Исследование процессов образования и заряжения адсорбционных электронных состояний на эпитаксиальных слоях сульфида кадмия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Курбанова Анжелла Магомедовна.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ И ЗАРЯЖЕНИЯ АДСОРБЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЙ НА ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СЛОЯХ СУЛЬФИДА КАДМИЯ

01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

2 3ШР29М

Махачкала - 2009

003464994

Работа выполнена на кафедре физики твердого тела Дагестанского государственного университета им. В.И.Ленина

Научный руководитель: кандидат физ.-мат. наук,

доцент

Магомедов Магомед Абакарович

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук,

Зобов Евгений Маратович

доктор фйз.-мат. наук, профессор

Матиев Ахмет Хасанович

Ведущая организация: Ставропольский государственный

университет

Защита диссертации состоится 23 апреля 2009 г. в 17 часов на заседании диссертационного совета Д002.095.01 при Институте Физики ДНЦ РАН по адресу: 367003, г. Махачкала, пр. Шамиля, 39 А.

Отзывы на автореферат просьба направлять по адресу: 367003, Махачкала, ул. М. Ярагского, 94, Институт Физики ДагНЦ РАН, секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Физики ДагНЦ РАН.

Автореферат разослан «20» марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физ.-мат.наук

Батдалов А.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Адсорбция молекул и атомов является одним из эффективных методов управления характеристиками полупроводниковых тонких пленок. В зависимости от типа молекул адсорбата, давления и температуры можно варьировать в широких пределах поверхностный заряд и потенциал, глубину залегания и плотность поверхностных электронных состояний. В принципе возможна также пассивация поверхности путем образования на полупроводниковых тонких пленках поверхностных химических соединений [1].

Теоретически и экспериментально адсорбция на полупроводниках типа СсБ стала интенсивно изучаться в течение последних 25-30 лет. В основном проводились исследования влияния адсорбции различных газов на электрофизические свойства эпитаксиальных слоев типа сульфида кадмия, которые направлены на получение информации одновременно как об адсорбционных, так и об электрических свойствах поверхности, а также о параметрах электрически активных адсорбционных электронных состояний. Однако, в подавляющем большинстве этих работ, данные о величинах адсорбции на поверхности эпитаксиальных слоев СёБ носят оценочный характер, поскольку получены косвенными методами (в лучшем случае адсорбционные и электрофизические исследования проводились изолированно друг от друга на различных образцах СёБ). А в тех работах, где для исследования кинетики хемосорбции использовались эмиссионные методы (дифракция медленных электронов, ОЖЭ - спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия) не представляется также возможным надежно определить основные параметры адсорбционных электронных состояний на поверхности эпитаксиальных слоев С<38, поскольку вследствие электронного возбуждения адсорбированных молекул меняются их кинетические параметры.

Таким образом, исследования, посвященные определению адсорбционных и десорбционных характеристик реальной поверхности эпитаксиальных слоев Сс18 в темноте и на свету представляют собой весьма актуальную задачу фюико-химии поверхности полупроводниковых тонких пленок, решение которой даст возможность улучшить существующие и создать новые приборы и устройства на основе этого материала.

Целью настоящей работы является комплексное исследование процессов образования и заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных слоев сульфида кадмия, определение основных характеристических параметров этих

состояний и установление зависимости этих процессов от ориентации поверхности и от ее предварительной обработки.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи :

• Определяются основные кинетические параметры захвата адсорбированных молекул 02, N20, п-бензохинона на поверхностные активные центры эпитаксиальных пленок Сс15 в темноте и на свету;

• Исследуется влияние давления газа, температуры опыта, кристаллографической ориентации поверхности и её «биографии» на кинетику изменения электропроводности эпитаксиальных пленок Сс18 в результате хемосорбции акцепторных молекул;

• Проводится исследование медленной релаксации электропроводности при хемосорбции, в эффекте поля и при оптическом заряжении реальной и окисленной при разных температурах поверхности Сс18, устанавливается зависимость темпа медленной релаксации электропроводности от природы и толщины окисного слоя;

• Проводятся прямые измерения чисто термической и низкотемпературной фотостимулированной десорбции 02, Ы20 с поверхности эпитаксиальных пленок Сёй и определяются энергетические положения адсорбционных электронных поверхностных состояний, сечения захвата электрона этими состояниями, а также энергии активации десорбции нейтральных молекул 02, И20.

Научная новизна работы. Экспериментальные исследования, выполненные в диссертационной работе, позволили:

1. Определить характеристические параметры кинетики адсорбции 02, N02, N20, п-бензохинона на реальной поверхности эпитаксиальных слоев СбБ и установить зависимость этих параметров от степени заполнения поверхности адсорбированными молекулами.

2. Установить зависимость характеристических параметров кинетики фотоадсорбции кислорода от состава твердого раствора Сс^хЗе^ х, а также провести раздельную оценку величин энергий активации образования и энергий активации заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных слоев

саБ.

3. Показать, что характер кинетических кривых изменения электропроводности эпитаксиальных пленок Сс18 в процессе хемосорбции 02, К02, N20 определяется ориентацией поверхности пленок и их предварительной обработкой, причем, ответственным за правую ветвь

кинетической кривой До^) с экстремумом является конкуренция между заряжением адсорбционных поверхностных электронных состояний и перезарядкой биографических медленных поверхностных электронных состояний.

4. Установить зависимость темпа медленной релаксации электропроводности окисленных пленок Сс13 от: а) толщины и состава окис-ного слоя; б) типа фактора, возмущающего электронную систему полупроводника.

5. Провести прямые измерения кинетики термостимулированной и фотостимулированной десорбции 02, N20 с поверхности эпитакси-альных пленок СсШ и определить энергетическое положение адсорбционных электронных состояний, сечение захвата электрона этими состояниями, а также энергии активации десорбции нейтральных молекул о2, к2о.

Практическая значимость результатов работы:

1. Результаты параллельных исследований кинетики адсорбции и изменения электропроводности могут быть использованы для создания на базе эпитаксиальных пленок Сс18 приборов для газового анализа и датчиков давления, а также для оптимизации параметров пленочных электронных компонент приборов на основе СёБ;

2. Результаты по адсорбционной активности полярных (0001)Сс5 и

(ООО 1 граней СЛБ по отношению к акцепторным молекулам могут быть использованы в химической технологии для выбора эффективных катализаторов;

3. Предложен новый подход к вопросу об оценке энергии ионизации Е(5 адсорбционных электронных состояний на поверхностях различной кристаллографической ориентации;

4. Результаты по оптическому заряжению могут быть использованы для создания на основе эпитаксиальных пленок С<18 элементов памяти для вычислительной техники.

На защиту выносятся следующие основные положения

1. Различия кинетических параметров захвата адсорбированных молекул активными поверхностными центрами эпитаксиальных пленок СёБ при темновой и фотоадсорбции - результат термоактиваци-онности обеих стадий темновой адсорбции.

2. Характер кинетических кривых изменения электропроводности эпитаксиальных пленок СёБ в процессе хемосорбции акцепторных молекул определяется ориентацией поверхности пленок и та предварительной обработкой, причем немонотонный ход кинетических кри-

вых заряжения Aa(t) обусловлен изменением заряда, локализованного в биографических медленных электронных состояниях.

3. Толщина и состав окисного слоя оказывают существенное влияние на характеристические параметры кинетики Aa(t) эпитаксиальных пленок CdS при хемосорбции, в эффекте поля и при фотовозбуждении.

4. Зависимость характеристических параметров кинетики образования и заряжения адсорбционных электронных состояний от ориентации поверхности пленок CdS - следствие разной адсорбционной

активности полярных (OOOl)Cd и (ООО 1 )S граней.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: заседаниях Всероссийских конференций по физической электронике (Махачкала, 1999 и 2008 гг.); Международной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН (Махачкала, 1999 г.); Международных конференциях по оптике, оптоэлектронике и технологии полупроводников (Ульяновск, 2000-2002 гг.); Международной конференции, посвященной 70-летию член-корреспондента РАН И.К.Камилова «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах (Махачкала, 2005 г.).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в одиннадцати работах. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Достоверность полученных результатов достигнута проведением исследований по апробированным методикам, соответствием результатов работы с результатами экспериментальных исследований, проводимых в России и за рубежом.

Личный вклад автора. В диссертационной работе изложены результаты, полученные как лично автором, так и в соавторстве. Все экспериментальные результаты работы по выращиванию эпитаксиальных слоев CdS на подложках Si02, А120 и слюды; по исследованию адсорбционных и зарядовых характеристик эпитаксиальных слоев CdS; по обработке данных и их обобщению выполнены автором самостоятельно. Научным руководителем Магомедовым М.А. оказана помощь в интерпретации некоторых экспериментов.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 167 страницах, иллюстрирована 78 рисунками и 11 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 174 ссылок. Работа состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы.

Во введении обоснована актуальность темы, её новизна и практическое значение, сформулирована цель работы, приводятся основные положения, выносимые на защиту, дается краткая аннотация по главам.

Первая глава диссертации носит обзорный характер и включает в себя обзор современного состояния науки в области исследования фи-зико-химии поверхности халькогенидов кадмия. Рассмотрено феноменологическое описание кинетики адсорбции на поверхности полупроводников, приведены сведения о современном состоянии теоретических и экспериментальных исследований кинетики заряжения поверхности полупроводников в процессе хемосорбции различных молекул, а также приведены краткие сведения по влиянию на электрофизические и фотоэлектрические параметры сульфида кадмия адсорбированных молекул и о параметрах адсорбционных электронных состояний на поверхности Сс18.

Основы теории кинетики адсорбции на однородных поверхностях были созданы исследованиями Ленгмюра. Анализ литературных данных показывает, что на поверхности полупроводниковых адсорбентов чаще всего наблюдаются кинетические изотермы адсорбции, не описывающиеся в рамках ленгмюровской кинетики [2]. Эти результаты могут быть объяснены, если считать, что поверхность полупроводникового адсорбента является неоднородной, содержащей адсорбционные центры различных сортов, отличающиеся различными значениями теплот адсорбции. Развитие теории адсорбции на неоднородных поверхностях связано с работами Рогинского и Зельдовича, в которых неоднородность учитывалась введением зависимости энергии активации адсорбции от степени заполнения поверхности [3]. В обзоре приводятся примеры применения уравнения Рогинского-Зельдовича для интерпретации кинетики заряжения поверхности Сс18 при хемосорбции 02, обсуждаются условия выполнимости этого уравнения.

Приведен анализ работ по исследованию кинетики заряжения поверхности полупроводников при хемосорбции, где наряду с монотонными кривыми наблюдаются и кинетические кривые с экстремумом, которые, как впервые показано в работах Киселева с сотрудниками, обусловлены конкуренцией процессов заряжения адсорбционных поверхностных электронных состояний и перезарядкой биографических медленных электронных состояний [4].

Критически рассматриваются причины больших расхождений в величинах. параметров адсорбционных поверхностных электронных состояний на слоях халькогенидов кадмия, связанные частности, с различиями кристаллографических ориентаций граней и 'условиями предварительной обработки поверхности. Исходя из этого, и, учиты-

7

вая тот факт, что ориентация эпитаксиального слоя определяет его электрические и адсорбционные свойства, сформулированы основные задачи исследований.

Во второй главе изложены: методика получения эпитаксиальных слоев сульфида кадмия на подложках пьезокварца, слюды, сапфира; методика электрофизических измерений; описание конструкции высоковакуумной установки и измерительной камеры. Описываются методы получения и очистки используемых газов - адсорбатов. Излагается краткое описание пьезорезонансного метода измерения адсорбции на полупроводниковых пленках и некоторые его особенности в применении к монокристаллическим пленкам сульфида кадмия.

Для выращивания слоев Сс18 использовался известный метод химических транспортных реакций. Аппаратурное оформление этого метода позволяло получать слои сульфида кадмия, как методом сублимации, так и методом химических транспортных реакций «квазизамкнутый вариант». Особенностью кристаллизационной установки является использование прецизионных терморегуляторов типа РИФ 101, которые позволяют установить и автоматически регулировать с точностью 0,1°С необходимую температуру в зонах испарения и кристаллизации реакционной камеры. Было установлено, что совершенные по структуре слои Сс1Б с воспроизводимыми параметрами растут на кварцевой подложке при малых скоростях роста 0,8-10"9 м/с и при температурах источника и подложки 1020 - 1053 К и 630 - 720 К соответственно и давлении водорода 2,5-Ю3 - З,6-103 Па. Оптимальными технологическими условиями выращивания Сс18 на слюде были: температуры источника и подложек 1073-1093 К и 873-923 К соответственно и давление водорода 1,2-104 - 1,7-104 Па. Типичные толщины слоев 0,5 4 мкм. В зависимости от технологических условий удельная электропроводность пленок СёБ менялась в интервале 10°-10"8 Ом^-см"1. Совершенство структуры пленок контролировалось морфологическими и рентгенографическими исследованиями. Управление ориентацией роста эпитаксиальных слоев Сс18 на подложках слюды и сапфира достигалось подбором определенных соотношений между скоростями достижения оптимальных температур зон кристаллизации и источника. Если температуры зон источника и кристаллизации повышать медленно со скоростью 80 и 50 градусов в минуту, то появляются фигуры роста, характерные для металлоидной грани. Фигуры роста, характерные для металлической грани появляются в том случае, если резко поднять температуру подложки до оптимальной величины, а температуру источника поднимать с малой скоростью.

Для измерения адсорбции на монокристаллической плёнке использовался метод пьезорезонансных кварцевых весов, основанный на измерении сдвига частоты Af пьезокварцевого резонатора при изменении эффективной толщины кварцевой пластины с полупроводниковой плёнкой за счёт адсорбции на его больших гранях молекул. Число молекул, адсорбированных на 1 см2 поверхности плёнки CdS, рассчитывается по формуле Na=6,02-1023— Af, где М- молекулярный вес адМ

сорбата, А - чувствительность метода. Для обеспечения высокой точности измерения Af при температурах выше 300 К производилось термостатирование кварцевых резонаторов с точностью ± 0,05 К. Исследование фотодесорбции производилось при низких температурах, поэтому для исключения влияния температурного ухода частоты вследствие нагрева при освещении производилось одновременное освещение эталонного и измерительного кварцевого резонатора через водяные фильтры [5].

В третьей главе диссертации содержится изложение экспериментальных результатов и их обсуждение.

Исследование процесса образования адсорбционных электронных состояний на поверхности эпитаксиальных плёнок CdS (а именно определение кинетических параметров захвата адсорбированных молекул поверхностными центрами CdS), проводилось путём изучения кинетики адсорбции акцепторных молекул (02,N02,N20 и п-бензохинона) в интервале температур 298-373 К. Поскольку, как показал эксперимент, в начальной стадии скорость адсорбции 02,N02,N20 и n-бензохинона на поверхности эпитаксиальных слоев CdS более чем на два порядка больше чем скорость десорбции, то обработка экспериментальных данных производилась на основе кинетического уравнения dNA/dt=vP-CSo exp(-EA/RT). Здесь Cs0 - коэффициент прилипания в начальной стадии адсорбции, ЕА- энергия активации адсорбции, v=(27rmkT) 2 - const для молекул данного газа при Т- const и Р- const. Путем графического дифференцирования кинетических кривых вычислялись значения скоростей адсорбции молекул (Оп.КСЬ.КгО и n-бензохинона) на CdS при 298 и 373 К из которых с помощью кинетического уравнения определялись значения Cs, Ед, а также эффективное сечение захвата поверхностным центром адсорбированной молекулы

(V-P-TO'1 (V"

характеристическое время адсорбции). Сводка основных характеристических параметров кинетики адсорбции 02,N02,N20 и n-бензохинона на реальной поверхности монокри-

сталлических пленок сульфида кадмия в начальной стадии адсорбции, когда 0 <0,001, дана в табл. 1.

Из результатов исследования зависимости коэффициента прилипания С5 от степени заполнения 0 или от величины адсорбции ЫА следует, что эта зависимость удовлетворительно аппроксимирует как 1пС5=сопз1(1- в), что является подтверждением недиссоциативной адсорбции 02, N20, N02 и п-бензохинона на реальной поверхности Сей.

Таблица 1

Характеристические параметры кинетики адсорбции 02, N20, N02 и _п-БХ на монокристаллической пленке СсЙ_

Системы Еа, кДж/моль 0 < 0.001 с8, Т=298К © < 0.001 с*л с м2

СёБ + 02 41,6 3.2-10"'3 5.6-10"26

СсЙ + Ы20 45.2 7.6Т0"14 4.2-10"26

СаБ + ИОг 21.7 9.3-10"9 4-10"24

СсЙ + п-БХ 22.3 6.1-10* 3.1-10"24

На основе измерения кинетики фотоадсорбции 02 на реальной поверхности эпитаксиальных слоев для характеристических параметров кинетики образования адсорбционных состояний на свету получены значения: ЕАФ=0,17 эВ, С5о=3.8-10"9, СмА=6.1Т0"24 см2. Столь значительные различия в этих параметрах при фотоадсорбции и «тем-новой» адсорбции могут быть объяснены исходя из следующих предпосылок. Фотоадсорбция, так же как и «темновая» адсорбция, протекает в две стадии. За первую стадию фотоадсорбции ответственны процессы захвата молекул адсорбата на поверхностные центры, а за вторую - процессы захвата фотоэлектронов, которые являются неактивационными. Поэтому энергию активации фотоадсорбции Еаф = Еа = 0,17 эВ следует отнести к стадии захвата молекул кислорода поверхностными центрами Сс18, а именно, энергии активации нейтральной формы адсорбции (Едн). В случае же «темновой» адсорбции обе ее стадии (процесс образования адсорбционных поверхностных состояний и процесс захвата на них электронов) носят активационный характер, и поэтому Еат = ЕАз = ЕА + ЕА5. Поскольку ЕА = 0,17 эВ, то ЕА5 = Еат - Еа = 0,42 эВ - 0,17 эВ = 0,25 эВ, по-видимому, следует приравнять к величине потенциального барьера, образующегося на поверхности Сс1Б после «темновой» адсорбции.

Реакционная способность адсорбционных центров поверхности пленок халькогенидов кадмия исследовалась изучением зависимости характеристических параметров (Едз, Едн, ЕА5, С50, СЫА) кинетики фотоадсорбции молекул кислорода от состава пленок твердых растворов СёБ х Эе 1.x (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость характеристических параметров кинетики

фотоадсорбции Ог от состава твердого раствора CdSx 5е].х

Едз, эВ Едн, эВ Ед:?, эВ С$о СМА, СМ2

Сей 0.42 0.17 0.25 3.810*у 6.3-10"24

С<38О.87 8е0.1з 0.40 0.17 0.24 5.2-10'9 8.6-10'24

CdSo.73Seo.27 0.39 0.16 0.23 8.1-10"9 1.3-10"23

CdSo.5Seo.5 0.38 0.16 0.22 9.7Т0"9 1.6-10"23

CdSo.25Seo.75 0.37 0.15 0.22 1.1-10"8 1.8-10'23

CdSe 0.36 0.15 0.21 1.7-10"8 2.8-10"23

Как следует из данных таблицы 2 в процессе постепенной замены селена серой, сопровождающейся ростом доли ионной составляющей химической связи, а также величины фундаментальных параметров Сс18х8е^х (ширина запрещенной зоны, эффективная масса носителя заряда), значения Едз, Едн и ЕА5 возрастают, в то время как Сбо и Ска уменьшаются.

Для сопоставления кинетических параметров образования и заряжения адсорбционных поверхностных электронных состояний (ПЭС) проводились параллельные измерения кинетики адсорбции 1Мд(1) и кинетики изменения электропроводности Аа(Ц пленок Сей в процессе адсорбции акцепторных молекул. Эксперимент показал, что форма кинетических кривых изменения электропроводности Дсф пленок Сей в процессе адсорбции определяется технологическими параметрами выращивания, ориентацией поверхности пленок и их предварительной обработкой. Для пленок Сей, подвергнутых длительному (1 = 5 ч) вакуумному (Р = 6,5-10"5 Па) отжигу (Т < 573 К), кинетика образования ЫдО) и заряжения Аст(г) адсорбционных ПЭС носит монотонный характер. Начальные участки кинетических кривых как Ыдф, так и Дст^) хорошо описываются в координатах уравнения Рогинского-Зельдовича у=Г и процессы образования и заряжения адсорбционных ПЭС происходят с возрастающей, по мере заполнения, энергией активации ЕА-Ео+аТМА. Это является свидетельством того, что за-

ряжение адсорбционных ПЭС начинается одновременно с их образованием и основная часть образовавшихся на поверхности Сс18 адсорбционных электронных состояний находится в заряженной форме.

Для пленок Сс18, вакуумированных при 298 К после их пребывания в различном газовом окружении симбатность кинетических кривых образования и заряжения адсорбционных электронных состояний нарушается, и кинетика заряжения Аа(г) описывается кривой с экстремумом. Естественно было предположить, основываясь на ранее известных литературных данных, что немонотонный ход кинетических кривых заряжения Лаф обусловлен изменением заряда, локализованного в биографических медленных электронных состояниях. Экспериментальным подтверждением этого предположения является полное совпадение кинетики релаксации проводимости пленок СсШ в эффекте поля и при хемосорбции К02. «Спадающие» участки кривых Лст(1) при хемосорбции, так же как и в случае медленной релаксации в эффекте поля хорошо описываются уравнением Коца: До(Х) ~Аа0 ехр(-1/т)°"\ справедливого для кривых заряжения медленных электронных состояний. Если же в результате термовакуумной обработки пленок С<ЗБ медленная релаксация в эффекте поля отсутствовала, то и кривая Дст^) при хемосорбции имела монотонный вид.

Интересно отметить, что одновременно с экстремумом на кинетической кривой Лст(Ч) на адсорбционной кинетической изотерме Т^А(Х) наблюдается Б-образный участок, который является еще одним дополнительным аргументом в пользу, утверждения, что основная доля образовавшихся на поверхности эпитаксиальных пленок СсШ адсорбционных электронных состояний находится в заряженной форме. Действительно возрастание скорости адсорбции с^д/ск на таком участке наблюдается именно в тот момент, когда за счет перезарядки части биографических медленных поверхностных электронных состояний происходит релаксация электропроводности До(Ч), т.е. смещение уровня Ферми к своему первоначальному положению. Такое смещение уровня Ферми, в свою очередь, приводит, в соответствии с электронной теорией хемосорбции, к снижению энергии активации адсорбции Еа=Еа°+кТУ5, а следовательно к росту скорости адсорбции

шми.

Исследование влияния температуры на кинетику заряжения Да(Ч) поверхности Сс18 в процессе адсорбции N02 проведено в интервале температур 253-373 К. Увеличение скорости образования и заряжения

адсорбционных электронных состояний с увеличением температуры опыта обусловлено изменением характеристического времени по закону та=та° ехр(ЕАа/кТ). Здесь ЕАа =0,24 эВ - энергия активации процесса образования и заряжения адсорбционных электронных состояний почти совпадает с энергией активации адсорбции N02 на С<18 (Еа=21,7 кДж/моль) определенной из прямых измерений кинетики адсорбции. Это является подтверждением того, что заряжение адсорбционных состояний на поверхности СёБ начинается одновременно с их образованием.

Исследовано влияние температуры опыта на спадающую ветвь кривой Дс(0. С изменением температуры характеристическое время перезарядки биографических медленных электронных состояний изменяется по закону Тб=Хб° ехр(ЕАб/кТ), где ЕАб - энергия активации процесса перезарядки биографических медленных электронных состояний. Величина ЕАб=0,41 эВ при адсорбции Ж)2 и ЕАб = 0,44 эВ в случае адсорбции 02 оказались весьма близкими к значению энергии активации времени релаксации медленных электронных состояний в эффекте поля (0,46 эВ).

Для определения места локализации медленных электронных состояний, образующихся на реальной поверхности эпитаксиальных пленок Сс18, проведены исследования влияния толщины и состава окисного слоя на характеристические параметры Дсг(0 эпитаксиальных пленок СёБ при хемосорбции, в эффекте поля и при оптическом заряжении поверхности. Окисление пленок СёБ, выращенных на очищенной поверхности пьезокварцевой пластины АТ-среза, производилось в температурном интервале 400-700 К. Начиная с температур 1>550 К наблюдается как резкое возрастание скорости роста окисной пленки, так и изменение его структуры.

Анализ кинетических кривых заряжения Дсу(1) при хемосорбции N02 эпитаксиальных слоев Сё8 с разной толщиной окисного слоя приводит к заключению, что характеристическое время перезарядки биографических медленных электронных состояний Тб мало зависит от толщины окисла. В то время, как скорость образования и заряжения адсорбционных электронных состояний та"1 значительно увеличивается с увеличением толщины окисного слоя. Одинаковые значения хб=572 с в случае пленок Сс18 с разной толщиной окисла являются свидетельством того, что биографические медленные электронные

состояния находятся в сильно деструктурированном слое поверхности Сей под окисной пленкой.

Оптическое заряжение эпитаксиальных слоев Сс)8 с различной «биографией» поверхности исследовалось измерением кинетики фотопроводимости после выключения света от ксеноновой лампы ДКСШ-1000 с энергией квантов Ьу > 3,5 эВ. На кривой релаксации фотопроводимости эпитаксиальных пленок Сей после выключения освещения вакуумированных при 300 К после их выдерживания в кислороде (Р02=4.9-105 Па) при Т=473 К в течение четырех часов, наряду с участком первого быстрого спада, связанного с объемной и начальной поверхностной рекомбинацией, наблюдается второй этап, на котором происходит релаксация избыточного отрицательного заряда на медленных поверхностных электронных состояниях по закону, хорошо аппроксимируемому, как и в эффекте поля, уравнением Ко-ца:Дст(Х)=Д0о"ехр[-(1/гс)0'3], где тс - эффективное время релаксации после выключения освещения. Величина тс=2854 с оказалась значительно большей, чем соответствующая величина в случае выключения поперечного электрического поля тэп=147 с.

Резкое различие эффективных времен жизни тс и тэп свидетельствует о том, что при освещении и в эффекте поля на поверхности пленок Сей с окисной фазой проявляются разные группы медленных электронных состояний. При оптическом заряжении, по-видимому, происходят переходы электронов на медленные электронные состояния окисла, отделенные от объема полупроводника потенциальным барьером толщиной &

Адсорбционная активность полярных (0001)Сс1 и (0001)8 граней эпитаксиальных слоев СсЙ исследовалась двумя косвенными методами: а) методом измерения кинетики изменения До(Х) эпитаксиальных пленок Сс18 в процессе адсорбции N02, О2 на полярных гранях и сравнения характеристических параметров (та, т6, ЕаА,Е°А) кинетики заряжения этих поверхностей; б) методом определения энергетического положения адсорбционного поверхностного электронного состояния, образуемого при хемосорбции 02, N20, N02 на полярных гранях (измерением температурной зависимости темновой проводимости при различных давлениях адсорбата).

Как показал эксперимент, форма кинетических кривых изменения электропроводности До(1) эпитаксиальных пленок Сей в процессе адсорбции акцепторных молекул (02, N02) на полярных (0001)8 и

(0001)Сс1 гранях, так же как и в случае грани [11 2 0], полностью определяется их предварительной обработкой, т.е. наряду с монотонными кривыми Дс(г) имеют место и кинетические кривые с экстремумом, более того, при пересадке молекул адсорбата с (0001)Сс1 грани на (0001)5 грань эпитаксиальной пленки СёБ значения характеристических времен образования и заряжения адсорбционных электронных состояний та и перезарядки биографических медленных электронных состояний т6 уменьшаются, а положение экстремума на кривой А о (г) смещается в область меньших времен. При одном и том же давлении адсорбата, температуре опыта и технологии предварительной обработки значения характеристических параметров (та, те, 1тах) кинетики Дс(0 эпитаксиальных пленок Сс1Б при хемосорбции 02 и N02 зависит от ориентации поверхности пленок Сс15.

Результаты исследования влияния температуры эксперимента на кинетику изменения электропроводности Ао(Х) эпитаксиальных пленок СсЗБ при хемосорбции молекул N02 на полярных (ООО 1 )Б и (0001)Сс1 гранях свидетельствуют, что с понижением температуры опыта уменьшается как скорость образования и заряжения адсорбционных электронных состояний (т^1), как и скорость перезарядки биографических медленных поверхностных электронных состояний (тб"'). Одновременно с этим экстремумы на кинетических кривых Аа(г) смещаются в область больших времен.

Температурные зависимости характеристических параметров та, Тб кинетики До(1) эпитаксиальных слоев СёБ при хемосорбции Ы02 на полярных (0001)Б и (ООО 1 )Сс1 гранях описываются закономерностями:^ та°ехр(Е "А /кТ), тб=тб0ехр(Е °А /кТ), где Е аА - энергия активации образования и заряжения адсорбционных электронных состояний, Е "л - энергия активации перезарядки биографических медленных поверхностных электронных состояний.

В таблице 3 приведены значения характеристических параметров кинетики Ао(0 эпитаксиальных пленок Сс1Б в зависимости от ориентации граней, на которых адсорбируются N02, 02. Анализ этих данных показывает, что при пересадке адсорбированных молекул 02, ЬЮ2 с металлоидной (0001)8 грани на (0001)Сс1 грань наблюдается возрастание не только значения характеристических параметров та, тб, но также энергии активации образования и заряжения адсорбционных

поверхностных электронных состояний Е^, и энергии активации перезарядки биографических медленных поверхностных электронных состояний Е °А . Отсюда можно сделать заключение о большей адсорбционной активности к акцепторным молекулам кислорода и диоксида азота металлоидной (0001)8 грани эпитаксиальных пленок СсЙ.

Таблица 3

Значения характеристических параметров кинетики Аа(г) эпитак-

сиальных пленок СеЙ в зависимости от ориентации граней

Параметры саз + о2 Сей + N02

(ООО ОБ (0001)С(1 (0001)8 (ооо1)са

Та, С 55 230 8 45

Ч, с 324 987 263 786

^шах> С 139 534 32 155

Е°а,эВ 0,36 0,47 0,19 0,28

Е*,эВ 0,39 0,48 0,34 0,43

Для определения энергетического положения адсорбционных поверхностных электронных состояний на полярных (0001)Сс1 и (ООО 1)8 гранях СсЙ мы воспользовались предложенным в [5] методом, который позволяет измерениями энергии активации (Еа) температурной зависимости электропроводности (о) по мере адсорбционного погружения уровня Ферми «просматривать» на примере отдельно взятой пленки весь спектр объёмных электронных состояний (ОЭС), и, что самое главное, оценить энергию ионизации поверхностных электронных состояний Ев. Очевидно, для определения величины Ец на основе измерений о(Т) необходимо достичь высокую степень адсорбции, когда уровень Ферми в конечном счете локализуется ниже ОЭС, но вблизи поверхностных электронных состояний [>1з>(Ыо+По)(1], причем наблюдаемая энергия Еа сохранит независимо от величины N5 свое значение неизменным, как соответствующая глубине Е,5 (N0- концентрация ОЭС, N5 - концентрация хемосорбированных молекул, п0 -концентрация доадсорбционных свободных электронов).

о, 400 300 200 150 Т, К

3 4 5 6 103/ Т, К"1

Рис.1. Температурная зависимость электропроводности слоев С(18

с полярными гранями; 1 - для граней (0001)Сс1 и (0001 )Б при Ро2 =3-10-4 Па; 2 и 3 - соответственно для граней (0001)Сс/ и (0001)8 при Ро2=М04 Па.

На рис.1 приведены данные температурной зависимости проводимости слоев СсШ с полярными гранями для крайних значений из исследованного интервала давлений кислорода. По мере роста давления Р (или, что то же самое, степени адсорбции N5) величина а уменьшается в различных точках температурной шкалы на три - пять порядков. На кривых зависимости о=^1/Т) наблюдается один, а при промежуточном уровне адсорбции до трех экспоненциальных участков. Последнее обстоятельство свидетельствует об одновременном пересечении уровнем Ферми нескольких ОЭС. Энергии Еа по данным высокотемпературных участков прямых ^ а = Г( 1 /Т) возрастают квазидиск-ретно в широком интервале энергий, начиная от исходно наблюдаемого уровня Ее - 0,14 эВ. Поскольку энергии температурной активации подвижности в монокристаллических пленках Сс18 весьма малы (Е^<0,03 эВ), то можно утверждать о соответствии энергий Ест глубине

электронных состояний Еь пересекаемых уровнем Ферми при его адсорбционном погружении.

Рис.2. Зависимость энергии активации темновой электропроводности пленок CdS от давления 02 для полярных граней: а - (ООО] ) S , б -(0001) Cd.

Кривые зависимости Et(P), которые следуют из измерений а(Т) показаны на рис.2. На наш взгляд наличие двух кривых, соответствующих полярным граням адсорбента,- следствие различия их адсорбционной активности.

В области малых давлений (Р<10"6мм.рт.ст.) эффект адсорбционного погружения уровня Ферми и компенсации ОЭС мал. Это обстоятельство объясняет низкоэнергетическую ступень на зависимости Et(P), где Е,=0,14 эВ соответствует уровню энергии объёмного донора. Насыщение роста кривых Е,(Р) в области высоких давлений - результат, наоборот, сильного адсорбционного погружения уровня Ферми до уровня поверхностных электронных состояний и повторения на этом этапе адсорбции в измерениях o(t) одних и тех же энергий Е„ отвечающих глубине адсорбционных поверхностных электронных состояний Ets на полярных гранях CdS.

Значения энергии ионизации Ets, соответствующие положению верхних «полочек» зависимостей Е,(Р) исследованных в работе систем

18

принимают значения: Е13=1,1 эВ для грани (0001)5 и Ей=0,82 эВ для грани (0001)Сс1 в случае системы Сс18+02; Ей=0,88 эВ для грани (0001)8 и Ей=0,67 эВ для грани (0001)Сс1 в случае системы Сё8+Ы20; Е,5=1,21 эВ для грани (0001)8 и Ей= 1,04 эВ для грани (0001)Сс1 в случае системы Сс18+М02.

Подтверждением того, что сравнительно неглубокие электронные состояния Ес - (0,14 0,55) эВ, обнаруженные в настоящем эксперименте, принадлежат объемным электронным состояниям, является независимость энергетического распределения этих состояний от полярности граней адсорбента и природы адсорбата, наблюдение их не только в СёБ, но и СМБе и п- СсГГе независимо от природы халькоге-нида [6].

Для оценки характеристических параметров (энергия ионизации поверхностных электронных состояний Ей, сечение захвата электрона 8,5 и энергия десорбции нейтральных молекул Ен), наблюдаемых на реальной поверхности эпитаксиальных пленок Сс18 при хемосорбции 02,М20 использовался метод, который включает прямые измерения кинетики чисто термической и фотостимулированной десорбции адсорбированных частиц [7]. На основе измерений при разных температурах кинетики термо- и фотодесорбции 02,М20 установлено, что как чисто термическая, так и фотостимулированная десорбция протекает по экспоненциальному закону Кз и =N0 ехр (4/тзн).Времена жизни адсорбированных частиц в заряженном и нейтральном состоянии т3=т03ехр(Е3/ кТ) и тн = т0н ехр (Ен/ кТ). Наклоны прямых ^т3=^1/Т) и lgтн=f (1/Т), которые определяют соответственно энергии активации адсорбции заряженных Ез (то же самое, что и Ей) и нейтральных Ен молекул приводят к следующим значениям Е3=0,93 эВ и Ен=0,2 эВ для системы Сс18+02 и Е3=0,74 эВ и Ен=0,15 эВ для системы Сс18+1^20. Оценка сечения захвата электрона поверхностными электронными состояниями с использованием экспериментальных данных параметра Тоз приводят к величине 813 ~ 4,5-10"3 м2 в случае системы Сс18+02 и 8Й ~ 1,7-10"23 м2 в случае системы С(15+^0.

Основные результаты и выводы:

1. Проведены прямые измерения величин адсорбции акцепторных молекул (02, И20, Й02, п-бензохинона) на эпитаксиальных слоях СёБ, определены характеристические параметры кинетики образования адсорбционных состояний на реальной поверхности сульфида кадмия. Установлена зависимость этих параметров от степени заполнения адсорбированными молекулами реальной поверхности Сс18.

2. Впервые путем прямых измерений кинетики фотоадсорбции молекул кислорода на реальной поверхности эпитаксиальных слоев Сс18 и твердых растворов Сс^хЗеюс при разных температурах опыта определены характеристические параметры кинетики фотоадсорбции 02 на Сс1Б (Сс^Бе^х) и установлена зависимость этих параметров от состава твердого раствора Сс18х8е1.х. Впервые проведена раздельная оценка величин энергии активации образования и энергии активации заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности сульфида кадмия.

3. Показано, что характер кинетических кривых изменения электропроводности эпитаксиальных пленок Сс18 в процессе хемосорбции О2, Й20, N02 определяется ориентацией поверхности пленок и их предварительной обработкой, причем ответственным за правую ветвь кинетической кривой Ао(г) с экстремумом является конкуренция между заряжением адсорбционных поверхностных электронных состояний и перезарядкой биографических медленных поверхностных электронных состояний.

4. Установлено, что скорость образования и заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия увеличивается с ростом давления адсор-бата и температуры опыта, тогда как темп перезарядки биографических медленных электронных состояний не зависит от давления ад-сорбата и повышается с ростом температуры.

5. Изучен процесс роста окисной пленки на реальной поверхности Сс18. Показано, что скорость релаксации заряда в биографических медленных электронных состояниях (т5"') мало зависит от толщины окисного слоя с10КС, в то время как скорость образования и заряжения адсорбционных электронных состояний (ха"') значительно увеличивается с увеличением толщины (10КС.

6. Установлено, что эффективное время релаксации электропроводности До(0 эпитаксиальных пленок Сс18 с окисной пленкой зависит от типа фактора, возмущающего электронную систему полупроводника, причем в эффекте поля и при оптическом заряжении поверхности пленок Сс18 проявляются разные группы медленных поверхностных электронных состояний.

7. Из измерений кинетики изменения электропроводности Да(Х) эпитаксиальных пленок Сс18 в процессе хемосорбции 02, N20, N02 на (0001)Сс1 и (0001)8 гранях Сс18 определены характеристические параметры кинетики образования и заряжения адсорбционных состояний и перезарядки биографических медленных электронных состояний на

полярных гранях пленок CdS. Показано, что анионная грань обладает большей адсорбционной активностью по отношению к акцепторным молекулам, чем катионная.

8. Развит новый подход, позволяющий достичь измерения энергетического положения поверхностных электронных состояний, обусловленных адсорбированными частицами, как на призматических, так и на полярных гранях сульфида кадмия. В рамках предложенного подхода измерены энергии ионизации адсорбционных электронных состояний Ей на полярных (OOOl)Cd и (000l)S гранях пленок CdS при хемосорбции 02, N20, N02.

9. Проведены прямые измерения термостимулированной и фото-стимулированной десорбции молекул кислорода и закиси азота с поверхности эпитаксиальных пленок CdS. Определены энергетические положения адсорбционных электронных состояний (EtS), сечение захвата электрона (St) этими состояниями, а также энергии активации десорбции нейтральных молекул (Ен).

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1. Магомедов М.А., Курбанова A.M., Гасанова Р.Н., Магомедов Х.А. Исследование фотоадсорбции кислорода на эпитаксиальных слоях теллурида кадмия.- Вестник ДГУ, 1998, вып.1, с.45-49.

2. Магомедов М.А., Гасанова Р.Н., Курбанова A.M., Магомедов Х.А. Характеристические параметры кинетики фотоадсорбции кислорода на эпитаксиальных слоях халькогенидов кадмия (CdS, CdSe, n -CdTe). - Ж. физ. химии, 1999, т.73, №6, с.1122-1124.

3. Курбанова A.M., Магомедов М.А., Ризаханов М.А., Гасанова Р.Н., Магомедов Х.А.. Исследование медленной релаксации на поверхности эпитаксиальных пленок CdS. - Тезисы докладов Международной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН, Махачкала, 1999, с.25-26.

4. Курбанова A.M., Магомедов М.А., Гасанова Р.Н., Магомедов Х.А., Ризаханов М.А.. Энергия ионизации адсорбционных кислородных состояний на полярных гранях эпитаксиальных слоев CdS. - Физическая электроника (материалы конференции), Махачкала, 1999, с. 176-179.

5. Курбанова A.M., Магомедов М.А., Ризаханов М.А., Гасанова Р.Н., Магомедов Х.А.. Зависимость параметров термо- и фотостиму-лированной десорбции 02 с поверхности CdS, CdSe, n- CdTe от ионно-сти кристаллической решетки. - Труды международной конференции "Оптика полупроводников", Ульяновск, 2000, с. 176.

6. Курбанова A.M., Магомедов М.А., Ризаханов М.А., Гасанова Р.Н., Магомедов Х.А. Кинетика адсорбции кислорода и зарядки поверхности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия. - Ж. неорган, материалы, 2001, т.37, №1, с.21-23.

7. Курбанова A.M., Магомедов М.А., Ризаханов М.А.. Остаточная проводимость системы CdS+02, связанная с поверхностным рекомби-национным барьером. - Труды Международной конференции "Оптика, оптоэлектроника и технологии", Ульяновск, 2001, с.134.

8. Гасанова Р.Н., Курбанова A.M., Магомедов М.А., Магомедов Х.А.. Исследование заряжения поверхности окисленных пленок CdS. -Вестник ДГУ, 2005, вып.4, с.8-12.

9. Курбанова A.M., Магомедов М.А., Магомедов Х.А., Гасанова Р.Н.. Оптическое заряжение поверхности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия. - Сборник трудов международной конференции, посвященной 70-летию член-корреспондента РАН И.К.Камилова "Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах", Махачкала, 2005,с.363-3б5.

10. Магомедов М.А., Курбанова A.M.. Характеристические параметры кинетики изменения электропроводности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия при адсорбции N02 на полярных гранях. -Сборник научных работ "Естествознание и гуманизм", Томск, 2005, с.113.

11. Курбанова A.M., Гасанова Р.Н., Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Кинетика заряжения реальной поверхности эпитаксиальных пленок CdS с различной биографией поверхности. - Материалы V Всероссийской конференции «Физическая электроника - 2008», Махачкала, 2008, с.242-243.

Цитируемая литература:

1. Литовченко В.Г. Управление электрическими характеристиками поверхности с помощью адсорбции молекул. - Полупроводниковая техника и микроэлектроника, 1972, т.9, с.92-126.

2. Волькенштейн Ф.Ф. Физико-химия поверхности полупроводников. М.: Наука,1973, 400 с.

3. Киселев В.Ф., Крылов О.В, Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков. М.: Наука, 1978, 251 с.

4. Киселев В.Ф., Крылов О.В. Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках и диэлектриках. М.: Наука, 1979, 234 с.

5. Магомедов М.А., Магомедов Х.А., Ризаханов М.А., Гасанова Р.Н. Об оценке энергии ионизации поверхностных состояний полу-

проводника с адсорбированными молекулами.- Ж. физ. химии, 1987, т.61, №8, с. 1216-1219.

6. Габибов Ф.С., Ризаханов М.А. Обратимые допороговые фототермические преобразования центров прилипания электронов в CdS. Изв. АН СССР, серия физика, 1985, т.49, №4, с.801-804.

7. РизахановМ.А., Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Энергии активации чисто термической и фотостимулированной десорбции кислорода с поверхности CdSe.- Письма в ЖЭТФ, 1980, т.32, вып.6,с.416-419.

Сдано в набор 15.03.09 г. Подписано в печать 16.03.09 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печ. л. 1,5. Тираж 100. Заказ 31.

Издательско-полиграфический центр ДГМА Махачкала, ул. Ш. Алиева, 1.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Феноменологическое описание кинетики адсорбции на поверхности полупроводников.

1.2. Кинетика заряжения поверхности полупроводников при хемосорбции.

1.3. Влияние адсорбции различных частиц на электрофизические и фотоэлектрические параметры сульфида кадмия.

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

2.1. Методика получения эпитаксиальных слоев сульфида кадмия

2.2. Конструкция вакуумной установки и измерительной камеры

2.3. Получение и очистка газов.

2.4. Пьезорезонансный метод измерения адсорбции на эпитаксиальных слоях сульфида кадмия и некоторые его особенности.

2.5. Методика электрофизических измерений.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Кинетические параметры образования адсорбционных состояний на поверхности эпитаксиальных слоев сульфида кадмия.

3.2. Характеристические параметры кинетики фотоадсорбции кислорода на эпитаксиальных слоях Сс18.

3.3. Кинетика заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия 83 3.4. Исследование влияния температуры, давления и биографии поверхности на кинетику заряжения эпитаксиальных слоев Сс

3.5. Исследование медленной релаксации заряда на реальной поверхности эпитаксиальных слоев Сс18.

3.6. Исследование адсорбционной активности полярных (0001) Б и

0001) Сс1 граней эпитаксиальных пленок Сс18. а. Характеристические параметры кинетики изменения электропроводности эпитаксиальных пленок С<38 при адсорбции N02 на (0001)8 и (0001)01 гранях. б. Об оценке энергии ионизации адсорбционных поверхностных электронных состояний на полярных (0001)8 и(0001)Сс! гранях эпитаксиальных слоев С<38.

3.7. Оценка параметров адсорбционных поверхностных электронных состояний эпитаксиальных пленок С<38 путем исследования кинетики термо- и фото десорбции.

Актуальность темы. Эпитаксиальные слои сульфида кадмия благодаря своим уникальным свойствам находят широкое применение в качестве материалов для опто-, акусто- и микроэлектроники. На их основе разработаны фотодиоды, фоторезисторы, квантовые генераторы с продольной накачкой электронным пучком, ячейки оперативной памяти, эффективные солнечные батареи, поляризаторы ИК-излучения.

Микроминиатюризация полупроводниковых приборов и элементов интегральных микросхем (в частности, использование полупроводниковых материалов в виде эпитаксиальных слоев) неизбежно выдвигает на первый план проблему влияния состояния поверхности. В таких приборах геометрические размеры рабочих элементов таковы, что структура поверхности и границ раздела играет определяющую роль в работе соответствующих устройств. Действительно в ряде тонкопленочных приборов дебаевская длина экранирования превосходит толщину самой пленки, поэтому условия предварительной обработки поверхности и происходящие на ней адсорбционные и де-сорбционные процессы, как в темноте, так и на свету, оказывая существенное влияние на состояние электронно-дырочного газа в этом полупроводнике, нередко определяют основные электрофизические параметры прибора.

Адсорбция молекул и атомов является одним из эффективных методов управления характеристиками полупроводниковых тонких пленок. В зависимости от типа молекул адсорбата, давления и температуры можно варьировать в широких пределах поверхностный заряд и потенциал, глубину залегания и плотность поверхностных электронных состояний. В принципе возможна также пассивация поверхности путем образования на полупроводниковых тонких пленках поверхностных химических соединений.

Теоретически и экспериментально адсорбция на полупроводниках типа

О (л

А"В стала особенно интенсивно изучаться в течение последних 25-30 лет. В основном исследовалось влияние адсорбционных и десорбционных процессов на эпитаксиальных слоях типа СдУ? на их электрофизические параметры. Такого рода исследования имели целью получение информации одновременно как об адсорбционных, так и об электрических свойствах поверхности, а также о параметрах электрически активных адсорбционных поверхностных электронных состояний. Однако в подавляющем большинстве этих работ данные о величинах адсорбции на поверхности эпитаксиальных слоев СЖ носят оценочный характер, поскольку получены косвенными методами (в лучшем случае адсорбционные и электрофизические исследования проводились изолированно друг от друга на различных образцах Сай). В тех работах, где для исследования кинетики хемосорбции использовались эмиссионные методы (дифракция медленных электронов (ДМЭ), Ожэ — спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)) также не представляется возможным надежно определить основные параметры адсорбционных электронных состояний на поверхности эпитаксиальных слоев СдУ?, поскольку вследствие электронного возбуждения адсорбированных молекул меняются их кинетические параметры.

Таким образом, исследования, посвященные определению адсорбционных и десорбционных характеристик реальной поверхности эпитаксиальных слоев СДО в темноте и на свету представляют собой весьма актуальную задачу физикохимии поверхности полупроводниковых тонких пленок, решение которой даст возможность улучшить существующие и создать новые приборы и устройства на основе этого материала.

Целью настоящей работы является комплексное исследование процессов образования и заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных слоев сульфида кадмия, определение основных характеристических параметров этих состояний и установление зависимости этих процессов от ориентации поверхности и от ее предварительной обработки. Выбор сульфида кадмия в качестве объекта исследования продиктован двумя обстоятельствами: 1. из-за малой концентрации собственных поверхностных электронных состояний реальная поверхность эпи-таксиальных слоев СЛБ является очень удобным объектом для исследования процессов образования и заряжения адсорбционных электронных состояний; 2. разработанная нами лабораторная технология позволяла получать на подложках 5/(9?, А^Оз и слюды эпитаксиальные слои сульфида кадмия с заданными электрофизическими параметрами и определенной ориентацией поверхности.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

• определяются основные кинетические параметры захвата адсорбированных молекул О2, N02 и А^О на поверхностные активные центры эпитакси-альных пленок СДО в темноте и на свету;

• исследуется влияние давления газа, температуры опыта, кристаллографической ориентации поверхности и её биографии на кинетику изменения электропроводности эпитаксиальных пленок Сс13 в результате хемосорбции акцепторных молекул;

• проводится исследование медленной релаксации электропроводности при хемосорбции, в эффекте поля и при оптическом заряжении реальной и окисленной при разных температурах поверхности СЖ, устанавливается зависимость темпа медленной релаксации электропроводности от природы и толщины окисного слоя;

• проводятся прямые измерения чисто термической и низкотемпературной фотостимулированной десорбции О2 и Ы20 с поверхности эпитаксиальных пленок СЖ и определяются энергетическое положение адсорбционных электронных состояний, а также энергии активации десорбции нейтральных молекул 02 и И20 .

Научная новизна работы. Экспериментальные исследования, выполненные в работе позволили:

1. определить характеристические параметры кинетики адсорбции 02, И20, Ы02 на реальной поверхности эпитаксиальных слоев СЖ и установить зависимость этих параметров от степени заполнения поверхности адсорбированными молекулами;

2. установить зависимость характеристических параметров кинетики фотоадсорбции кислорода от состава твердого раствора СЖ^е/^, а также провести раздельную оценку величин энергий активации образования и энергий активации заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных слоев СЖ;

3. проведены измерения кинетики заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия, подвергнутых различным предварительным обработкам, при разных значениях давления адсорбата и температуры опыта;

4. установить зависимость темпа медленной релаксации электропроводности окисленных пленок СЖ от: а) толщины и состава окисного слоя; б) типа фактора возмущающего электронную систему полупроводника.

5. провести прямые измерения кинетики термостимулированной и фото-стимулированной десорбции 02, И20 с реальной поверхности эпитаксиальных пленок СЖ и определить энергетическое положение адсорбционных электронных состояний, сечение захвата электрона этими состояниями, а также энергии активации десорбции нейтральных молекул 02 и И20.

Практическая значимость результатов, полученных в настоящей диссертационной работе, состоит в следующем: результаты параллельных исследований кинетики адсорбции и изменения электропроводности могут быть использованы для создания на базе эпитаксиальных пленок Ой" приборов для газового анализа и датчиков давления, а также для оптимизации параметров пленочных электронных компонент приборов на основе СЛБ; результаты по адсорбционной активности полярных (OOOl)Cd и (000l)S граней CdS по отношению к акцепторным молекулам могут быть использованы в химической технологии для выбора эффективных катализаторов; предложен новый подход к вопросу об оценке энергии ионизации Ets адсорбционных электронных состояний на поверхностях различной кристаллографической ориентации; результаты по оптическому заряжению могут быть использованы для создания на основе эпитаксиальных пленок CdS элементов памяти для вычислительной техники.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Различия кинетических параметров захвата адсорбированных молекул активными поверхностными центрами эпитаксиальных пленок CdS при темно-вой и фотоадсорбции - результат термоактивационности обеих стадий тем-новой адсорбции.

2. Характер кинетических кривых изменения электропроводности CdS в процессе хемосорбции акцепторных молекул определяется ориентацией поверхности пленок и их предварительной обработкой, причем немонотонный ход кинетических кривых заряжения Aa(t) обусловлен изменением заряда, локализованного в биографических медленных электронных состояниях .

3. Толщина и состав окисного слоя оказывает существенное влияние на характеристические параметры кинетики Aa(t) эпитаксиальных плёнок CdS при хемосорбции, в эффекте поля и при фотовозбуждении.

4. Зависимость характеристических параметров кинетики образования и заряжения адсорбционных электронных состояний от ориентации поверхности пленок CdS — следствие разной адсорбционной активности полярных (0001)Cd и (ООО!)? граней.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Всероссийской конференции по физической электронике (Махачкала, 1999, 2008 г.);

Международной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН (Махачкала, 1999 г.); Международных конференциях по оптике, оптоэлектронике и технологии полупроводников (Ульяновск, 2000 — 2002 гг.); Международной конференции, посвященной 70-летиючлен-корреспондента РАН И.К.Камилова "Фазовые переходы , критические и нелинейные явления в конденсированных средах" (Махачкала, 2005 г.).

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе две работы опубликованы в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.

Достоверность полученных результатов достигнута проведением исследований по апробированным методикам, соответствием результатов работы с результатами экспериментальных исследований, проводимых в России и за рубежом.

Личный вклад автора. В диссертационной работе изложены результаты, полученные как лично автором, так и в соавторстве. Все экспериментальные результаты работы по исследованию адсорбционных и зарядовых характеристик эпитаксиальных слоев Сс15, обработки данных и их обобщению выполнены автором самостоятельно. Научным руководителем Магоме-довым М.А. оказана помощь в интерпретации некоторых экспериментов.

Структура и объём диссертации. В соответствии с поставленной целью и полученными экспериментальными данными материал диссертации, состоящий из введения, трех глав, выводов и списка литературы, излагается в следующей последовательности.

Первая глава диссертации посвящена литературному обзору, где обсуждаются наиболее интересные работы по исследованию физико-химических процессов, происходящих на поверхности СЖ и их влияния на электрофизические и фотоэлектрические свойства этого полупроводникового соединения.

Во второй главе приводится описание экспериментальной установки и методики эксперимента, включающей элементы технологии выращивания эпитаксиальных пленок Сс18.

Третья глава посвящена экспериментальным результатам и их обсуждению. Здесь содержатся: результаты исследования кинетики адсорбции и фотоадсорбции акцепторных молекул (02, ^20, NО2) на реальной поверхности эпитаксиальных пленок СйК; результаты исследования кинетики образования и заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности СЛБ и влияния давления, температуры, биографии и ориентации поверхности на характеристические параметры кинетики изменения электропроводности пленок Сс1$ в процессе адсорбции; результаты исследования адсорбционной активности по отношению к акцепторным молекулам полярных граней и соответствующей оценки энергии ионизации адсорбционных поверхностных электронных состояний на полярных (0001)Сс1 и (0001)3 гранях эпитаксиальных слоев Сс13; результаты исследования медленной релаксации заряда на реальной поверхности эпитаксиальных пленок Сс18 при различных «возбуждениях» электронной подсистемы; результаты по исследованию кинетики термостимулированной и фотостимулированной десорбции 02 и Ы20 с поверхности СйК и по определению на их основе энергетики адсорбционных поверхностных электронных состояний систем СЖ+О? и с<к+и2о.

Завершается диссертационная работа краткими выводами и списком литературы, включающим 174 наименования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведены прямые измерения величин адсорбции акцепторных молекул (Ог, N20, N02, п-бензохинона) на эпитаксиальных слоях СёБ, определены характеристические параметры кинетики образования адсорбционных состояний на реальной поверхности сульфида кадмия. Установлена зависимость этих параметров от степени заполнения адсорбированными молекулами реальной поверхности СёБ.

2. Впервые путем прямых измерений кинетики фотоадсорбции молекул кислорода на реальной поверхности эпитаксиальных слоев СёБ и твердых растворов СёБхЗе^х при разных температурах опыта определены характеристические параметры кинетики фотоадсорбции О2 на СёБ (Сс^хЗе^х) и установлена зависимость этих параметров от состава твердого раствора Сс18х5е1х. Впервые проведена раздельная оценка величин энергии активации образования и энергии активации заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности сульфида кадмия.

3. Показано, что характер кинетических кривых изменения электропроводности эпитаксиальных пленок Сс18 в процессе хемосорбции О2, К20, N02 определяется ориентацией поверхности пленок и их предварительной обработкой, причем ответственным за правую ветвь кинетической кривой Ла(1) с экстремумом является конкуренция между заряжением адсорбционных поверхностных электронных состояний и перезарядкой биографических медленных поверхностных электронных состояний.

-1504. Установлено, что скорость образования и заряжения адсорбционных электронных состояний на реальной поверхности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия увеличивается с ростом давления адсорбата и температуры опыта, тогда как темп перезарядки биографических медленных электронных состояний не зависит от давления адсорбата и повышается с ростом температуры.

5. Изучен процесс роста окисной пленки на реальной поверхности CdS. Показано, что скорость релаксации заряда в биографических медленных электронных состояниях (т/1) мало зависит от толщины окисного слоя d0KC, в то время как скорость образования и заряжения адсорбционных электронных состояний (Та"1) значительно увеличивается с увеличением толщины dOKC

6. Установлено, что эффективное время релаксации электропроводности Aa(t) эпитаксиальных пленок CdS с окисной пленкой зависит от типа фактора, возмущающего электронную систему полупроводника, причем в эффекте поля и при оптическом заряжении поверхности пленок CdS проявляются разные группы медленных поверхностных электронных состояний.

7. Из измерений кинетики изменения электропроводности Aa(t) эпитаксиальных пленок CdS эпитаксиальных пленок CdS в процессе хемосорбции 02, N20, N02 на (0001)Cd и (000i)S гранях CdS определены характеристические параметры кинетики образования и заряжения адсорбционных состояний и перезарядки биографических медленных электронных состояний на полярных гранях пленок CdS. Показано, что анионная грань обладает большей адсорбционной активностью по отношению к акцепторным молекулам, чем катионная.

8. Развит новый подход, позволяющий достичь измерения энергетического положения поверхностных электронных состояний, обусловленных адсорбированными частицами, как на призматических, так и на полярных гранях сульфида кадмия. В рамках предложенного подхода измерены энергии ионизации адсорбционных электронных состояний EtS на полярных (ООО 1 )С<3 и (0001)8 гранях пленок С(18 при хемосорбции Ог, N20, N02.

9. Проведены прямые измерения термостимулированной и фотостимулированной десорбции молекул кислорода и закиси азота с поверхности эпитаксиальных пленок Сс18. Определены энергетические положения адсорбционных электронных состоянии .п^) сечение захвата электрона 81 этими состояниями, а также энергии активации десорбции нейтральных молекул Ен.

1. Волькенштейн Ф.Ф. Физико-химия поверхности полупроводников. М.: Наука, 1973, 400 с.

2. Taylor А.Н., Thon N. Kinetics of chemisorption.- J.Amer.Chem. Soc., 1952, v.74, №16, p.4169-4173.

3. Киселев В.Ф., Крылов O.B. Адсорбционные процессы на поверхности полупроводников и диэлектриков. М.: Наука, 1978, 251 с.

4. Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Кинетические параметры адсорбции 02 на монокристаллических пленках CdSe — Ж. физ. химии, 1980, т.54, №7, с. 1738-1740.

5. Бажанова А.Е., Зарифьянц Ю.А., Кузнецов B.C. Характеристические времена в кинетике хемосорбции на полупроводниках,- Ж. физ. химии, 1975, т.49, №7, с. 1770-1773.

6. Рабаданов Р.А., Абрамова Б.А., Семилетов С.А. Исследование кинетических характеристик адсорбции молекулярного кислорода на пленках ZnO. Кинетика и катализ. 1981, т.22, №3, с. 789-790.

7. Егоров М.М., Киселев В.Ф., Красильников К.Г.Влияние природы поверхности силикогеля и кварца на их адсорбционные свойства. Ж. физ. химии, 1971, т.35, №9, с. 2031-2038.

8. Weiss H.G., Knight J.A., Shapuro J.S. Change in the ratio of hydroxyl groups attached to silicon and aluminum atoms in silica-alumina catalists unon activation.- J. Amer.Chem. Soc., 1959, v.81, №8, p. 1823-1826.

9. Рогинский С.З. Адсорбция и катализ на неоднородных поверхностях.- М.: Издательство АН СССР, 1948.

10. Елович С.Ю., Харахорин Ф.Ф. Адсорбция СО и С02 на Мп02 при низких давлениях.- В сб.: Проблемы кинетики и катализа, т.З, 1937, Л.: ОНТИ, с.222-250.

11. Стон Ф. Электронный фактор в хемосорбции и катализе. — В кн.: Химия твердого состояния. М.: ИЛ, 1961, с.487-503.

12. Welzen M.J., Morgan А.Е. Chemisorption on Gallium Phosphide Surfaces.-Surface Sci., 1973, v.39,№l, p.255-259.

13. Henzler M., Topler J. The adsorption of water vapor on clean cleaved germanium structural and kinetic properties.- Surface Sci., 1973, v.40, №2, p.388-396.

14. Агеев B.H., Ионов Н.И. Изучение кинетики взаимодействия кислорода с танталом методом вспышки. Физ. тверд, тела,1971, т.13, №6, с.1557-1562.

15. Каламазов Р.У., Ким Г.Ч., Муминов М.И. Кинетика адсорбции кислорода на сульфидах кадмия и цинка.- Изв. АН Уз. ССР, сер. Физ-мат. Наук, 1976, №3, с.80-81.

16. Алимухамедов Р.Г., Каламазов Р.У., Колбановский Ю.А., Маннанова Х.Х., Ниязов Х.Р. Хемосорбция кислорода на ZnS, CdS и PbS. — В кн.: Метод радиационных воздействий в исследовании структуры и свойств твердого тела. Ташкент: Изд. «ФАН», 1971, с.220-236.

17. Baranski A., Duakovitsch V., Galutzka J. Elovich adsorption kinetics of hydrogen surfaces forms onZnO- Bull. Acad. Pol. Sci., 1973, v.21, №7,p.611-616.

18. Chang Shin-Chia, Mark P. Leed analysis of the polar (OOOl)-Cd and (000~1 )-S surfaces of cadmium sulfide.- J. Vac. Sci. and Technol., 1975,v. 12, № 2, p.629-634.

19. Brilson L.J. Surface electronic and chemical structure of (112 0) CdSe: comparison with CdS. Surface Sci., 1977, v. 69, № 1, p. 62-84.

20. Волькенштейн Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников. М., Наука, 1987, 430 с.

21. Koytezky J.B. A contribution to the molecular-orbital theory of chemisorption.-Trans. Farad.Soc., 1958, v.54, №7, p.1038-1052.

22. Трепнел Б. Хемосорбция. М.: ИЛ, 1958,326 с.

23. Ляшенко В.И., Литовченко В.Г., Степко И.И., Стриха В.И., Ляшенко Л.В. Электронные явления на поверхности полупроводников. Киев,: Наукова думка, 1968, 398 с.

24. Литовченко В.Г. Управление электрическими характеристиками поверхности с помощью адсорбции молекул.- Полупроводниковая техника и микроэлектроника, 1972, т.9, с. 92-126.

25. Литовченко В.Г., Ляшенко В.И., Фролов О.С. Исследование электрофизических свойств поверхности германия.- В кн.: Поверхностные свойства полупроводников. М.: Изд-во АН СССР, 1962, с. 147-164.

26. Many A., Shappir J., Shaked U. Field effect studies of oxygen adsorption on CdS surfaces. Surface Sci., 1969, v.14, №1, p.156-168.

27. Haas K.J., Fox D.C., Katz M.J. Interactions of oxygen with surfaces of cadmium sulfide single crystals.- J. Phys. and Chem. Solids, 1965,v.26, №12, p. 17791786.

28. Campbell B.D., Farnsworth H.E. Studies of structure and oxygen adsorption of (0001) CdS surfaces by LEED.- Surface Sci., 1968,v.10, №2, p.197-214.

29. Balestra C.L., Lagowski J., Gatos H.C. Determination of surface state energy position by surface photovoltage spectrometry: CdS. Surface Sci., 1971, v.26, №l,p.317-320.

30. Balestra C.L., Gatos H.C. Contact potential measurements on "clean" CdS surfaces.- Surface Sci., 1971, v.28, №2, p.563-568.

31. Lagowski J., Balestra C.L., Gatos H.C. Determination of surface state parameters from surface photovoltage transients: CdS. Surface Sci., 1994, v.51, №1, p.203-212.

32. Weber E. H. Surface photoconductivity of CdS influenced by chemisorption and desorption of oxygen. Phys. Status solidi, 1968, v.28, №2, p. 649-662.

33. Миргородский В.И., Пеший C.B. Акустоэлектронное затухание в условиях нестационарной фотопроводимости в сульфиде кадмия. Физ. и техн. полупроводников, 1988, №8, с. 1486-1488.

34. Bhushan S., Sharma S.K. Sensitisation effects in the photoconductivity of CdS. -J. Phys. Condens. Matter., 1996, v.2, №7, p. 1827-1832.

35. Mark P. Photo-induced chemisorption on insulating CdS crystals.-J. Phys. and Chem. Solids, 1964, v.25, №9, p.911-920.

36. Medved D.B. Photoconductivity and chemisorption kinetics in sintered zinc oxide semiconductor. J. Phys. and Chem. Solids, 1961, v.20, №3, p.255-267.

37. Wagner R.G., Breitweiser G.C. Interface related electrical properties of cadmium selenide films.- Solid - State Electron., 1969, v. 12, №4, p.229-238.

38. Мэни А. Связь между физическими и химическими процессами на поверхности полупроводников. — В кн.: Новое в исследовании поверхности твердого тела (Пер. с англ.) т.2, М.: Мир, 1977, с.306-343.

39. Sebenne С., Balkanski М. Cinetiques de chemisorption de l'oxygene sur le CdS monocristallin.- Surface Sei., 1964, v.l, №1, p.22-41.

40. Sebenne C., Balkanski M. Distributions of electrically active defects in the surface region of CdS single crystals. Surface Sei., 1966, v.5, p. 410-433.

41. Sebenne C., Balkanski M. Method givihg the distribution of electrically active centres in the surface space charge region of a semiconductor from chemisorption kinetics data.- Surface Sei., 1966, v.5, №1, p.434-446.

42. Goodwin T.A., Mark P. The influence of chemisorption on the electrical conductivity of thin semiconductors. In.: Progress in surface science, 1973, p.3-64.

43. Девисон С., Левин Д. Поверхностные (таммовские) состояния. М.: Мир, 1973,120 с.

44. Somorjai G.A. Charge transfer controlled surface interactions between oxygen and CdSe films. J. Phys. and Chem. Solids, 1963, v.24, №1, p.175-186.

45. Солоницын Ю.П. Влияние адсорбированного кислорода на температурные изменения проводимости окиси цинка.- Кинетика и катализ, 1965, т.6, с. 433-438.

46. Подгорный И.М., Горбунов А.И., Голубцов С.А. Хемосорбция хлористого водорода на кремнии разной степени чистоты.- В кн.: Хемосорбция и её роль в катализе: Проблемы кинетики и катализа, т. 14, М.: Наука, 1970, с. 148-152.

47. Савин Н.Н., Мясников И.А., Гутман Э.Е. О влиянии адсорбции гидро-ксильных радикалов на электропроводность тонких окисных пленок.- Ж. Физ. Химии, 1974, т.48, №1, с. 173-174.

48. Glemsa B.R., Kokes R.J. Transient species in oxygen take-up by zinc oxide.- J. Phys. Chem., 1962, v.66, №3, p.566-568.

49. Novothy J. Kinetic egyation for the surface potential changes on nickel oxide during chemisorption of smale portions of oxygen.- Bull. Acad. Pol., 1968, v.17, №3, p.173-179.

50. Белянский А., Дерень Г., Габерь Г. Исследование электропроводности полупроводниковых катализаторов.- В кн.: Физика и физико-химия катализа: Проблемы кинетики и катализа, т. 10, М.: Изд-во АН СССР, 1960, с. 37-49.

51. Козлов С.Н., Новотоцкий — Власов Ю.Ф., Киселев В.Ф. Влияние адсорбции некоторых молекул на электрофизические параметры реальной поверхности германия. Физ. и техн. полупр., 1970, т.4, №2,с. 353-355.

52. Kozlov S.N., Kiselev V.F., Novotozki — Vlasov Yu. F. Investigation of long -term processes on a real germanium surface. Surface Sei., 1971, v.28, №2, p. 395-408.

53. Бажанова A.E., Зарифьянц Ю.А., Киселев В.Ф., Козлов С.Н. О кинетике хемосорбции и заряжения поверхности полупроводника. — Докл. АН СССР, 1974, т.217, №5, с. 1099-1102.

54. Бажанова А.Е., Зарифьянц Ю.А.Совместные изменения электропроводности и адсорбции на полупроводниковой пленке. Вестник МГУ, 1972, т.13, №3, с.355-357.

55. Бажанова А.Е. Кинетика адсорбции и заряжения поверхности сульфида свинца. Автореф. дисс. канд. физ-мат. Наук, М., 1975, 26 с.

56. Магомедов М.А. Исследование адсорбционных и десорбционных процессов на поверхности эпитаксиальных пленок селенида кадмия. Автореф. дисс. канд. физ-мат. Наук, М.,1982, 19 с.

57. Гасанова Р.Н., Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Характеристические параметры кинетики адсорбции кислорода и диоксида азота на поверхности эпитаксиальных пленок теллурида кадмия. Ж.физ. химии, 1988, т. 62, №1, с. 139-142.

58. Гасанова Р.Н. Закономерности роста эпитаксиальных слоев CdTe на AI2O3 и исследование их адсорбционно-десорбционных характеристик.- Автореф. дисс. канд. физ-мат. Наук, М., 1994, 21 с.

59. Рыльцев Н.В., Гутман Э.Е., Мясников И.А. Влияние эффекта поля на адсорбцию атомов и молекул водорода и кислорода на окиси цинка. — Журн. физ.химии, 1981, т.55, №4, с.986-990.

60. Козлов С.Н. О кинетике заряжения поверхности полупроводника при адсорбции. -Изв. вузов, физ., 1975, №2, с.116-120.

61. Bhushan S., Sharma S.K. Effect of annealing on the photoconductivity of CdS: Yb crystals. Cryst. Res. and Technol., 1988, v.23, №10, p.1355-1359.

62. Preusser S.,Cocivera M. Physical properties of electrodeposited cadmium sulfide.- Sol. Energy Mater, 1990, v.20, №1, p.1-14.

63. Багданов C.B., Лысенко В.Г. Образование электронно-дырочной плазмы в электрическом поле в сульфиде кадмия.- Физ. тверд, тела, 1988, т.ЗО, №11, с. 3236-3242.

64. Forsyth N.M., Dharmadasa J.M., Sobiesierski Z., Williams R.H. Schottky barriers to CdS and their importance in schottky barier theories.- Semicond. Sei. and Technol., 1989, p.4, №1, p. 57-60.

65. Chu T.L., Chu Shirley S., Aug S.T. Electrical properties of CdS/CdTe hetero-junctions. 1988, v.64, №3, p. 1233-1237.

66. Williams R. Surface photovoltage measurement on cadmium sulfide.- J. Phys. and Chem. Solids., 1962, v.23, №8, p. 1057-1066.

67. Bube R.H. The basic significance of oxygen chemisorption on the photoelec-tronic properties of CdS and CdSe.- J. Electro-Chem. Soc., 1966, v.118, №8, p. 793-798.

68. Berger H., Boer K.W., Weber E.H. Über den Einfluß von Gasatmosphören auf die Spektrale Vesteilung der Photoleitung von CdS Einkristallen. — Z. Phys., 1960, v. 158, №5, p. 501-510.

69. Hyges D.M., Carter G. The effect of oxygen adsorption and low energy ion bombardment on the electrical properties of cadmium sulfide thin films.- Phys. Status solidds, 1968, v.25, №1, p.449-453.

70. Тягай В.А., Снитко O.B., Ширшов Ю.М. Эффект поля в фоточувствительных монокристаллах сульфида кадмия.- Физ. техн. полупр., 1968, т.2, №9, с.1391-1392.

71. Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Измерения кинетики изменения электропроводности эпитаксиальных пленок CdS при хемосорбции 02 Сб.: Прикладная физика твердого тела, 1970, с. 19-21.

72. Brilson L.J. Surface photovoltage and electron energy-loss spectroscopy. J. Vac. Sci. and Thechnol., 1976, v.13, №1, p.325-328.

73. Lagovsky J., Lichtensteiger M., Williams P.M. Electron beam induced desorption of oxygen: CdS-Syrface Sci., 1979, v.81, №1, p.223-226.

74. Mark P. The role of surface states in the photoelectronic properties of insulating cadmium sulfide crystals.- RCA Rev., 1965, v.26, №3, p.461-496.

75. Baidyaroy S., Mark P. Analitical and experimental investigation of the effects of oxygen chemisorption on the electrical conductivity of CdS.- Surface Sci., 1972, v.30,№l,p. 53-68.

76. Micheletti F.B., Mark P. Ambient sensitivi photoelectronic behavior of CdS sintered layers.- Appl. Phys., 1968, v.39, №11, p. 5274-5282.

77. Магомедов M.A., Мамчич A.A. Измерение адсорбции газа на поверхности эпитаксиальных пленок CdS и CdSe. — Тезисы докладов научно-практической конференции молодых ученых Дагестана, Махачкала, 1977, с. 99.

78. Магомедов M.A., Магомедов X.A., Анваров M.A. Кинетика заряжения полярных поверхностей эпитаксиальных пленок CdSe при адсорбции акцепторных молекул.- Физика поверхн. явл. в полупр. (матер, конф.), Киев, 1984, с. 34-35.

79. Тягай В.А., Бондаренко В.Н., Снитко О.В. Определение параметров поверхности монокристаллов CdS из измерений эффекта поля.- Физ. тверд, тела, 1966, т.8, №9, с. 3114-3116.

80. Ширшов Ю.М., Тягай В.А., Снитко О.В. Обнаружение дискретных уровней прилипания на поверхности монокристаллов сульфида кадмия.- Физ. и техн. полупров., 1969, т.З, №1, с.115-117.

81. Steinisser F., Hetrick R.E. Wavelength dependence of the surface photovoltage in vacuum cleaved CdS.- Surface Sci., 1971, v.28, №2, p. 607-620.

82. Levine J.D., Mark P. Theory and observation of intrinsic surface states on ionic crystals.- Phys. Rev., 1966, v. 144, №2, p. 751-763.

83. Жданов В.П. Элементарные физико-химические процессы на поверхности. Новосибирск: Наука, 1988, 296 с.

84. Batyrev A.S., Bisengaliev R.A., Botov О.Е., Karacenko N.V., Sumyanova E.V. Abstr. Int. Conf. Optics of exitons condensed matter. St. Petersburg, 1997, p.64.

85. Батырев A.C., Батырев Э.Д., Бисенгалиев P.A., Новиков Б.В., Антушинов B.C. Влияние подсветки инфракрасным светом на спектры фототока кристаллов CdS. ФТТ, 1999,т.14, №7, с.1181-1184.

86. ЮЗ.Смытына В.А., Сердюк В.В. Влияние кислорода на температурную зависимость электропроводности тонких слоев селенида кадмия. — Ж. физ. химии, 1975, т.49, №5, с. 1210-1213.

87. Магомедов М.А., Магомедов Х.А., Ризаханов М.А. Энергия ионизации поверхностных состояний полярных (Se, Cd) граней CdSe, обусловленных адсорбированными молекулами 02. Тез. докл. VIII совещ. по физике поверхн. явл. в полупров., Киев, 1984, ч.1, с.32-35.

88. Baidyaroy S., Mark P. Sorption -induced conductivity changes in thin compound semiconductors.- Thin Solid Films, 1972, v.l 1, №1, p.53-55.

89. Магомедов M.A., Магомедов X.A., Ризаханов M.A., Гасанова Р.Н. Об оценке энергии ионизации поверхностных состояний полупроводника с адсорбированными молекулами.- Ж. физ. химии, 1987, т.61, №8, с. 12161219.

90. Магомедов М.А., Магомедов Х.А., Ризаханов М.А., Гасанова Р.Н. Характеристические параметры кинетики термо- и фотостимулированной десорбции N20 поверхности эпитаксиальных пленок CdSe- Изв. АН СССР, Неорг. матер., 1989, т.25, №1, с.149-150.

91. Быкова Т.Т., Тавасиев А.Ф. Исследование медленных поверхностных состояний в монокристаллических слоях селенида кадмия. — Вестник ЛГУ, 1976, №10, с.47-51.

92. Ш.Быкова Т.Т., Лазнева Э.Ф. Фотоактивированная десорбция кислорода с поверхности сульфида и селенида кадмия.- Изв. АН СССР, сер. физика, 1979, т.49, №3, с.473-477.

93. Ризаханов М.А., Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Зависимость энергии активации чисто термической и фотостимулированной десорбции кислорода с поверхности соединения CdSxSejот их состава.- Поверхность (физика, химия, механика), 1982, т.1, №3, с.128-131.

94. Apuzumi Т., Mizutani Т., Shimakava К. EPR study on surface properties of ZnS and CdS.- Jap. J. Appl. Phys., 1969, v.8, № 11, p.1411-1416.

95. Калинкин И.П., Алесковский В.Б., Симашкевич А.В. Эпитаксиальные пленки соединений А2Вб. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978, 310 с.

96. Давыдов А.А., Жаворонков Н.В. Особенности кристаллизации соединенийп /г

97. А В из паровой фазы.- Тезисы докл. IX национальной конф. по росту крист. М.: 2000, с.242-243. Иб.Гасанов Н.Г. Об особенности эпитаксиального роста CdSe на Si Тезисы докл. IX национальной конф. по росту крист. М.: 2000,

98. Карпович И.А., Звонков Б.Н. Холловская подвижность электронов в слоях сульфида и селенида кадмия.- Физ. тверд, тела, 1964, т.6, №11, с. 33923396.

99. Магомедов Х.А., Гасанов Н.Г., Гасанова Р.Н. Выращивание CdSe методом транспортных реакций в замкнутой системе,- Изв. АН СССР, Неорг.матер., 1976, т. 12, №7, с.1196-1199.

100. Рабаданов Р.А. Получение и исследование эпитаксиальных пленок окиси цинка. — Автореферат диссерт. канд. физ.-мат. наук. М., 1971, с. 18.

101. Магомедов Х.А., Гасанов Н.Г., Буттаев М.С. Влияние условий кристаллизации на ориентацию эпитаксиальных слоев соединений А2Вб в полярном направлении.- Тезисы 6 междунар. конф. по росту крист. М.: 1980, с.223-224.

102. Sasaki К. Study on work function of the (0001) faces of CdS crystal.- Jap.J. Appl. Phys., 1974, v.13, №6, p. 933-938.

103. Kuzaka M., Matzui Т., Okazaki S. Interface properties and shottky barriers on polar surfaces of CdS.- Surface Sci., v.41, №2, p.607-610.

104. Семилетов С.А., Рабаданов P.А. Некоторые закономерности роста эпитак1. О f\сиальных слоев соединении А В .- Сб. научных трудов по проблемам микроэлектроники. Физико-химическая серия, М.: 1975, с.229-236.

105. Магомедов Х.А., Гасанов Н.Г., Буттаев М.С. Авторское свидетельство2 6725504. Способ идентификации граней кристаллов соединений А В и А3В5,1979.

106. Ebino A., Asano К., Takahashi Т. Surface properties of clean and with absorbed oxygen surfaces of CdTe (110), (111), and (100) and of CdSe {0001}stadied by electron-energy loss spectroscopy.- Phys. Rev.,WB, 1980, v.22, №4, p.1981-1991.

107. Берченко H.H., Костиков Ю.П., Курбатов K.P., Ахроменко Ю.Г., Ильчук Г.А., Павлишин С.П. Состав поверхности CdTe после химического травления по данным РФЭС.- Физика поверхност. явл. в полупроводниках. 4.1, Киев, 1984, с.48-49.

108. Бажанова А.Е., Савельева З.И. Метод измерения адсорбции на поверхности монокристалла.- Ж. физ. химии, 1969, т.43, №6, с.1618-1620.

109. Slutsky L.J., Wade W.H. Adsorption of gases on quartz single crystals.- J. Chem. Phys.,1962, v.36, №10, p.2688-2692.

110. Sauerbrey G. Verwendung von shwingquarzen zür wägung dünner shichten und zur mikrowägung.- Z. Phys., 1959, v.155, №2, p.206-222.

111. Иванов Г.А., Пекарь К.И., Ройтберг М.Б., Гугля В.Г. Расширение температурного диапазона пьезокварцевого микровзвешивания.- Заводская лаборатория, 1971, т.37, №7, с. 798-800.

112. Цапук А.К., Поздеев В.В. Применение "кварцевых весов" для исследования кинетики реакции прямого синтеза металлоорганических соединений.-Кинетика и катализ, 1975, т. 16, №5, с. 1331-1334.

113. Ярославский М.И., Смагин А.Г. Конструирование, изготовление и применение кварцевых резонаторов. М.: Энергия, 1971, 168 с.

114. Брунауэр С. Адсорбция паров и газов, т.2, М.: ИЛ, 1948, 781 с.

115. Аристов Б.Г., Киселев A.B. Влияние дегидратации поверхности кремнезема на изотермы адсорбции паров азота и аргона.- Ж. физ. химии, 1963, т.37, №11, с.2520-2528.

116. Ageev V.N., Ionov N.Y. Progress in surface science .- v.5, №4, Pergamon Press, 1975, p.l.

117. Рыбкин С.И. Фотоэлектрические явления в полупроводниках, Физматгиз, М.,1963.

118. Еникеев Э.Х. Поверхностные свойства полупроводников, АН СССР, М., 1962,

119. Сергеева JI.A. Активные центры и поверхностная энергия соединений А В Тематический сборник "Активная поверхность твердых тел", М., 1976, с. 122-126.

120. Котельников И.А. Фотоадсорбция кислорода на сульфиде кадмия.- Докл. АН СССР, 1964, т.155, с. 127-131.

121. Katz M.J., Haas K.J. The effect of adsorbed oxygen on the surface photovoltage of CdSe. -Surface Sei., 1970, v. 19, №2, p. 380-386.

122. Магомедов M.A., Курбанова A.M., Гасанова P.H., Магомедов Х.А. Исследование фотоадсорбции кислорода на эпитаксиальных слоях теллурида кадмия.- Вестник ДГУ, 1998, вып.1, с.45-49.

123. Магомедов М.А., Гасанова Р.Н., Курбанова A.M., Магомедов Х.А. Характеристические параметры кинетики фотоадсорбции кислорода на эпитаксиальных слоях халькогенидов кадмия (CdS, CdSe, n CdTe). - Ж. физ. химии, 1999, т.73, №6, с. 1122-1124.

124. Угай Я.А. Введение в химию полупроводников, М.: Высшая школа, 1975, 299с.

125. Дитина 3.3., Страхов Л.П. Парамагнитные центры на поверхности CdSe .-Физ. тверд, тела, 1966, т.8, №10, с.3089-3092.

126. Пешев О. Различные формы хемосорбции на полупроводниках.- В кн.: Электронные явления в адсорбции и катализе на полупроводниках, М.: Мир, 1969, с.94-108.

127. Нымм У.Х. Влияние приповерхностного барьера на скорость хемосорбции на CdS.- Физ. и техн. полупр., 1974, т.8, №9, с. 1675-1678.

128. Зарифьянц Ю.А. О'соотношении между поверхностным зарядом и заряженной формой хемосорбции на полупроводниках.- Ж. физ. химии, 1978, т.52, №12, с.3030-3033.

129. Гасанова Р.Н., Курбанова A.M., Магомедов М.А., Магомедов Х.А. Исследование заряжения поверхности окисленных пленок CdS. — Вестник ДГУ, 2005, вып.4, с.8-12.

130. Магомедов М.А., Магомедов Х.А., Гасанбеков Г.М. Остаточная проводимость в системах CdSe+C>2 и CdTe+02, связанная с поверхностным реком-бинационным барьером.- Тез. докл. респ. конф. по фотоэлектр. явл. в полупров., Одесса, 1982, с. 78-80.

131. Кашкаров П.К., Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Новотоцкий Власов Ю.Ф. О заряжении термически окисленной поверхности германия.- Физ. и техн. полупр., 1973, т.7, №7, с.1443-1445.

132. Киселев В.Ф., Козлов С.Н., Зарифьянц Ю.А. О медленных электронных и протонных процессах в системе диэлектрик полупроводник. В кн.: Проблемы физической химии поверхности полупроводников. Новосибирск: Наука, 1978, с. 200-247.

133. Магомедов М.А., Курбанова A.M. Характеристические параметры кинетики изменения электропроводности эпитаксиальных пленок сульфида кадмия при адсорбции N02 на полярных гранях. — Сборник научных работ "Естествознание и гуманизм", Томск, 2005, с.113.

134. Габибов Ф.С., Ризаханов М.А. Обратимые допороговые фототермические преобразования центров прилипания электронов в CdS. Изв. АН СССР, серия физика, 1985, т.49, №4, с.801-804.

135. Shubert R., Boer K.W. Desorption of oxygen and its influence on the electrical properties of CdS singl crystal Platelets.- J. Phys. and Chem. Solids, 1971, v.32, №1, p. 77-92.

136. Волькенштейн Ф.Ф., Горбань A.H., Соколов B.A. Радикало рекомбина-ционная люминесценция полупроводников. М.:Наука, 1976,280 с.

137. Chang M.F., Farnsworth Н.Е. Effect of bulk resistivity, annealing temperature and illumination on oxygen sorption on CdSe surface.- Surface Sci., 1972, v.25,№l, p.321-333.

138. Baydyaroy S., Bottoms W.R., Mark P. Photodesorption from CdS.- Surface Sci.,1971, v.28, №2, p.517-524.

139. Быкова T.T., Лазнева Э.Ф., Тавасиев А.Ф. Десорбция кислорода с поверхности слоев селенида кадмия, стимулированная лазерным излучением.-Письма в ЖТФ, 1973, т.З, №10, с.467-471.

140. Быкова Т.Т., Лазнева Э.Ф. Роль неравновесных неосновных носителей заряда в процессе фотодесорбции кислорода с CdS.- Физ. и техн. полупр. ,1972, т.6, №7, с.1369-1372.

141. Zaremba Е., Kohn W. Van der Waals interaction between an atom and a solid surface.- Phys. Rev. В., 1976, v.B, №6, p.2270-2285.

142. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М.: Мир, 1980, 487 с.

143. Смытына В.А., Сердюк В.В. Хемосорбция кислорода на поверхности тонких слоев селенида кадмия.- Журнал физ химии, 1976, т.50, №7, с.1836-1838.