Исследования свойств гетеропереходов на основе сульфида свинца и соединений А2В6 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Г, 1 г ин

1 ti OUT 1035

ЧЕРШВЕЦЫОТН ДЕРЖУШВЕРС11ТКТ 1М.ЮР1Я ФЕДЬКОВИЧА

На пряпях рукопнсу

ХЛЯП ГАЛИНА МИХАЙЛПША

ДОСЛЩЖЕННЯ ВЛАСТПВОСТЕЙ ГЕ ТЕРОПЕРЕХОД1В НА OCHOBI СУЛЬФИДУ СВННЦЮ I СПОЛУК А2В6

dl.04.t0 -ФГЛ1КЛ НАШШТРОШДНИкТВ 1 Д1ЕЛЕКТРПКШ

АВТОРЕФЕРАТ л!кт.р 1л1ш ил чдог.утгя илукопого cl я1еня км1,141,|л1л <м31и у -мли'.мл шчних II.vvk

i! гнпш.1 - 19у5

Дм~сертац1ев е рукопис

Робота викоиана у Дрогобицьноиу дер«пед1нститут1 1н.1.Франка 1 Ярославскому дераун!верситет1

Науков! кёгЛёники - кандидат ^зико-математичних наук, доцент БОЧКЙРЬОВЙ Лариса 11ктор!вна кандидат *1зико-матеыатичнвх наук, доцент ЯЦШН Васнль Петрович

0о1ц1Ан1 опоненти: доктор ф£зико-натенатичних неук,

професор РЙРЕНКО 1лар1й Михайлович, кандидат $1зикоиатематичних наук, доцент БОДНАР Б'ячесяав Дкнтровкч

Пров1дна установа: Дервавний ун!верситет "Льв1вська пол!техн1ка" (н./1ьв1в)

Захист в1дбудетьсс "<£¥_» 5995 р> 0 _15_ год,,на

зас1данн1 спец1ал1зовано1 вчено! ради Д'07-.® 1.06 при Чпрн1вецько-иу дерпавноиу ун!верситет1 1м. В.Зедьковича.

Адреса: 274012, в.Черн1вц1, вул.Коцвбинського^.

3 дисертац1еа мойка озкайошитксь внеуков2й 61бл1отьц. Черн1ввцьк го дераавкого ун!верснтетд (вул. Лес! Зкра1нкн, 23>

Автореферат роз 1сланий ,р.

Вченкй секретар Ьпец1ал1зовано1 вчено1 ради - Курганецькйй И.В

ЗСГЙШЮ ШйКТЕРЯСТИКП РСГ.ОГЙ

^ктцлгьншь.тсия^ Мсиокристаля сполук Я2ВС (1п5е. ХпТс, :*^С»1Тс' 1 пл!вяя сульф!дя свинце оявчаяися давно I дося!дясп1 домять пэвнз. 9 даичй час. а зп'язкц 1э зб5ль«еш1Я* зац1канленост1 до хоягакт1з пап!«нрсв!дя!кввих яатер{ал1в, ик1 в1дносатьсв до '1|зИ1х грдп Яер]адм'11;г.{ скстеяи елся<»«т1в (Й288 АЗП5. та «4 1 нт«1сив1т оыгспия 1Ч--д1«шазонч. нссйх1*т сть

разрой»'* в1дпов!диях ото - I *1крп«>лсктрон««х прилад!! зуяови/и (Льете«)!* 1птсрсс до вдзькозониих нлп!ш1рпп1дник1в.

сер*д 5»вях вс»1)яи«е и иг, г заЯклоть халъкогаП дп свяпца, зокреяа. РМ.

3(я1*и у рэзннткд р1злсиап1ти»!х технолог!А одеряашш мап!вп-Г'са'.днркзаях катер1ан1я, зсиргяа, »етодц яояекдмрно прпхснспа! еп1та«сН. вкяЯ Доз8о*ае стртсуватя пл(вкя суяьб1дд срякцс (з наперед задашкя властязоствки. робяять перспективкяя стперегня р1зн(Ш<1н!т;:йх «(крввлектряшшх пристро1в на <5пз! гетерострдктяр та па *о«скр*гтая - «г. ¡р. одни* !з комвопеяг}» яких е пл1вки едгь §1дд свяяеа.

стця{щ» 1пгд1д«>я<1ст? тстмтяшг яисрртдцЦ.

Се.гея!д 1 тоддокд цхлкя. цз налесать до грцпи спелдч Я2В6. е Еарохвзаиияав яатср!алаяя з вярг.юа заборонено! зопя 2.72 I 2.26 сЗ. в1дпо»1д1м. тпгрдай розчкн телуряду кадиIв - ртдт1 е пар1зов Л/ч й-1П(йг.роз1д!|*кпм. Оказал! иатер!алн досл!дяен! досигь детая»-ао I с мкпонентахж зоточдтмвкх 1 мя1несцпнтпях щжяад!п. ко срадоть д еяяки'.й та дллск!й 14 областях спеятрд.

£;зз*$1д сбяя1{« - кдзькозшшяД шатер(ал з к лас., сполдк А488 =0.41 е?). Зд ноказали с^паси! досл1дян1Шя. «оя! та ионокряс-•мя!«ни ла 1 ш*. сульф1я\1 гзхнця л1?лсд!вть високоя фоточдтягЧств у ' 1ШзьязА-1Ч-1)вяаст1 ототру, со зушавмяв }х застосдвання д яеост! лчтинйик 1т5 рЗз!1пч,ш!т«ик охилодядваиих прягтро!в.

и с1!члсн1Й •«•¿гчязня«!* 1 .глрут!! ям{Д Лтерлтдр! в!дсдт •и я1д<>чпг,т1 д-аслГдяпши г-гт^ртетруктур на оенпе 1 слолдх А2В8 .! Йг4(Ш, дплргаа. чр Шъ. -ГяТе, РЬХ-ЯаМТе.

•ЯмдчдмН'Ги. 5 лоса!я*е.А«я д<ЕЯ1Х гсгероструктур

1« лдаяриг.т«иши у сясияах аряЛпмц I ■¡¿«рр'жу 1 «И1Ч1К1ми1 1ятгрпля! пги (йд

носно високих (а» до юинатио!) температурах. Оди!ец {з суттвввх авреваг цмх гетерострунтур к иоиив!сть викориетання «ару просто-рового заряду, ккий виникас nil гетероко^понентахи^ у якост! на-■ошчувача i яеретворввача оптично! |нфориац11. Враховцвч:! вс! ц{ дснектн, сфориульована мета робот« i основы! йвдання дисертацН.

1ета работи.Виавлення осшрнкх ц.1 зичиих законоИрносте». як! иавть Исце у i етерострумтдрах на основ! суль$!дд свиицв i сполук Й2В6 типу ионокристал-вар, «к! одерхано кетсдвв волекдляр-«о-вровенево! en! такс i i сульфЦу свинце на крнст«ы{чн! п!дкладки ZnSe. ZnTe, Hgl-xCdxTe (х-0.2; 0.4) з вето* нокрадення !спув«тх i створення нових и!кроелектронних i оптичпих 14 прчладДв иа ix основ!.

Зв!дси nfnfiftHl яапяаина иаукавпгп. «пслЬхенни! - провести коиплсксне доайдвення елйктраф!зичш»х (вольт аж-верних (ВйХ) I вольт-фараднях (ВФХ) ) характеристик гетерострдк-тур PbS-ZnSe, PbS-ZnTe. PbS-HgCdTe д теипературношд !втервал! 77-293 К. иа ix основ! оц!нитн робоч! параметр« ! ввяаитн иеха-в1зая струиопроходхення;

- вивчити випроя!тюавьв! ! фотоелектричн! властввост! сказана! гвтероструктур в облает! тевператур 77-293 К i явсНдитк ■aun довгочасового эбер1гакня зразк1в у нврвалыгех диавах т ас--веяв1 електричв! i випроя!нввальи{ характеристики «¿шзанкх ггте-роструктур:

- роэрахувати параметр* зошшх д{аграх доел! дкувавк гете-рос тур 1. на 1* основ! дат« !нтерпретац!в 9!зкчнях npotteciu.

Uto «идет мааеятьса:

1. Hsil 1зотипв1 t ан!зотипн! гетероструктурв ва основ! пл! •о» cjMMMjtg евкмцв ! всгаоКристал!в n-ZnSe, p-ZnTe. p-Hgl-xCdxfe (*-в.2. в.4).

2. Вмзначен! по теияературнмх залевностях ВЙХ ! ВФХ процесн стрдвоцроходявння у гетеропереходах на основ! сдлъфЦч свиицв ! селев!ду ! телуркду цинку (n-PbS-n-ZnSe. p-PbS-n-ZnSe, n- PbS-

3. Вязаачен! по теипературних залежностях ВЙХ ! В9Х процеси струвопроходвеиня в !зотипних гетеропереходах p-PbS-p Hgl-xCdxTe <*=0.2. 0.4).

4. Випрон!нввальн! Í фогоелектричн! властивост! доел{дхдванвх

p-ZeTe).

гетероструктур на основ! суль$1ду свиицп I слолук 12В0.

По теилературпих залсвс-'стях вольт-аипорних 1 вольт-фарадних характеристик розраховано основ«! параметр» облает! просторового заряда дося!дяуваних гетероструктур: »ирина Н. емн1сть Ся5. пов-няА заряд Огв 1 густяна Цэз електрошжх повврхнввчх стат'в.

На оспой! кодел! Харр1сона - Френсл! - Крекера розраховано параиетри I побддовано ьиергеНчн! зони! д!аграии досл!ддуваних гетероструктур.

• 9 ранках тебрИ р!зких ^еропе*.;хол1в розраховано вольт-аи-перн1 характеристики дослГдхуваиих структур.

Показано «оалив!стъ вккористання дослЦауваних гетероструктур для створвнпя и!кроёдектронних придад{д. як! иодуть працшвати в залехност! в1д типу пров!дност! ея!такгЛального аару сулыМдд свинцв 1 другого контактувчого натер)алу у видии!й та близьк!й 1Ч-областях спектру у («рококу теипературнону !нтсрвал!.

Пацкпва нпвизид рпбпти. При виконанн! дисертацП: - впер«е йетодои низькотейператдрно! молекулярно:пр<)иенево1 еп!такс!1 от-риаан! гетероструктури типу кококристал-вар на основ! кристад!в селеи!ду ! телуриду цишу, твердого розчику тедуриду кад*1«-ртдт! 1 еп1такс!адьних «ар!в сульф!ду свинцв л- 1 р-тяп!в пров!дност!;

- показано, до гетероструктури на основ1 сулъфЦу свинца 1 селен!ду цинку волод!вть випрои!нивальннии вдастивостяии у спект-радьн!й обдаст! 0.4 - 0.9 ши;

- встановлено, до вс! досл!д|дван1 гетероструктуря е фото-чутяививи в облает! доваин хвиль 2 ~ 5 или у теипературноиу 1н-тервал! 77-293 X;

- на основ! кошлексних досдЦжень в обдаст! температур 77-293 К проведено анад!з ф1зичних процес!в переносу носИв заряду У досл!дшуваних гетероструктурах 1 розраховано !х вольт-аипер-н! характеристики.

Рпообаи!д роботи.Идтер1алн дисертац!! допов1дадись I обгововорввались на окреиих стад!яд !! виконання на/0 конфереяц!-ях 1 сичпоэ!умах. < Основн! э них: 1 та 2 9кра!яськ1 а1ввдз!всьи1 конферепцН э иатер1адознавства нап1впров1дник1в I ф1зшк* фаз за1нноги складу (Н1а«н. 1991, 1993). конференцН нододих вчетх (Ярославль, 1990-1992). 10 Нанародна конференц!я з #1зики 1 тех-

- б -

нологН тонких плгвок (!оанз-$ранк!вськ, 1993), М1инародиа кон®е-ренц!я "Ф!зииа в 9ира!н!" (Ки!в. 1933), й!«народний симпоз1уи з ф!зики иан1впрпв1д1шк1в 150К5*93 (1арлотсв1ль, Ш, 1**93).

Л^йлХкацИ.Основ» 1 ш<тер1али дисертаиН опубл1кован! у 13 роботах, (лисок основпих статей приведений у к1нц1 автореферату.

-конкпртний пспбистий внеспк дксеотанта и оозообку паукових --реаильтат1п. мо пиносяться на захист.

Дисер«пнткоп розроблен! ва*лив! елсиенти апаратури сдля електрофЬичних. вим!рввань. Приймала участь у досл1даешН структурно! досконалост! пл!вок сульФ1ду свикцв. Провела розрахунки ВЙХ досл!д|1увш1ИХ структур. Сила ]н1ц1 атором експеримент!в 1 оп-рацввала результат» вии1рюваш) вольт-фарадних залевиостсй. 1н1ц1-атор досл1д«ень випром1!швалышх 1 фотоелектричних властивостей гетерострукщ) п-РЬЗ-п-Хггёе, р-РЬЗ-р-ИеШе. Нрийиала участь у п1дготовц1 експеримент!в. нпписанн! наукових статей. Првйиала участь у НДР по проиислово-придатних технологах 1 конструкц!ях м!кроелектронних лриладй.

Характеристика уетоярлог|1. иетодц яосл1дае>;ня предмету 1 пИ 'йктя Иирпдцяаинд пл1вок сульф1ду свинцв на монокриста-л1чнйх п1дкладках гпТе 1 НдСйТе лровпдилося методом иолеку-

лярно-нроменево! епНаксИ. Для досл1двеппя стрдктурно! досконалост! пл1вок застосован! добре вилробуван1 методи рентгенострук-тдрного анал1зу. електропно1 м1кроскоп!1 та електронного Ове-аиа-д1зу. Для теоретичних досяЦаень Ф1зичних параметр!в отриманях гетвроструктур застосован! засоби сучасно1 ф1зики поверхн1 1 теоретично! Ф1эяки, эокреиа, метод Нотта-Костянтинова. Для дося!д-ввння випрои!кавальних 1 фотоелектричних властивостей використана кр!осглтна техн!ка ЯрД9 1ДДП1.

.Сшитада.,1 об'еи исевтаиН.

Дисертац!я складаеться з вступу, де подан! актуальн1сть, кета, обгрунтування та постановка задач, наукова 1 практична ц!н-я1сть, полоиення. до захиаавться. апробацГй: п'яти розд1л!в, ос-яовиях результат!« 1 висновк1в, додатку та списку л1тератури. Эа-гадьйий об'еи роботи/3-5 стор1нок, вклвчавчи£0рисунк1в, таблиц*.. Список я (тератури складаеться э Л С найиенувань.

ЗН1СТ РОПОТИ

„1! йстцн! обгрунтовыга актуалн!сть вибраио! теми, сфорауль-овшп *гта 1 основн! запданпм рпПо1И, Н наукова новизна, практична ч1нн1ст1> досл!дяенпя, представлен! положения, щп виносяться на яахист, короткий зи!ст роздШв та в!доиост! про апрпбзц!».

_Д_ша«иш_паад1л1 на баз! л1твратш>них данях проведений ана-л!з ф!зино-*!н!чних плаг.ткпост>;й <;улы?Цу свиннп ! сполук П2ВВ . а такс* характеристики гетероструктцр. Дв пеня « гкладовимн комно-ноирни.

Показано, ио п дапиГ»час 1нтенсивно досл!дхуютьпя гетерост-руктури на основ) селсн!ду 1 телуриду цинку (7пТе-С<1Те, 1п$и-Сайя. 7п5и-7.оТе. 7пЗе С(1Тр, 7пТе 7п!-хС(1хТе) з ие^оп 1х . застогування у якост! актитжх елечент!в ошоелоктронних прилад!в для спектрально! обдаст! 0.4 - 2.1 мин у температурному !нтсрвал! 100 - 2ПЗ К, а токож гетсроструктуря на основ! гпердого рсзчниу Нв1-хС(1хТн (Нк1 -хСйхТе- Сс!Те. ЩП-хИхТе-НдТе), отриман! р!зними технолог!ччими методами.

З'ясовшю, до на иомент постановки ог.нивнкх задач дисерта-ц!йно1 роботи найб!лы внвченими структурами на основ! сулыЬду спинцв я наступи!: РЬ5-Се, РЬБ-Я!, РЬБ-СаО.,.

У той же час пЦсупп Ыдомост! про одорхання 1 властивост! гетероструктур, конпонпнтаии ы<их о катер!али клас!в ПЗВб ! А4 ВП. 1х ялект роф! зичп!, фотоелпктричи! та випрои1нвпалып власти-, воет!. Току лосл!д*сння гетероструктур на основ! нп!вок сулыИду свипця,. селен1ду ! тепуриду цинку ! твердого ретину ИдМТс вик-линле особливий !ктерес.

_3_1ШаШ!;и)ЛЗД1л1 пикладпно методику постановки експеримеп-щ. Длч допл1джсння о!дПирплися празки !зотинних (п ГЬ5 п-7.п5е. ¡1 РЬ$ р-Нй!-у,Г.|1хТе (х-0.2: П.4)) та ап1зотшших ' (р-^ЬЯ I 7п!>е. п ГЬ5 - р 7пТп) гетор^глруктур, пдерханих молекупярпп-проиепопоп пМтаксЬ?» сульф!ду сиинцо ни п1дпоо1дн1 ¡Пдяпидпи при наступних учопах: Ь-ЗПСТ,. Р-М'^'ог. Оезпосерсднм« н1сля эак!нчепня пронесу шПтпксП визнечалися тми прпп1дппст! I основи! елсктричн1 параметра пп1пок супн'ду (вишни. Тки прип!дност1 нл!вок визначався як на зраг»йу-(.з!д1!у. так 1 Пезносередпьо на п!дкладц1. Основн! нараинтри пднрхлпих гстер<>стру;:п(р наведено у табл./.

- В -

Таблица 1

Парлнетри гетероструктур па основ! сульфЦу свиш1в i сполук 0206

Б Снолука Питомий onip. Oil см Концентрац)я основннх нос!!в I заряду, си-3 {

I NJS (i -к2 ) i0'z ( 2.8 т 4.*5)-10lf

| ZnSe 3-i0_1 Н j 1 3.0)0 г 2.8-10

б ZnTe 10 (3.5 1 6.3>- 10ff

lfig.4Cd.6Te 10 (1.5 - 1.8)-10(*

Тивдина пл)вок сулыЯду свиннв складала 1-3 икм. товдина моннокристал1чних п!дкладок станопипа 2 4 им, електрично активна плоца гетеропереход)в знаходилася в мехах 3-8 ни2.

И якост i вии1рпвалышх контактов для досл!дхення слсктроф)-зичних характеристик використовувалися iimift i сплави ¡ид!й-оло-во. 1нд1й - кадмМ. ВПК контактiв носили л)н)йниЙ характер, )х питоиий onip знаходився в мехах (2 - 4) 10~5 0*.си .

Описано установки для досл!двення елвитроф)зичНИх. фотое-лектричних i випрои1нввальних властивостей вквзаних гетеростр'ук тур з виводом експерииентальних результапв на КОМ. Експсримент приволився у температурному 1нтервал1 77-293 К.

Для збудв'зння лвм1несценц1) 1 фотов1дклику використовувалися дверела, св1тла э довхинами хвиль 0.28 - 0.34 икм.

-И тоетьоин оозх1л1 наведено результати досл)двень елскт роф)зичних властивостей гетероструктур на основ) сульф)ду свиннв i сполук ОГ.ВВ.

Остановлено, до ВАХ вс!х доел!дхуваних гетероструктур е pin ко йесиистричниии з коеф1ц)ентом нел1п1йност1 порядку Ю2., 10е одиниць у д1апазон1 прккладеиих зи)цень 0<tla <4.0 В i тямнпрл турноиу 1нтервал1 77-293 К.

За експерихентальиими BOX I за допрмопш метода вшИвалснт-

них схем визкачено осноан! параметр« дослЦхуваних гетероструктур, а саме: onip базово! облает! R& ! дифуз!йний потвнц1ал Oj. Отримано наступи! результат: onip базово! облает! гетероструктур n-PbS-n-ZnSe i p-PbS-n ZnSe складае (1.3-1.5)-10* См i 4.0104' 0а, в1дшго1д»о, i в!д температуря практично не заяевить. R^ гетер1.сг-руктури n-PbS-p-ZnTe зростав в!д 5.0- 10f Ои при 293 К до 1.3- 10е Ой при 200 К. Для гетероструктурн p-PbS-p- Hg.6Cd.4Te величина R<, зб!львуеться в!д S.4-10* Он при 77 H до 8.5-1йч 0м при 233 К.

Величина дифуз1йного потенц!алц U <j для вс!х досл1дауваних гетзроструктур знаходитьса в 1нтервал1 0.7 - 1.7 В при îtimiaTiiift температур! ! зростае при знивешН температуря до азотно!.

При досл!даенн! ВФХ встановлено, яо вс! одерзшп гетерост-рдктури е р!зкии» гетеропереходами, про по свЦчить пиглад заяеа-HocTi C"*=f(Ua) (пряма л!н!з) в ус!й облает! температур 1 зи1-цень.Значения дифузШтго поте!:ц!алу Oj; , отрииан1 за зкетрапо-isuiem залеаностей С~г = f(Ua) до ou! nanpyr, для вс!х лосл!дгуваних гетероструктур е в!ди1>шчин в!д величии Uj , одераапих за експерн-ментаяышми ВйХ, по пвгдчнть про наявн!сть эначно! к!лькост! електронних поверхневих стан!в на гетерограниц!.

За допомогов модпл! Ппдерсона - Чернен!. розроблено! для PÏ3KHX гетеропереход1в, оц1нено електричн! параметр» област1 просторового заряду досл!дауваннх гетероструктур (табл.2).

_ внал!з отринаних даних показав, %о просторопнй заряд зм!це-Йкй в область вирокозонного иатер1алу. Число поверхневих стан!п сп1впадае з величиной Hss, розрахованоп за теор1ею 0лдхе«а-М1яи-са, зг!дно яко1 визначаеться число поверхневих дефект!в, г?о виии-кавть яа рахунок розб!«пост1 параметр!в кристал1чио1 гратки кон-.тактупчих матер!ал!в.

Таблица 2.

Електричн! параметра облает! нросторового заряду.

ГетероперехЦ Повний заряд поверх.швих елеитронних стан!в Ойй, Кл • cм~t Густина повер-хневих елект-ронних стаи!в N38. еВ'.см'2 1и(\^на облает! простороввго заряду Я, мкм £кн!сть облает! ириеторо -йоги зара -ДУ Сйв, ф. си

Т--293 К

п-РЬ5-п-гп5е 7.1•l0 ^ 4.4-10 а 0.07 В.7-10 *

р-Р1>5-п~7п5е гл-ю"' 1.3.10И 0.11 1.1-ю"8

п-РЬБ-р-гпТв В.8-10" 0.13 1.3 10^

р-РЬ$-р-H8.6Cd.4Te 1.4-ю"' 8.В-10"4 0.10 3.19-10 8

9 цьому ■ розд!л! описано вплив збер1гання зразк!в у нор-малышх умовах на протяз! 2.5 3.0 ргк!» на електроф!зичн! влас-тивост! досл1д»уваних гетероструктд'р. Остановлено, до для оирниих зразк!в 1зотипних п~п-гетеропереход!в РЬ5-2пХе э концентрация носНв заряду а пЦкладц! 7.В-Ю^см"3 в!дбуваеться зиига вигляду ВЙХ: якщо безпосередньо п!сля виготовлення гетероструктури ВЯХ були л1н!йними в облает! эм!деиь О - 20 В 1 температурному ¡интервал) 77-293 К, то п!сля збер!гання зразк!в на протяз! 2.5 року вигляд ВАХ суттево зм!нився: вопи стали р!зко несиметричними з коеф1ц1ентом нвл1н1йност!^ 105 в облает! напруг 0 - 3 В в тому ж санока температурному !нтервал!. Вигляд ВФХ не зм!нився. значения емн1сного дифуз!йногв потенц1алу ^¿лри в!мнатн!й температур] зменяувтьев приблизив в 2 рази.

При досл1дяенн1 зразк!в 1няих гетероструктур (р РЬ5 п 7.п5п,

в-?&5-?-1пТв, р-РЬ5-р-!!в1-*С(1хТе) под!бне авице не виявлене.

8 четвертом» розд!л1 розгляиуто випроа1нввальн! I фотоелект-ркчн! властизост! досл1дауваиих гетероструктур.

Встаковяеио, цо випром1нввалышии властивостяии вояод!вть ¿иве гетеропереходи на основ! сульфЦу свинцз ! селен!ду «ин"у, ак при збудвенн! еяектричним нолей, так I при пзаеиодИ структур !з св!тлоа з доввинов хоил! 0.28 - 0.40 мкм при температур! р!д-кого азоту. 1э зб1львонняи температур« до 1!0 К 1нтенсивн!сть св1чения р!зко падала.

Електролоы1несцеш|1я рееструвалася на зразках при прикладан-н! правого 1 иберпеиого энЦень величиной 2 - б ! 12 - 18 В, в!д-пов!дяо. [¡езалеано в!д напряму арикладежп до зраз;{1в напруги спектри елктролва1несцвкцН охоплавали иироху область 0.47 - 0.80 кка. ■

0отол8м1'1есценц1з збудвувалась п1дсв!тков даерелом св1тла доэзинов хпия! 0.38 кки йК з боку пЦкладкн 2п5е,та:; 1 з боку плавки РЬЭ перпендикулярно плоанн! гетеропереходу. Спсктраяыга область совпадала 1з спектров е.поктролвй1несценц11.

0нал1з спектр!в фотолвм1несценц11 гетеропереход^ РЬ5-2п:5е, проведений за методом Яленцева - Фока, показав, до спектри сила-давтьед з к!лькох еленентарних сиуг з наступннни полоаашшии нак-сиаум1в:Д,=0.52 ыки,^=0,56 ики,Д3=0.64 икн. Це со!дчить про те, зо виирои1нввальн! процеси в1дбувааться, в основному, у иатер!ал1 5п!дкладки. 0ск1льки спектр являв собой лосить вкроку сиугу випро-й1н8вання, то у цьоиу процес! зад!яно велику к!льк!сть дефектная рекомб1нац!йиих центр!в вирокозонного матер1алу.

При вивченн1 фвтоелектричнях властивостей остановлено, чо фоточутлив1ств волод1'вть вс! досл1дхуван! гетероструитурн (заре-естровано фотов!дклик о облает! довхин хвиль 2 - 3 мкм I температурному 1нтерввал! 77-233 К). Максимальне значения фотоеро холостого ходу не перевидувало 23 икВ. Сп1вставлснна половень максимуме спектрального розпод1лу фотверЬ 1 ®отолсч1несценц11 у випадку ан!эотипкого гетеропереходу р-РЬБ-п-гиБе-э йелячянааи забгроненНУ зон коипонент!в гетероструктури дозволяе зробити висновок, цЬ дан! максимум» в!дпов1давть фундаментальному поглинаннв у сульф1~ д1 свинцв.

При досл1д«енн1 (шливу природнього стар1пня на фотоелектрич-

Hi BartCiHBocii встановлсно, но OoroeiaiUMK гетсронерехоМв сцтте Eo змеимуеться, цо с характерним як для !зотипних. так ) аи!зо-тмпмих (етерострушур. Таке яви^о пояснюетьг.я пзасмпд1сп кисни з и1дкрчи<1Я. гчими 6dp'ep<)*H у пловцах сулыМду сиинцв, н-т як!й утворення оксидно) пл1вки PbO-PbSD^ снричи Чммикпемнв потенц!-альйого рель ефу. який, в свов чергу.зух&вме змеиаенич величин« фоювМклкку на демлька иорядк!в.

3 п'тоия t)Q3fliлt обговорено результати вошлексиих експери меиталышк досл!д*ень гетероструктдр n-PbS-n-ZriSc. p-PbS-n-ZnSe. n-PbS-P- ZriTe, p Pbil-p-l!«! -xCdxTe,представлено fx эоин! д!аграик з урахуванням поверхневия електролних стан!В на ие»1 поц!лу.

Вотановлено, до ВМ (HpaMi в!тки) bcJx до(л!д8уваних гетв-роструктур ' описувться виразои вигляду I=IsexpleUa/tikT>. де Is -струм насичсння, n-фактор не!деалышст! прям! в! тки В/IX, йоге величина знаходиться в менах 2-4 одиниць i практично не задевать в1д температуря. Пряма в!тка набувае л1н!йиого вигляду у координатах In 1~Т при Ца = const. In ¡••'0а при T=const. Виявлен! залеаност! хэрактерн! для тунельно-рек1шб!нац!йного иехан1эку Райбеяз-Фойята 1 генерац1йно-реио»б1|тц1йиого *ехан!з«ц Редякера.

Для вязначенля механ1зм!в струаопроходпекка бдло проведено теоретичной розрахунок пряммх в{ток ВАХ. ус!« гетеропереход}в на основ1 вящевказаних моделей. Пор!вняння теоретячних I експернмен-тальнмх пряммх в1тои Ш дозволяло встаковятя, во струи кр!зь гетеропереходе PbS-ZnSe. PbS-ZnTe эумпвлени* тунедьно-рековб!на-tifJImm процесавя. вей струм вииикае наступния чином. Поверхнзвий 1>!вень завяди оби1нветься електронавн з ковтактувчями нап1впро-в!дяява«и а ляхом переход!в р1вень-зона. р!вень-нап!впрпв1дник ! (вОо 2) ] зворотн!х переход!в. При в!дсутносг! прякладекого до Гвтероструктщнк ,зм!аення копий з переход!в е збалавсоватшм, ос-к!львя в силу прянцялу детально! р!вноваги протилевн! переходи р!вн! . один одному. Коля до гетероструктуря прякладаеться напру га.«ей баланс порувдеться, i через р1вн1 прот!кае струм,.

ВАХ вказаних гетеропереход!в описуеться виразом

V'O.lSe'^^Pn&xfC-iôE^Hj/ZkT^pieUn/àtT^ il) яэ t^i H -в1дпдвЦно тепяоэа ввидк1сть I концентрата касИв . заряду у вирохозошИй п1дкдадц!, Pn - Roe#taièHT тунедьно1 прэ-эорост! бар'вр»), АЕС - розряо зо» правШост! у reioponepesost. 6SS- eneprla еяектронних поверхневих стая1в, докал!здвапях в обяаст1 простсрового заряду. прйкладене эзЦввиз.

3 гетёрострдктдрах p-ÊbS-p-Hàl-xCtixTe ix=Ô.2»0,4ï «гхан1я* струмАпроход.сння о генерацШ5о-регсохб{на'41йняа.1я 8ЙХ окисдятьсянаступннм чкяом:

Ш ■ <2.

Обернен! в {тки ВйХ ccix досл!двунания ггтероструктур п!днорядковдвться степеневокд захокд I~ÇeT й=2-4, що посскхетьсд твиелввакнаа iioctie заряду з вдзькозвякого аатг?!алд у »нрокозся-нвй.

¿да гетеропереход^ ка основ! сульЯду сеянце 1 сеяен!дд ! тепрядд цянкд обернен! ВЙХ ыавть вид

ï--Ï3pnUa(i<+iz-eUa)zi (3)

де ¡¿4 , р!вн1 Ферм! g коатаатдвчях ватер!аяв*. Обернен! ВЙХ гетерострук<ур p-PbS-p-Hgi-xCdxTe (х=0.2, 0.4) опясдаться ввра-зоя

i*p(ei/a(mkT)m. <4>

Для побддови зонних еиергетнчнях xlarpav дослЦяуванях гете-роструктур використовувалась Teopta Харр1сояа-Френсл!-Крея8ра. зг!дно яко! основнГ зонн! параметр» ¿Ejfpospim валентпях зон). à К£(розрив зон пров1диост1 ), t Ef Сполоаення власнях pIbhîb Ферм!

и контактувчих нап1впров1д'ликах) пов'язан! н!в собов наступнами сп1вв1дновеннянн:

1Й£ -#)]* ¿Га, I' ™ +

¿ес = ьЕ^-ьЕ*;

¿Ее =+ ^ ¥св,

(5)

(б)

(В)

де ¿^.¿р*- еиергИ атоиних орб!тадей ксипон8!1т1в гетерострдкту-рй, як! налевать до 11-1 та Щ~1 груп пер1одично! сстеии, в1дпов1-дно.М^ (1=1, 2) - ефективна густина ста»!в у валентн!й зон! 1 зон! пров1дност1 контактувчих матер1ал1в, е*(Й). $*(В), е* С С). е*(В) - ефективн! заряди компоненте гетероструктур, , В.'с.б'-теплова нвидк1сть, коеф1ц1ент дифузП, час вит.тя 1 рекомб!кацШшй перер!з захопленняпосПв заряду у«иокозошНй п1дкладц1,4 а -- а=0.5(а< + ), а^ , а, - параметра кристал!чиих грлтох контактувчих иатер1ал1в, П£ч , - концевтрацИ власних нос11в заряду, 1ндекс "1" в1дцов!дас судьф!дов! свянцв, знак в'адо-в1дав р-п-гетеропереходу, знак в!дпов!дае п-р-гетвроп^—лоду. ЕнергетичниА спектр електрониих поверхневих стан!в роздахи-вувався за фориулов:

деД^ 1=1,2) = (р/п£> = (П£ /п), довхина екранування Дебая С1 и деке 1 в1дноситься до вузькозонного нап1впров1дника) .

Енергетичн! зонн! д!аграми доел1д«уваних гетероструктур на-

_ ¡ь -

Рчс. I. Енергвтччн! .чоиИI д1агра«ч гвтео.)пврехсд1в на ос-ном еульф!ду свчнцю : сполук А "-В" '

а) р 6) п -$$-¡>-7/)Те; в) а -ДЗ-ц-

-*5-|>- Т = 293 К"

Рг&мь вакууму

Г-'-^зеУ

/г'

еИ^ОМеУ

е%/,ЗРе/

4

д ЕсО.вШ

Р-РЗв

50,2те V

Е^гЛеМ

8110*0,02^

ъйцОШ ШеиьВакудмд

п-РвЭ

В) Р-2пТе

eU&ejí&t

PíSefib Sat пуму .

"г

\eU$ - iMeVv

n-PSS

t/ÁJ/пв/ v

И IáE¿ ' ~J

e;

Е^г.'Ш

Гт-Zri St

PjStHb вакууму

Xt-WSeV

--V д Ec-O.lleJ

Hzi-^iffe:-—-

у2=5, lOeV

üEv'OjOSeYlf

P-P6S ^ Р-ЬМчТг

E¿

ПИДЙНО НЛ рис. 1.

ОСИОМИ РШЛЬТПТИ т писиопки I.Методой низькптемперат<п>по1 молекулярно променсво! еп!такс!! (Т=540 К, Р= 10~*Тог) сфпрмовэно р!лк1 ан1зотипи1 та !зотипн! гете-роструктури п-РЬЯ- п-7пЗ(. р-РЬЯ-п-7п5о, п-РЬЯ р-7пТе, р РЬ5-р-Нв1-хСйхТв (х-0:?.. О.И п числпм дпфект!тз у контакт«!!* пбласт! Иэз-!0*'- зуиовлоних 3-5 7. розб'»и!ств парзмотр!в кристал!ч-

ких граток контактуючих и;Л,ор!ал1в.

2. При прямому зм!щгмиI о облапт! температур 77 293 К я ге-терпструктурах на основ! плпкп; сульф!ди спинцв ! кристал!в селе-и!ду ! телуриду цинку струмопроходиення характсриздр.тьсд тунель-яо-ргкоиб!нац1йпим мехшНзмок з участв ловсрхнспих електрошшх стан1в. локал!зовапих в облает! об'емного заряду.

3. и структурах сульфид свиннв - толурид кадм!п-ртут! при зм!-ценн! у г.шмому напрям! спостср!гаиться генераи!йно-рекомб!нац!йн! процеси. В обернеиоз*!ч1Ч1ИХ гетеропереходах вс!х тип!п "м'який" проб!й, до спостер!гасться, зуковлеиий тунельпиии переходами.

4. На гетеропереходах на основ! сульфиду свинцв ! селен!ду цинку виявлено електро- ! Фотолп*1несцонм1п. 1н1скц!йна електро-лпи!несценц!я при азотиих температурах сппстер!галася у спект-ральн!й облает! 0.43-0.73 икм, до зумовлепо рекомб!нац1йиими про-цесами у матер!ал! н!дкладки. Спектри фотолвн!несценц1! е анало-г1чними, !х обробка за методом Аленцева-Фока дозволила виявити (Ильм вузьк! смуги при ^гО.52 мкм, ^ =0.56 мки, Л}~ 0.В4 мкм. як! пов'язан! з наявн1ств некоптрольованих дом!мок у мзтер1ал! п1дкладки.

5. Лпсл1д*уван! геТорострувтури в облает! нилъких теш^ратур волод!вть фоточцтлив1сгп в спектральному диапазон! I - 5 мкм. до пзв'язано з фотоолектричними проносами в еп!такс1альних «арах сульф!ду свинцв. Виявлено вплив нронес1в природнього стар1ння на величину фогосрс ! область спектрально! чутлипост! допл!д1уваних структур.

К. Коиплекг.ие цпсп^дхсиия елсктроф!зичних властипостсй гете-роструктур. и» випчллися, дозпплило запропопувати 1х зонн! енер-

- IB -

гетичн! д1аго<шк l дати 1нтерпретац1я виявлених особливосте?»

QCH0BIII РЕЗУЛЬТАТ« ДИСЕРТПЦП ВЙКПАДЕНО 3 РОБОТАХ 1. Андрухнв М.Г., Бочкарева Л.В., Хлчп Г.М., йкумбатвк П.С.Некоторнз свойства гетеропереходов ZnSe-PbS/ZIIeopran.катер. -1992. - Г.20.Ni. - С.170-171.

.2. Пндрухив М.Г., Григорович Г.К., Бочкарева Л.В., XJian Г.К.. Вкумбатвк П.С. Гетеропереходы ZnTe-РЬ5//Физ. и техн. полупровод. - 193?.. - Т.26, пни.4. - С. 761-703.

3. Хляп Г.Й.. Ппдрух).в М.Г., Бочкарьова Л.В., !кумбатюк П.С. Електроф1зичн1 властивост! гетеростр'ттури ZnTe-РЬ5//Нкр.ф1з.я. -1332. - Т.37.Н7. - С. 1050-1052.

4. Хляп Г.И.. Йидрухйв К.Г.. Бочкарева Л.В., Вирт И.С., Икуибатвк И.С. Физические свойства ггиерзструктурн PM-l!g.CCd.4Te//líeopran. матер. - 1!Ш. Т.23. Н5 Г. 721-722.

5.Khlyap б.И., Andrukhiv И.Е., Bochkariova L.U., Shkimbatluk P.S.Keterostructure HB.8Cd.2Te-PbS/VJ.flppl.Ph.ys.- 1393. - Uol.74. НО. -P.5238-5283.

6. Хляп Г.К., Андрухив И.Г.. Блахкив B.C., Бочкарева Л.В.. Иимецкий В.П.Фотоэлектрические и излучателыше свойства гетерост-руктур на основе сульфида свинца и соединений Й2ВВ //Неорган.матер. - !994. - Т.30, N5. - С. 616-618.

7. Хляп Т.К., Бочкарева Л.В., 1куибатвк П.С. Процессы старения гетероструктур на основе сульфида свинца и соединений А2В6 //Иеорган.илтрр. - 1394. - Т.30. И5. - С. 704-705.

Шуар G.N. The Investigation of electrophysical, luminescent and fotoelectrical properties of heterostructures based on lead sulphide and A^iaterlals.

Thesis Гиг a Candidato of Physics and Kathoxatlcs In 01.04.10 -Seelconductor and Insulator Physics, Dronobych Pedagogical Institute.Droyobych.' 1335. The dissertation submitted 13 research works which contain the results of: a)the Investigation of Blectiophysicnl characteristics of huterostructurcs based on

ZnSe, ZnTe.HgS-xWxTo fx=0.2;0.4); tithe investigation of lualnescent and photoelectrical properties of these heterostructures: c) the t-tf-characteristics calculation, theoretical and experlnental deteraination of current aechanlsas: d)t,he calculation of band energy dlagraes of these heterostructures with surface electron slates account.

Хляп Г.И. Исследование электрофизических, излучателышх и Фотоэлектрических свойств гетеропереходов на основе сульфида свинца и соединений А В6.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-ма-теиатических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков.

Заминается 13 научных работ, которые содерват результата: а Исследований электрофизических характеристик гетероструктур на основе пленок сульфида свинца и соединений А2В6 (ZnSe, ZnTe, Hgl-xCdxTe Сх=0.2;0.4); б Исследований излучательннх и фотоэлектрических свойств, указанннх гетероструктур: в) теоретический расчет вольтамперннх характеристик, теоретическое и экспериментальное исследование механизмов токопрохондения; г) расчет и построение энергетических зоннвх диаграмм указатшх гетероструктур с учетом влияния поверхностных злектронннх состояний на границе раздела.

Кличов! слова: гетероперех1д, иехан1зми струмопроходаення, новерхнев! електрони! стани. зонна д!аграма, сульф!д свинцв.