц створення ом1чних контакт1в до низькоомного ZnS обумозлен1, окр1м можливо! низько! електронно! спор1дненост! цього матер1ала, наявн1с-тю на його поверхн1 акцепторних piBHiB (обумовлених, очевидно, влас-ними дефектами структури), що заповнюються електронени при прот1кан-Hi прямого струму. Зниження контактного опору п!д час'формування низькоомного контакту в1дбувасться в результат! виникнешш на поверхн1 ZnS донорних центр1в, позитибний заряд'яких нейтрал1зуе негативний заряд акцептрор1в i призводить до зниження контактного опору. Повн1-стю усунути такий бар'ер не вдасться навхть у контактах, в яких кон-тактний питомий onip мае найменше з досягнутих значень, i носН струму переборюють цей бар'ер шляхом тунелювання.

Контактами, що хнжектують в низькоомний ZnS нессновн1 Hocil (д1-рки), були шари р1зних метал1в (Au, Pt, Си, In, Мп, тощо), еле най-кращ! параметри одержан! при використанн1 контакпв з золота. Ство-peni лабораторн! зразки- св1тлод!од!в Au-ZnS при прямому змдщенн! (позцданий потенциал на метал1) випром1нювали при робоч!й напруз1 2,5-5,0 В стаб1льне блакитне св1т1ння з яскрав1стю 30-100 кд/м4 (Хтох= 470-480 нм) при струм! 10-50 мА. Зовн!ишй квантовий вих!д електролкшнесценцп дор1втовав 10"^- 10"5 фотон/електрон, iKepqifi-HicTb - не б1льш за 100 нм, д!апазон робочих температур - в1д -100 до +80°С.

$i3H4Hi характеристики таких св!тлод!од1в мали щлу низку особ-ливостей, серед яких найб1льш значними були так1:

1. Електролкшнесцетця св!тлод!од1в виникае при. прнкладати по-рогово! напруги U^p« 1,8 В, так що виконуеться стввхднсшення eU < 2,6-2,7 еВ), де hvmax- величина кванту, що в!длов1-дае максимуму смуги випром!нювання). Це спхввЦношення (поруч з iH-шими експериментальними даними) не узгоджуеться з термоемхс!Йним ме-хан1змом збудження електролкшнесценцй.

2. Характеристики електролкшнесценцП е типовими для тунельно-го механизму проходження Hoci'iB через потенцхальний бар'ер, а саме: яскрав1сть свтння В залекить р1д прямого зм1щення U як В ~ exp pU, де р не залежиь В1Д температури (Т = 100-300 К).

3. При U^ 1,5 В прямлй струм i залежить вхд U експоненщально: i » i exp all, де а - 10-12 В"1 i не залежить вгд температури. При

U = 1,5-1,7 В зростання i з ростом U спов1льнюеться, лричому а св1т-лод!одах з пороняно яскравим свтнням (! пльки в ним) при

- 25 -

и > 1,8 В спостер1гаеться друга експонешцальна д1лянка ВАХ з а = = 15-20 В"1 при Т = 100-300 К. Таким чином, обидв1 експоненщальн! д1лянки ВАХ носять тунельно-рекомб1нац1йний характер.

4. В усьому досл1дженому д1апазон1 значень и 1 Т яскрав1сть росте з напругою надлШйно: В ~ I1'5 . При цьому б1льш яскраве св1-т1нкя спостер1гаетьсяна тому зразку, через який при и = сопз1 прот1-кае б1льший прямий струм.

5. Основн1 характеристики св1тлод1од1в залишаються як1сно незм1н-ними, якщо зам1киги метал!чний 1нжектуючий контакт на деяк! розчини елекрол1т1в.

: Приведен! вище експериментальн1 результати, так само як 1 в1дсу-тн1сть свтння в св1тлод1одах, характеристики яких наближаються до характеристик Цеальних д1од1в Шотткг (цей факт був описаний в л!те-ратурП Бдаеться пояснити в рамках запропоновано! нами модел1 Оже-рекомо1нацп за участю центр1в на п1дконтактн1й поверхн1 нап1впров1-дника. (Зауважимо, що вперше механ1зм Оже-рекомбинацп через р1вн1 в заборонен1й зон! був розвинутий М.К.Шейнкманом [XI]).

Сутнють наио! моде л 1 полягае в тому, що при прикладашп прямого змщення на тдконтактмй поверхн1 натвпровЦника в1дбуваеться реко-ыбгнащя електрон1в, як1 тунелшть з об'сму напхвпровадника через ОПЗ до його поверхн!, 1 д1рок, що надходять до ц1е! ж поверхн1 з боку позитивного контакту (вважаеться, що д1рки надходять на р1вн1, як1 знаходяться не нижче, н1ж.р1веНь Ферм1 в металО. Енерг1я, яка вид1ляеться при 0же-рекомб1наци, передаеться електрону, що знахо-диться в валентной зон1, 1 переводить його на деякий р1вень на П1д-К0нтактн:й поверхн1. Як результат, в валентн1й зон1 з'являеться д1р-ка. Так1 "гаряч1" д1рки дифундують в об'ем нап!впров1дника 1 там ви-промииовально рекомб1нують з р1вноважними електронами через в1дпов1-Д1П центри свтння. /

Легко показати, що в рамках ще! модел1 для мтмального значения ипср буде виконуватись сп1вв1дношення:

ипор= Е§/2е - Е{/е Е3/2е, (2)

де Е^ и Е ^ - ширина заборонено! зонинатвпровддника 1 глибина р1вня $ерм1, в1дпов1дно. Сп1вв1дношення; (2) д1йсно виконуеться експеримен-тально.

Один з важливих висновк1в, зроблених на шдстав1 проведених дос-л1джень, стосуеться характеру впливу матер1алу1нжектуючого контакту на яскрав1сть свтння св1тлод1од1в. Показано, що властивоспсв^ло-дкдав (наявн1сь двох експоненщальних дглянок в ВАХ "яскравих" сь!тлод1од1в таЛн.) вдаеться пояснити, якщо вважати, що на поверхн1

знаходяться деяк! р1вн1, що запоЕнюються електронами при прот!-

- 26 -

канн1 прямого струму. Це заповнення перешкоджас спрямлению потешд-ального бар'ера на границ! метал-ИпЗ при зб1льшенн1 прямоте гшцення 1, таким чином, зростанню прямого струму. Чим вища густина таких р1-вн1в, тим нижча яскрав1сть св1тлод1оду.

Щоб зменшити вплив на цю яскрав1сть р1вн1в на п1дконтактн1й поверх^ 2пЗ, на утворення яких, очевидно, перш за все впливае матер1-ал випрямляючого контакту, ми створили МДН-структури на осноз1 2пЗ, товщина шару дгелектрика в яких становила в1д 20 до 1,4.10* нм.Най-б1льш "вдалими" з них виявилися желатин, пол1стирол, елементоорга-н1чн1 сполуки з ряду пол1фен1лсимескв1океану, а також'310.

Знайдено, що в досл1джува-'Них МДН-структурах збер1гаються основ-н1 особливост1 МН-св1тлод1од1в, а саме," наявн1сть порогоЕо! напруги "засв1чування" св1тлод1оду при ипор « 1,8 В, а також тунельний характер електролкшнесценцИ 1 струму.

Принципова в1дм1нн1сть розроблених МДН-структур, що в1др1зняг 1х в1д ус1х ранше створених структур такого типу, - це те, що ми спро-моглися знайти так1 д1електричн1 шари (а також умови 1х нанесення), введения яких до складу структури призводило до росту яскравосп евтння не тальки при незм1нному струм1 (це вже було зроблено в к1лькох лаборатор1ях), але й при незм1нному значенн1 прямого зм1-щення, яке прикладене до св1тлод1оду.

Другою в1дм1тною рисою було те, що в областг и > ипор п1сля нанесення шару д1електрика спостер1галося також 1 зростання прямого струму, тобто при однаковому зм1щенн1 струм, що тече через МДН-д1од, перевищуе струм, що тече через МН-д1од (звичайно, обидв1 структури виготовлен1 на одному монокристал1 2пЭ).

Показано, що зб1льшення струму, що спостер1гасться п1сля введения шару д1електрика, викликано або зменшенням концентрацй "пшдли-вих" поверхневих центр1в, про як1 вже йшла мова, або утворенням на поверхн1 нап1впров1дника м1лких компенсуючих р1вн1в; Зробивши вим^ри на спец1ально виготовлених структурах, ми одержали ВАХ прошарку, який знаходиться м1ж металом та нап1впров1дником, 1 виявили, що Ц1 ВАХ зб1гаються для р1зних МП-св1тлод1од1в, незалежно вЦ-природа 1 товщини даелектричного шару. Це означав, що б1льша частина напруги, яка прикладена до структури, падае не на д1електричному шар1, а на деякому пром1жку ("зазор1") мгж д1електриком 1 поверхнею 2пЗ, 1 величина цього пад1ння визначаеься р1внями на п1дконтактн1й поверхн! гпЭ. Пор1внявши ВАХ зазору в МДН- 1 МН-св1тлод1одах, ми довели, що введения даелектрика призводить, к1нець к1нцем, до зменпэння густини поверхневих центр1в, ргвн1 яких знаходяться у верхней половин! забо-

роненоо зони на гпдконтакттй поверхн1 нап1впроводника. Можна пока-зати, що так1 р1вн1 мають акцепторну природу 1, можливо, утворюють-ся в результат! впливу металевого електроду на поверхнево властивос-т1 нап1впров1дника (такий вплив може, наприклад, полягати в екстрак-цП агсм1в цинку).

Зазначимо, що питомкй опор "д1електричних" шар1в в досл1даенкх МДП-структурах не перевищував 50 кОм.см, що було зв'язано з умовами IX нанесения. Проведен! досл!дження механ1зму пропкання струму через такий шар показали, що одержан! залекноет! яскравост1 випромлнв-вання в1д температури, товщини шару та матер1алу З-нжектуючого контакту можна пояснити, якщо ввакати, що основним механ1змом прот1кання д!ркового струму через д1електричний шар е тунелювання по домшковкм центрам, як1 утворилися в "Д1електрику" в процес1 виготовлення стру-ктури. Що ж до електронноо компоненти струму, то такий струм проп-кас через "доелектрик" по зон: пров1дност1.

Дал1 в робот1 приводиться 1 анал1зуються основн1 характеристики розроблених св1тловипроманювальних структур електролхт-ИпБ. Показано, що найб1льш яскраве, Стаб1льне свтнняможна одержати при використанн! розчин1в, що м1стять кат1онну групу , наприклад, КН^ОН та НН^С1. ¡Мдолтимо лике дв! важлив! риси таких структур: 1) Центнчн1сть основних ох електричних та електролюм!несцентних характеристик Ц, певно, механ1зму збудження лкшнесценцШ з в1дпов1-дними характеристиками твердот1льних гп&-св1тлод1од1в; 2) б1льшкй (приблизно на порядок величини) зовнонтй квантовий вих1д електролю-мшесценцП пор1вняно з кращими твердотольними випром1нювачами.

На закочення 4-1 глави приведен? результата досл!джень по ство-ренню детекторов ультрафиолетового вилромонювання на основ! контак-т1в низькоомногб гпБ !з шарами метал1в (головним чином та роз-робщ (вперше) детектор1в на основ! контактов гпБ з розчинами елект-ролтв. При робоп в режим! короткого замикання такг детектори мали досить вузьку (з нап1вшириною ~ 15 нм) смугу спектрально! чут-ливост1 з максимумом приблизно при 340 нм. Величина ере холостого ходу в твердоельних структурах та структурах гп&-електрол1т дор1в-нювала, в!дп0в1дн0, 0,9 11,9 В, а виявляюча здатн1сть досягала ~ 10 ^ Вт"1 Гц1''1. В результат! вивчення характеристик детектор! в в них знайдено ряд ефект1в Шдсутносгь насичення залежност! ере холостого ходу вод освотленост!, зростання диференщйно! емност1 '1 елек-тропровЦност! при зб!льшешп освтеносто, зростання фоточутливост! при збтшети зворотнього змщення, ■ наявность ефекту тдеилення при великих прямих змщеннях), як1 вдалося пояснити, анал1зуючи можлие! процеси захоплення та збудгекня носНв за участю р!вн1в, як1 роэт?-' 23

noBasi в заборонегпй 3oni на п1дконтактн).й поверхн1 сульф1ду цинку.

ДОДАТОК до дисертацП метить 4 акти. У двох з них щдтверджуе-ться, що при використанн! вирощених автором кристал1в твердих рсзчи-HiB селениду цинку-кадм1ю в Ф1АН СРСР (в 1982 p.) i в НВО "Платан" (в 1984 р.) вперве вдалося створнти активн! елементи лазерних елект-ронно-промене/вих трубок з випротнюванням в оптимально для горо-вого сприймання частин1 синьо! облает! спектру; тим самим було в1д-крито можлив1сть i доведено доц1льн1сть використання кристал1в, створюваних зг1дно з розробленим технологачним методом, для вигото-влення лазерних екран1в для проекщйного кольорового телебачення. Двома актами, датованими 1988 роком, п!дтверджуеться використання ifle'i, що е основою цього технолог1чного методу, в двох устацовах електронно! промисловост! (м.Москва) для вирощування кристал1в Zn^Cdj^S (при О 4X4 0,2) д1аметром 50 мм, що використовуються в квантоскопах з сшпм кольором випром!нювання; вЦзначаеться водсут-Hicrb альтернативных ршень у в1тчизнян1й та cBiroBift практищ.

В И С Н О В К И

0сновн1 висновки дисертацП, по cyri, вже були приведен! вище в розд1лах "Наукова новизна роботи", "Практична Ц1нн1сть робота" та "Положения, що виносяться на захист". Це дозволяе сформулювати ix тут лише у загальному вигляд1. Отже, ochobhI результата роботи так1:

1. З'ясування механ1зм1в утворення дефект1в у кристалах халько-ген1д1в кадм1ю (на приклад! CdS) за реальних умов ix сдержанная; об-грунтування модел1 утворення асоц1ат1в кадм1ю, встановлення ix пара-метр1в i характеру впливу на ф1зичн1 властивост1 кристал1в.

2. "Язичне обгрунтування i розробка комплексу метод!в одержання крупних монокристал1в широкозонних сполук групи А^В5 з унткалыими фгзичними властивостями, як1 зараз використовуються або призначен1 до використання в приладах квантово! електрон1ки. Серед таких кристалле, зокрема, - однор1дн1 за cboim складом, структурно' досконал1 кристали твердих розчин1в, що складаються з компонент!в, значения тиску пари яких при температур! вирощування кристал!в значно В1др1з-няються Mist собою, та монокрвдали сульф!ду кадмш з високою оптичною

MiUHiCTO.

3. Розробка на основ! широкозонних сполук групи А^В6' нових in-жекц!йних джерел видимого випром!нювання i детектор1в ультраф1олето-вого випром1нювання; встановлення MexaHisMiB ф1зичних процес1в, що обумовлюють ix д!ю i параметри.

СПИСОК РОБ1Т ПО TEMI ДИСЕРТАЦН (позначною * в1дшчен1 робоги, що цитован1 в оглядових розд1лах)

1. Булах Б.М., Пекарь Г.С. Влияние термообработки на фотоэлектрические параметры монокристаллов CdS // Изв. АН СССР. сер. Неорган, материалы. - 1970. - Т. 6, № 3. - С. 553-555. '

2. Bulakh В.М., Pekar G.S. Heat Treatment of CdS Large Single Crystals under Controlled Conditions // Kristall u. Tecnnik. - 1970.

- H. 5, В. 1. - S. H15-K17.

3*.Bulakh B.M., Pekar G.S. Single Crystal Formation in Boule CdS Crystal Growth from the Vapour Phase // J. Cryst. Growth. - 1970.

- Vol. 7, N 4. - P. 375-376.

4*.Bulakh B.M., Pekar G.S. Gaseous Control of Vapour Concentration in Crystal Synthesis from the Vapour Phase // Kristall u. Technik.

- 1971. - B. 6, H. 1, S. .59-64.

5. Корсунская H.E., Кролевец H.M., Маркевич И.В., Пекарь Г.С., Шейнкман. Фотохимические реакции в монокристаллах CdS, легированных медью // Физические процессы в кристаллах с дефектами. - Киев: ИФ АН УССР, 1972. - С. 15-24.

6*.Bulakh В.М., Pekar G.S. The CdS Crystal Synthesis from Vapours of the Component Elements // J. Cryst. Growth. - 1971. - Vol. 8, N 1..

- P. 99-103.

7*.Bulakh B.M., Pekar G.S., Trofimov V.I. Dynamic Crystallization of II—VI Compounds from Vapours of the Component Elements //Kristall u. Technik. - 1971. - B. 6, H. 4. - 5. 481-490.

8*.Bulakh B.M., Pekar G.S-., Trofimov V.I. Dynamic Crystallization of , ;11—VI Compounds with a Gaseous Control of Vapour Concentration // Kristall u. Technik. - 1971. - B. 6, H. 5. - S. 623-629.

9. Ермолович И.Б., Матвиевская Г.И., Пекарь Г.С., Шейнкман М.К. Люминесценция CdS-монокристаллов, легированных различными донорами

2 6

и акцепторами // Проблемы физики соединений А В . Вильнюс, 1972.Т. 2. - С. 76-80.

10*.Bulakh'В.М., Pekar G.S., Handros L.I. Effect of Growth Conditions on Formation and Properties of CdS Single Crystals at Dynamic Sublimation // Kristall u. Technik. - 1972. - B. 7, H. 12. -S. 1309-1317.

И. Лукьянчикова Н.Б., Пекарь Г.С., Хоанг Ми Шинь, Шейнкман М.К. Обнаружение электролюминесценции в гетероструктуре с изолятором, через который протекает ток, ограниченный объемным зарядом //. Письма в.ЖЭТФ. - 1973. - Т. 17, в. 6. - С. 309-312.

12. Когюунская Н.Е., Кролевец Н.М., Маркевич И.В., Пекарь Г.С., Шейнкман" М.К. Фотохимические реакции в монокристаллах CdS, легированных «ед.в // «П. - 1973. - Т. 7, (5 2, -*С. 275-279.

13. Ермолович И.Б., Матвиевская Г.И., Пекарь Г.С., Шейнкман М.К. Jîîo-минесценция монокристаллов CdS, легированных раэичными донорами и акцепторами // Укр. физ. Я. - 1973. - Т. 18, № 5. - С. 732-741.

14. Моин М.Д., Пекарь Г.С., Сальков Е.А. Высокотемпературная зеленая люминесценция монокристаллов CdS, сильно легированных хлором // ФТП. - 1974. - Т. 8, № 1. - С. 202-204.

15. Пекарь Г.С., Лукьянчикова Н.Б., Хоанг Ми Шинь, Шейнкман М.К. Ин-

жекционные светодиоды с голубым и зеленым свечением на оснозе низкоомного ZnS // Письма ШЭТФ. - 1974. - Т. 19, в. 8. - С. 513516.

16. Handros L.I., Pekar G.S., Sheinknan M.K., Shtrun E.L. Effect of Component Vapour Pressure on Electron Concentration and Mobility in CdS Single Crystals // Phys. stat. solidi. - 1974. - Vol. 24, N 2. - P. K167-K171.

17. Лукьянчикова H.Б., Пекарь Г.С., Хоанг Ми Шинь, Шейнкман М.К.

Исследование ТОПЗ в диэлектриках с малой внеиней работой выхода и новые возможности его практического использования // Проблемы диэлектрической электроники . - Ташкент: ФАН, 1974. - С. 241-246.

18. Моин М.Д., Пекарь Г.С., Сальков Е.А., Хвостов В.А. Стимулированное зонно-зонное излучение монокристаллов CdS, сильно легированных хлором // ФТП. - 1975. - Т. 9, № 2. - С. $36-338.

19. Пекарь Г.С., Хандрос Л.И., Штрум Е.Л. Устройство для высокотемпературных исследований концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниках // ПТЭ. - 1975. - № 2. - С. 221-222.

20. Городецкий И.Я., Пекарь Г.С., Федоров А.И., Шейнкман М.К. Особен-нбсти процессов рекомбинации в монокристаллах CdS, сильно легированных индием /ЛИП. - 1975. - Т. 9, № 5. - С. 986-988.

21. Лепсверидзе Д.С., Маркевич И.В., Пекарь Г.С., Шейнкман М.К. Механизм ударного эффекта (механически стимулированной люминесценции) в кристаллах CdS(Na), обладающих остаточной проводимостью // Укр. физГ ж. - 1975. - Т. 20, № 5. - С. 863-864.

22. Ризаханов М.А., Гасанбеков Г.М., Хамидов М.М., Габибов Ф.С.., Пекарь Г.С. Об одной разновидности остаточной проводимости в полупроводниках типа CdS // ФТП. - 1975. - Т.9., № 9. - С. 1837-1839.

23. Лепсверидзе Д.С., Маркевич И.В., Пекарь Г.С., Шейнкман М.К. Механически стимулированная люминесценция и низковольтная электролюминесценция в кристаллах CdS:Na, обладающих остаточной проводимостью // Письма в 1ПФ. - 1975. - Т. 1, в. 20.- - С. 926-930.

24. Lukyanchikova N.B., Pekar G.S., Tkachenko N.N., Hoang Ml Shin,

Sheinkman M.K. Physical Processes in Forward-Biased ZnS Schottky Diodes Exhibiting Effective Electroluminescence // 5th European Solid State Device Research Conf. Program & Abstracts. - France, Grenoble, 1975. - P. 144-146.

25. Пекарь Г.С., Хандрос Л.И., Шейнкман М.К., Штрум Е.Л. Омические

2 6

контакты к полупроводникам типа А В для широкой области температуры// ПТЭ. - 1975. - К б. - С. 238-239.

26. Khandros L.I., Pekar G.S.. Sheinkman М.К..Shtrum E.L. High-Temperature Investigations of CdS Single Crystals. I. Electron Concentration, Cd Solubility and Charge of Intrinsic Defects // Phys. stat. solidi (a). - 1976. - Vol. 33, N 2. - P. 765-771.

27. Ризаханов M.A., Габибов Ф.С., Кажлаев M.A., Ахмедов А.Г., Пекарь Г.С. Спектры индуцированной примесной фотопроводимости в кристаллах CdS<Ag> // ФТП. - 1976. - Т. 10, ГЗ. - С. 582-584.

28. Khandros L.I., Pekar G.S.. Sheinkman М.К., Shtrum E.L. High-Temperature Investigations of CdS Single Crystals. II. Electron Mobility and Scattering Mechanism //Phys. stat.solidi (a). - 1976.

- Vol. 34, N 1. - P. 397-403.

29. Братусь В.Я., Зарицкий И.М., Кончиц A.A., Пекарь Т.С., Шанина Б.Д.

2+ ,,

Спин-решеточная релаксация CdS:Mn // ФТТ. - 1976. - Т. 18, № 8.

- С. 2311-2318.

30. Одулов С.Г., Салькова ЕЛ., Суховерхова Л.Г., Кролевец Н.М., Пекарь Г.С., Шейнкман М.К. Динамические голограммы в кристаллах сульфида кадмия, легированных медью // Укр. физ. к. - 1976. - Т. 21, № ¡О. - С. 17&0-1724.

31. Lukyanchikova N.В., Pekar G.S., Tkachenko N.N., Hoang Mi Shin, Sheinkman M.К. Injection Electroluminescence in Forward-Biased ZnS Metal-Semiconductor Diodes // Phys. status solidi (a). -1977. - Vol. 41, N. 1. - P. 299-305.

32. Lukyanchikova N.B., Pekar G.S., Tkachenko N.N., Hoang Mi Shin, • Sheinkman M.K. Ohmic Contacts to Low-Resistivity ZnS: Preparation, Noise Properties and Nature of.Contact Resistance // SolidState Electron. - 1977. - Vol. 20, N 11. - P. 879-882.

33. Korneichuk V.A., Mitrofanova T.I.-', Mozol P.E., Pekar G.S. Photoconductivity of CdS: Cu under Ruby Laser Excitation// Phys. stat. solidi. -1978. - Vol. 86, N 2. - P. K155-K158.

34. Бобыль А.В., Ермолович И.Б., Пекарь Г.С., Шейнкман М.К. Влияние никеля на электрические, фотоэлектрические и люминесцентные свойства сульфида кадмия // ШС. - 1978. - Т. 28, № 6. -С. 1003-1008.

35. Bobyl А.V., Pekar G.S., Sheinkman М.К. Dark Conductivity and Photoconductivity of Nickel-Doped CdS Single Crystals // Phys. stat. solidi (a). - 1978. - Vol. 48, N. 1. - P. 249-256. V .

36. Одулов С.Г..Салькова Е.Н., Суховерхова Л.Г., Кролевец Н.М., Пекарь Г.С., шейнкман М.К. Динамические голограммы в кристаллах сульфида, кадмия //Фундаментальные основы оптической памяти и среды. - Киев: Вшца школа, 1978. - С. 45-53.

37. Братусь В.Я., Вихнин B.C., Зарицкий И.М., Пекарь Г.С., Шанина Б.Д.

О температурной зависимости спин-решеточной релаксации С(33: Мп // ФТГ. - 1978. - Т. 20, №7. - С. 2066-2069.

38. Братусь В.Я., Зарицкий И.М., Пекарь Г.С., Шанина Б.Д. Об угловой

2+

зависимости спин-решеточной релаксации С<ЗЭ:Мп // ФТТ. - 1978,Т. 20, в.10. -С. 3140-3142.

39. Братусь В.Я., Зарицкий И.М., Пекарь Г.С., Хандрос Л.И., Штрум Е.Л. ЭПР мелких доноров в С<ЗБ // ФТП. - 1980. - Т. 14, № 7. - С. 1339-

40. Штрум Е.Л., Пекарь Г.С., Хандрос Л.И., Шейнкман М.К. Подвижность электронов в монокристаллах CdS при 300-1200 К, обусловленная образованием кластеров и структурными изменениями /Г, ФТП. - 1980. -Т. 14, № 7. - С. 1375-1380.

41. Bulakh В.М., Kozlovsky V.I., Moiseeva N.K., Nasibov A.S., Pekar G.S., Reznikov P.V. Growth of Bulk Chalcogenide Single Crystals from the Vapour Phase and their Use for Laser Screens of Projection Colour Television // Kristall u. Technik. - 1980. - H. 15, B. 9. - S. 995-1002. ,

42. Пекарь Г.С. Управление реальной структурой монокристаллов соеди-

2 6

нений А В путем их легирования в процессе роста из газовой фазы // Расширенные тез. 6-й Междунар. конф. по росту кристаллов. - М,

1980. - Т. 1. - С . 231-232.

43. Корнейчук В.А., Моисеева Н.К., Пекарь Г.С. Люминесценция монокристаллов ZnSe при высоких уровнях возбужденияя // 1ПС. - 1980. -Т. 33, № 6. - С. 1036-1039.

44. Lukyanchikova N.B., Pekar G.S., Tkachenko N.N. Photoelectric and Noise Propertie of Photon Detectors Based on ZnS Schottky Diodes // Proc.9th Intern. Synp. on Photon Detectors. - Hungary, Vise-grad, 1980. - Vol. 1. - P. 187-199.

45. Valakh M.Ya., Lltvinchuk A.P., Pekar G.S., Polysskii G.N. Multip-le-Phonon Resonant Raman Scattering in Zn Cd Se Crystals //

Phys. stat. solidi (b). - 1981. - Vol. 104, N2.X- P. 743-750.

46. Валах М.Я., Литвинчук А.П., Пекарь Г.С., Полисский Г.Н. Резонансное комбинационное рассеяние света в кристаллах Zn Cd Se // ФТТ.

1-Х X

1981. - Т. 23, № 4. - С. 1010-1013.

47. Lukyanchikova N.В., PavelkoT.M., Pekar G.S., Tkachenko N.N,, Sheinkman M.K. Mechanism of Electroluminescence Excitation in Forward-Biased MS and MIS Light-Emitting Dlode3 Based on WideBand-Gap II-VI Compounds // Phys. status solidi (a). - 1981. -Vol. 64, N 2. - P. 697-706.

48. Lukyanchikova N.B., Pavelko T.M., Pekar G.S. Physical Processes in Forward-Biased ZnS MIS Light-Emitting Diodes with a "Thick" Interfacial Layer // Phys. status solidi Ta). - 1981. - Vol. 66, N 2. - P. 749-759.

49. Лукьянчикова Н.Б., Пекарь Г.С., Шейнкман M.K., Назарова T.M., Павелко Т.М., Цендровский В.А., Калюжный В.М. Эффективные голубые ZnS-светодиоды на основе МДП-структур с "толстым" диэлектриком //Письма в Ш. - 1981. - Т. 7, в. 20. - С. 1262-1266.

50. Бглах Б.М., Купченко Г.А., Пекарь Г.С. Резистивкый нагреватель -термопара. - 1113. - 1982. - № 3. - С. 215.

51. Козловский В.И., Насибов A.C., Пекарь Г.С., ПолисскиЙ Г.Н. Сканирующий полупроводниковый лазер на основе Zn Cdi Se, излучающий в

X О "А

синей области спектра // Письма в ШТФ. - 1983. - Т. 9, в. 14. -С. 833-837.

52. Козловский В.И., Насибов A.C., Пекарь Г.С., ПолисскиЙ Г.Н. Получение синей компоненты цветного изображения при помощи лазерных экранов из Zn Cd Se // Квантовая электроника. - Киев: Наукова

X 1-х

думка, 1984. - В. 26. - С. 24-29.

53. Зубович A.A., Меерович Г.А., Пекарь Г.С., ПолисскиЙ Г.Н., Степуп-кин В.А., Уласюк В.Н. Использование селенида цинка-кадмия для создания активных элементов квантоскопов с синим цветом излучения // Физические явления в приборах электронной и лазерной техники.

- М.: МВССО РСФСР, МФТИ, 1984. - С. 8-13.

54. Pekar G.S., Polisskii G.N. "Free Growth" of Bulk Zn Cd Se Mixed

x 1-х

• Crystals from the Vapour Phase // Abstracts of the Second Int. Conf. on II—VI Sorapounds. - Aussois, Franse, 1985.

55. Береза B.H., Камуз A.M., Климова H.B., Олексенко П.Ф., Пекарь Г.С. Диффузионные волноводы в монокристаллических подложках из сульфида кадмия и сульфида цинка // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника. - Киев: Наукова думка, 1986. - № 10. - С. 33-37.

56. Игнатков В.Д., Камуз A.M.,. Климова Н.В., Олексенко П.Ф., Орешко Е.В., Пекарь Г.С., Свечников C.B. Изготовление и исследование периодических гофрированных структур на поверхности сульфида и су-льсЬоселенидь цинка // Оптоэлектроника и полупроводниковая техника.

- Киев: Наукова думка, 1989. - S И. - С. 32-35.

57. Арешкин А.Г., Пекарь Г.С., ПолисскиЙ Г;Н., Попова Т.Е., Суслина Jr.Г., Федоров Д.Л. Концентрационная зависимость ширины запрещенной зоны твердых растворов полупроводников Zn Cd Se с различной

X i—X

кристаллической структурой // ФТТ. - 1986. -Т. 28, № 12. -С. 3743-

58. Корсунская Н.Е., Кулиш Н.Р., Пекарь Г.С., Сингаевский А.Ф. Одно-импульсный метод определения порога оптичесого разрушения материалов и его применение при исследовании монокристаллов CdS// Квантовая электроника. - Киев: Наукова думка, 1993. - № 44. - С. 72-

59*.Булах Б.М., Пекарь Г.С. Способ выращивания кристаллов. - Авт. св. СССР № 386535. Заявл. 05.07.1971 г., зарегистрир. 21.03.1973 г.

60. Булах Б.М., Пекарь Г.С.. Купченко Г.А. Резистивный нагреватель. -Авт. св. СССР !£ 469219. Заявл. 05.07.1971 г., зарегистрир. 07.01.1975 г.

61. Штрум Е.Л., Пекарь Г.С., Хандрос Л.И., Шейнкман М!К. Способ изготовления омического контакта. - Авт. св. СССР Ii 610447. Заявл. 23.04.1.974 г., зарегистрир. 14.02.1978. .

62. Пекарь Г.С., Лукьянчикова Н.Б., Назарова Т:М., Шейнкман М.К.

Светоизлучательный прибор. - Авт. св. СССР !f 679048. Заявл. 08. 08.1977 г., зарегистрир. 16.04.1979 г.

63. Пекарь Г.С., Крюкова И.В. Материал для лазеров с электронным возбуждением. - Авт. св. СССР II 807863. Заявл. 15.10.1979 г., зарегистрир. 20.10.1980 г.

64. Булах Б.М., Моисеева Н.К., Пекарь Г.С. Устройство для выращивания объемных монокристаллов. - Авт. св. СССР tf 1001704. Заявл. 08.04.

1981 г., зарегистрир. 02.11.1982 г.

65. Пекарь Г.С., Лукьянчикова Н.Б., Шейнкман М.К., Павелко Т.М.| Назарова Т.М., Цендровский В.А., Калюжный Б.М. Инфекционный свето-^ирЛ"01 ¿?Ti9§§'r Р № 971 Заявл. 24.04.1981 г., зарегист-

63. Пекарь Г.С., Горбенко Н.В., Левченко Г.Т., Лукьянчикова Н.Б., Шейнкман М.К. Способ изготовления омических контактов для низко-омного сульфида цинка и твердых халькогенидных растворов на его основе. - Авт. св. СССР № 1Ö28193. - Заявл. 13.05.1S81 г., зарегистрир. 05.03.1983 г.

67. Булах Б.М., Пекарь Г.С., Полисский Г.Н. Устройство для выращивания монокристаллов. - Авт. св. СССР № 1154937. Заявл. 11.11.

1982 г., зарегистрир. 08.01.1985 г.

68. Валах М.Я., Литвинчук А.П.,"Пекарь Г.С. Способ контроля компонентного состава полупроводниковых твердых растворов на основе сое-

2 6

динений AB.- Авт. св. СССР №1485939. - Заявл. 02.12.1936 г., зарегистрир. 08.02.1989 г.

69. Пекарь Г.С., Полисский Г.Н. Устройство для выращивания монокристаллов твердых растворов. - Авт. св. СССР Ii 1565086. Заявл. 08. 10,1988 г., зарегистрир. 15.01.1990 г.

70. Климова Н.В., Корсунская Н.Е., Маркевич И.В., Пекарь Г.С., Сингаевский А.Ф. Способ выращивания фоточувствительных монокристаллов

халькогенидов кадмия методом сублимации. - Положит, решение о выдаче патента России по заявке » 4842140/28. Заявл. 28.06.1990 г.,

зарегястрир. 23.10.1991 г.

ЦИТОВАНА Л1ТЕРАТУРА

I. Пекар С.И. Теория подвижности, эффекта Холла и магнетосопроти-вления в^элект|онных полупроводниках с заряженными дефектами // «ТГ.-

II. Решетов В.И., Бушуева Г.В., Зиненкова Г.М., Насибов А.С., Пе-ченов А.Н., Тяпунина Н.А. Разрушение монокристаллов CdS собственным лазе^ным^излучением // Квантовая электроника. - 1987. - Т. 14, К 1. -

III. Марков Е.В., Давыдов А.А. Сублимация кристаллов CdS // Изв. АН СССР. Сер. Неорган, материалы. - 1971. - Т. 7, № 4. - С. 575-679.

II VI ,

IV. Физика и химия соединений А В / Под ред. Д.Гилмана; Пер. с англ. под ред. С.А.Медведева. - М.: Мир, 1977. - 366 с.

V. Хийе Я.В. Исследование процессов изотермической рекристаллизации сульфида кадмия: . Автореферат дисс. .. .канд. хим. наук. - Свердловск, 1979. - 28 с.

VI. Clark L., Woods J. Growth of Single Crystals ofCadmium Sulphide // J. Crystal Growth. - 1968. - Vol. 3-4. - P. 127-130.

VII. Богданкевич O.B., Костин H.H., Красавина E.M., Крюкова И.В., Марков Е.В., Матвеенко Е.В., Теплицкки В.А. Влияние собственных дефектов структуры сульфида кадмия на эффективность и оптическую прочность неохлаждаемых лазеров // Изв. АН СССР. Сер. Неорган, материалы. - 1987. - Т. 23, К 10. -С. 1618-1622. :

VIII. Бродин М.С., Витриховский Н.И., Гоер Д.Б. Структура экситонных спектров, спонтанное и стимулированное излучение монокристаллов ZnSe и Zn Cd Se// Укр. физ.ж. - 1970. - Т. 15, № 4. - С. 587-593.

X 1-Х'

IX. Bulakh В.М. Growth of Boule CdS Single Crystals from the Vapour Phase // J. Crystal Growth. - 1970. - Vol. 7, К 2. - P. 196-198.

X. Toyama M. Kinetics of the Vapour Growth of II-VI Compounds Crystals //Japan. J. Appl. Phys. - 1966. - Vol. 5, N 12. - P. 1204-1212.

XI. Хряпов В.Т., Марков Е.В., Бирюков В.М., Кульчицкий Н.А., Рожков С.И. Исследование массопереноса германия в системе Ge-Gel при

4 .

пониженной гравитации.- Электронная техника. Сер. Материалы. - 1982.-Вып. 4(165). - С. 16-19.

XII. Шейнкман М.К. О возможном механизме рекомбинации на многозарядных центрах в полупроводниках // ФТТ. - 1963, - Т. 5, № 10. -С. 2780-2785.

/ 6С7ь