Лазерная спектроскопия CdP2 тетрагональной модификации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

* <5? ВОЛИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ім. ЛЕСІ УКРАЇНКИ

&

V

СЛІПУХІНА Ірина Андріївна

УДК 535.343.2

ЛАЗЕРНА СПЕКТРОСКОПІЯ КРИСТАЛІВ сар2 ТЕТРАГОНАЛЬНОЇ МОДИФІКАЦІЇ

01.04.10 — фізика напівпровідників і діелектриків

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук

ЛУЦЬК-1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі експериментальної і теоретичної фізики та астрономії фізико-математичного факультету Національного педагогічного університету ім. М.П. Драшманова.

Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, Пацкун

Іван Іванович, НПУ ім. М.П. Драгоманова, доцент кафедри ЕТФА

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор

Провідна установа: Київський університет ім. Тараса Шевченка,

кафедра оптики, Міністерство освіти України, м. Київ.

Захист відбудеться ”14” жовтня 1998 р. о 15°° годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 32.051.01 Волинського державного університету ім. Лесі Українки (263000, м. Луцьк, вул. Потапова, 9).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Волинського державного університету ім. Лесі Українки (263000, м. Луцьк, вул. Винниченка, 30).

Автореферат розісланий “П” вересня 1998 р.

Фекешгазі Іштван Вінцейович, завідувач відділу нелінійних оптичних систем Інституту фізики напівпровідників УНАН

кандидат фізико-математичних наук, доцент Богданюк Микола Сергійович, декан фізичного факультету Волинського державного університету ім. Лесі Українки

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Маловивчений Еіапівпровідник СііРг тетрагональної модифікації (р) оцінюється як матеріал, перспективний в області прикладної нелінійної оптики, квантової електроніки і оптоелектроніки. Але будь-яка можливість практичного застосування напівпровідника вимагає детального дослідження його фізико-хімічних і фізичних властивостей. Фізичні властивості зумовлюються зонною структурою кристалу та наявністю домішок в його об’ємі. Тому їх вивчення є однією з найбільш актуальних задач спектроскопічних досліджень як в теоретичному, гак і в практичному плані. Останні, в свою чергу, вимагають нових ефективних методів. В цьому відношенні особливий інтерес являє собою амплітудна і поляризаційна лазерно-модуляційна спектроскопія напівпровідників. Суттєвою перевагою цієї спектроскопії є те, що вона дозволяє вивчати як вимушені когерентні двофотонні, так і однофотон-ні переходи електронів в напівпровідниках. Причому відкриваються унікальні можливості дослідження однофотонних явищ, що пов’язані з існуванням переходів в стани з керованою заселеністю, в порівнянні з традиційними широкозастосовуваними спектроскопічними методами стаціонарного поглинання, відбивання, люмінесценції і фотопровідності. Зокрема, ця перевага полягає в її: 1) диференціальності, в результаті чого досягається незалежність спектра індукованої лазерним імпульсом зміни коефіцієнта поглинання зондуючої хвилі ©2 АК(&2) від інтенсивного фону стаціонарного розсіювання світлової енергії в кристалі; 2) чутливості до зміни знаку заповнення досліджуваних центрів при перезарядці їх лазерним світлом; 3) можливості вимірювати релаксацію заповнення; 4) можливості вимірювати інтенсивносні залежності АКІщ) в широкій області значень інтенсивності лазерного випромінювання І[; 5) високій чутливості та інше. <

Одним із найбільш цікавих і найменш вивчених нелінійних оптичних явищ в напівпровідниках є резонансне двофотонне поглинання (РДФП), в теорії якого проміжними віртуальними станами є реальні стани. Але дослідження РДФП значно ускладнюється тим, що через такі стани може відбуватись і двоступеневе поглинання (ДСП). Тому важливою являється розробка методу чіткого розділення цих процесів.

Легування кристалів вносить в більшості випадків значні зміни в оптичні властивості напівпровідників. Тому дослідження впливу легування на нелінійні і нерівноважні властивості СііРд дасть змогу задовольнити значний інтерес до цього питання як фізичних наук, так і матеріалознавства і приладобудування.

Актуальність теми. Оптичні властивості напівпровідника р-Се)Р2 досліджені ще зовсім мало і заслуговують далеко більшої уваги. Тим більше,

що вже відома перспективність його практичного застосування, яка підтверджується реальним використанням цього матеріалу для створення широкого спектра різноманітних електронних приладів: діодних структур з елементами перемикання, фотоприймачів лазерного випромінювання, приладів для ізоформного подовження тривалості лазерних імпульсів і обмеження потужності лазерного випромінювання. Тому вивчення нелінійних когерентних оптичних властивостей, характеристик електронних станів в зонах і властивостей домішкових центрів маловивченого і перспективного в нелінійній оптиці, квантовій і оптоелектроніках кристалів р-СсІРг з використанням легування і сучасної лазерної спектроскопії являється актуальною задачею.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Робота виконувалась згідно з Планом науково-дослідницької роботи Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова за напрямком: "Проблеми природничо-математичних наук” і темі “Вплив ростових і стимульованих дефектів на нелінійно-адсорбційні властивості фосфідів і ИпБе”.

Мета і задачі дослідження полягали в наступному: провести комплекс спектральних, інтенсивносних, кутових, поляризаційних і релаксаційних лазерно-модуляційних спектроскопічних досліджень зонних і домішкових характеристик спеціально не легованих і легованих ізоелектронними Ві і 2п та донор-ною Бе домішками напівпровідникових кристалів СсіРг тетрагональної модифікації, зокрема дослідити як власні, так і резонансні когерентні двофотонні переходи (ДФП) електронів та характерні особливості густини і симетрії квантових станів електронів у зоні провідності і в валентній зоні, а також оптичні властивості цього матеріалу, що обумовлені наявністю домішок.

Наукова новизна. Вперше проведено комплекс спектральних, інтенсивносних, поляризаційних, кутових і релаксаційних досліджень нелінійного поглинання світла в нелегованих і легованих Ві, 2п і Бе монокристалах СсіРг тетрагональної модифікації методами лазерно-модуляційної спектроскопії.

Вперше дослідженнями резонансного двофотонного поглинання в СііРг виявлено спектральну лінію РДФП при енергії квантів зондуючої хвилі /гю2 = 1.43 еВ і неодимового лазера /га>[ = 1.17 еВ. Теоретичний аналіз РДФП показав, що РДФП відбувається через домішкові рівні с!3 з глибиною залягання Ес-0.85 еВ, значення коефіцієнта РДФП становить 0.028 см/мвт’ а час поперечної релаксації електронів при РДФП дорівнює 4.3* 10~14с.

Вперше дослідженнями кутових залежностей власного ДФП в СсІРз виявлено, що в області енергії двох квантів /іЮ2+^і=(2.5-3.11) еВ ДФП відбувається між зонами Г7(Г4) -» Г7(Г3), Г7(Г5) -> Г7(Г3), Г6(Г5) ГбСГ^).

Визначено тип симетрії дна зони провідності і вершини валентної зони: Гб і Г7 відповідно. В С-зоні на глибині 0.46 еВ виявлено Г7-точку і у валентній зоні на глибинах 0.02 еВ і 0.35 еВ Гб і Г7 точки відповідно. Показано, що всі двофотонні переходи власного ДФП є дозволено-забороненого (д-з) типу.

Виявлено донорно-акцепторні комплекси, які складаються з донорів і акцепторів, що займають найближчі вузли решітки. Для них визначено енергію перекриття для найбільш близьких пар, проведено пояснення поляризаційних залежностей смуг поглинання і розраховано інтенсивносні залежності зміни коефіцієнта поглинання зондуючої хвилі со2 (ДК(ш2)). наведеної хвилею накачування е>і на переходах між донором і акцептором. Зроблено припущення про природу цих комплексів.

Проведено дослідження особливостей густини станів електронів в Сі У-зонах і локальних рівнів в забороненій зоні. Виявлено, що в нелегова-них зразках існують три типи донорних центрів з рівнями енергії (її, <і2, (із, які залягають на глибинах Ес-0.43 еВ, Ес-0.61 еВ, Ес-0.85 еВ і центри з локальними рівнями Еу+0.45 і Еу+0.84 еВ. Локальні рівні гіі, сІ2, <із, проявляються також і у всіх спектрах легованих кристалів. Крім цього, в зразках, легованих Ві, виявлено ще рівні а1 і а/, які залягають відповідно на глибині 1.72 і 1.86 еВ від дна зони провідності. Обгрунтовано припускається належність рівнів й[ і а і одним і тим же тризарядним центрам, якими є комплекси, що складаються з двозарядних вакансій С(1 і ізоелектронних домішок Zn, атоми якого заміщують кадмій у вузлах кристалічної гратки. Встановлено, що з цими комплексами також пов’язані вузькі симетричні лінії 1.27 і 1.30 еВ, причому перша з них належить ДФП через віртуальні стани за участю фотона з енергією 1.27 еВ і ЬА-фонона з енергією 0.30 меВ. Виявлено, що оптичні переходи між С-зоною і центрами Е^0.45 еВ і Еї+0.84 еВ є забороненими. Приводиться пояснення, згідно якого рівень Еу+0.45 еВ, очевидно, належить вакансіям кадмію, а рівень Еу+0.84 еВ - домішковим атомам, які займають вузли Ссі і створюють глибокі акцепторні центри, якими можуть бути атоми Си, а не 2п, як було припущено в ряді робіт з цієї проблеми. На спектрах зразків, легованих Бе, встановлено три нові спектральні лінії з максимумами при /і®2= 1,63; 1.67; 1.71 еВ. Показано вірогідність того, що лінія 1.67 еВ належить переходам між основними станами комплексів, які складаються з донорних центрів Бе, що займає вузли фосфору і неконтрольованих акцепторних центрів, а лінії 1.63 і 1.71 еВ є фононними повтореннями лінії 1.67 еВ.

Практичне значення роботи. Експериментально реалізовано на Р-СсІРг новий метод неруйнівної діагностики особливостей зонної структури

і локальних центрів в забороненій зоні напівпровідників, що грунтується на' дослідженні модуляції лазерним імпульсом стаціонарного поглинання зондуючого випромінювання. Визначено природу і параметри глибоких локальних центрів в р-СсІРг і їх залежності від легування.

Розвиток методів розділення когерентних і некогерентних нелінійних процесів поглинання і їх дослідження в широкозонних напівпровідниках має практичне значення для підвищення точності, достовірності і розширення можливостей спектроскопії нелінійних оптичних властивостей, зонної структури, глибоких локальних станів, генерЯційно-рекомбінаційних процесів в напівпровідниках.

Одержані результати можуть бути використані як для більш глибокого розкриття фізичних принципів роботи і вдосконалення уже виготовлених на основі Р-СсіРг електронних елементів і приладів (дифузійних р-п-переходів, коректорів просторово-часового розподілу лазерних пучків, датчиків сильних магнітних полів, діодних структур з елементами перемикання, фотоприймачів лазерного випромінювання, приладів для ізоформного подовження тривалості лазерних імпульсів і обмеження потужності лазерного випромінювання) так і при розробці різноманітного обладнання в області нелінійної оптики, квантової та оптоелектронік. Зокрема, результати роботи по дослідженню резонансних ефектів ДФП можуть бути використані при підборі селективних по спектру нелінійних матеріалів з підвищеною оптичною нелі-нійністю для цілей квантової електроніки.

Одержані експериментальні результати і їх інтерпретація можуть мати також важливе значення для розвитку теорії всього класу сполук А2В52.

На захист виноситься наступне:

1. Виявлення в кристалах р-СгіР2 наявності РДФП при сумарній енергії двох фотонів 2.60 еВ, яке здійснюється через реальний проміжний рівень сІ3, що залягає в забороненій зоні на глибині Ес-0.86 еВ; визначення часу поперечної релаксації РДФП, поперечного перерізу домішкового поглинання лазерного випромінення, константи РДФП, рівноважної заселеності сіз-центрів; резонансні двофотонні переходи в Р-СсіРг є дозволено-дозволеного (д-д) типу.

2. Визначення методами амплітудної лазерно-модуляційної спектроскопії системи критичних точок зони Бріллюена першого роду і характеристики глибоких локальних центрів в забороненій зоні р-СсіРг- Встановлення в кристалах р-СсІРз наявності донорно-акцепторних комплексів.

3. Визначення енергетичної структури і симетрії електронних станів у валентній зоні і в зоні провідності р-СсіРз за спектральними і кутовими залежностями власного ДФП.

4. Встановлення суттєвої зміни оптичних характеристик кристалів Р-СсІРз при легуванні іх ізоелектронними домішками Ві і 2п і донорною домішкою Бе, що сприяє більш виразному проявленню на спектральних, інтенсив-носних і релаксаційних залежностях АКІщ) зонної і домішкової структури.

Особистий внесок автора. Автору належить: 1) участь в створенні експериментальної установки амплітудної лазерно-модуляційної спектроскопії; 2) участь в отриманні всіх експериментальних результатів; 3) участь в інтерпретації і обгрунтуванні експериментальних даних, визначенні їх місця серед результатів, отриманих іншими авторами; 4) оформлення результатів у вигляді наукових праць.

Ступінь достовірності та обгрунтування отриманих результатів. Достовірність та ступінь обгрунтування одержаних результатів забезпечується: поелементною атестованістю експериментальної амплітудної лазерно-модуляційної установки; статистичними методами обробки експериментальних величин; виключенням промахів і поправок шляхом коректування експериментальних параметрів за результатами'систематичних каліб-ровочних вимірювань на легованих міддю еталонних кристалах ІпБе ( Байду-лаєва А., Мозоль П.Е., Пацкун К.И., Сальков Е.А., Фекешгази И.В. “Способ неразрушающего контроля концентрации глубоких примесей в твердых телах”. Авторское свидетельство № 990026. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений СССР 14 сентября 1982 года), параметри яких були вивірені різними методами і в різних лабораторіях; доброю відтворю-ваністю одержаних результатів; узгодженістю експериментальних даних з теоретичними розрахунками і сучасними уявленнями фізики широкозонних напівпровідників; нсальтернативністю і несуперечливістю побудованих ін-терпретаційних моделей експериментальних результатів; апробованістю методики, яка проводилась шляхом співставлення результатів вимірювань добре вивчених кристалів (2п5е, йаР та ін.) з відповідними, відомими з літератури даними, які були одержані іншими методами (фотопровідності, фотокатодолюмінесценції, рентгенолюмінесценції, спектрів пропускання і відбивання); узгодженістю між собою результатів проведених комплексних вимірювань, зокрема, інтенсивносних, поляризаційних, кутових, релаксаційних і спектральних. Відлік проводився по двоканальній схемі, за якою один канал

з прямим відліком використовується як вимірювальний, а другий як канал порівняння, який дозволяє усунути нестабільність результатів. Переважна більшість результатів оброблялась на ЕОМ. Численні експерименти показали, що випадкові похибки вимірювань узгоджуються з законом розподілу Гаусса, для якого середнє арифметичне є найбільш імовірним значенням.

Проведені розрахунки і зображені на експериментальних графіках довірчі інтервали відповідають довірчим імовірностям 0.8. Висновки, сформульовані в дисертації, всебічно обгрунтовані і не суперечать один одному.

Апробація роботи. Основні результати доповідались і обговорювались на Всесоюзній науковій конференції “Оптика и спектроскопия и их применение в народном хозяйстве” (Кам’янець-Подільський, червень 1992 p.); Науковій конференції “Фосфор України - 93” (Львів, вересень 1993 p.); на Міжнародній осінній школі-конференції “Solid State Physics: Fundamentals & Applications” (Ужгород, вересень-жовтень 1994 p.); на Міжнародній коференції “Optical Diagnostics of Materials and Devices for Opto-, Micro- and Quantum Electronics” (Київ, травень 1997 p.); на щорічних звітних науково-практичних конференціях в Національному педагогічному університеті ім. М.П. Драго-манова (1992-1997 pp.). '

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в п’яти статтях і п’яти тезах перерахованих вище конференцій. Перелік основних робіт приведений в кінці автореферату.

Структура і об’єм роботи. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, основних результатів і висновків, списку використаних джерел. Вона складає 151 сторінку, з них 121 сторінка машинописного тексту, 28 малюнків,

4 таблиці. Список використаних джерел налічує 130 найменувань.

%

КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ містить в собі загальну характеристику роботи. В ньому обгрунтовано актуальність теми, визначено мету роботи, вказано наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, сформульовано основні положення, що винесені на захист.

В розділі 1 проведено огляд теорії, що лежить в основі результатів досліджень. Коротко викладено зміст загальної хвильової теорії ДФП і аналізуються наближені вирази, що одержуються з врахуванням частини проміжних зон і ексітонних ефектів для д-д і д-з переходів, а також розглядаються правила відбору для оптичних переходів. Особлива увага приділяється теоретичним дослідженням лінійно-циркулярного дихроїзму (ЛЦД) в напівпровідниках. Розглядається питання про вплив домішкових станів на когерентне і некогерентне нелінійне поглинання світла в напівпровідниках. Приведено основні відомості про ряд фізичних, в тому числі і нелінійних оптичних властивостей кристалів дифосфіду кадмію, що були отримані із

літературних даних і мають відношення до проведених досліджень. Розглянуто принципи нелінійної спектроскопії ДФП.

В розділі 2 описана оригінальна установка, що дозволяє вивчати нелінійні властивості широкозонних напівпровідників, розкриваються переваги двопроменевої методики над однопроменевою. Виводиться робоча формула для визначення АК(т2). Аналізуються практичні засади амплітудної і поляризаційної лазерно-модуляційної спектроскопії. Звертається увага на фактори, що ускладнюють вивчення ДФП і оцінюється їх можливий вклад в отримані результати. Викладено також методи статистичної обробки одержаних експериментальних результатів.

Розділ 3 присвячено результатам дослідження констант і типу ДФП в кристалах СсІР2 методами амплітудної лазерно-модуляційної спектроскопії. Показано, що існуюча в літературі велика розбіжність констант ДФП для Сс1Р2 зумовлена недосконалістю однопроменевої методики, яка, на відміну від двопроменевої, не дозволяє однозначно проводити розділення нелінійних некоге-рептних і когерентних процесів поглинання. Виконано комплекс спектральних,

ІНТеНСИВНОСНИХ, ПОЛЯрИЗаЦІЙНИХ, КуТОВИХ і КІНеТИЧНИХ ДОСЛІДЖеНЬ Л/С(ю2), оцінюються внески в АК(со2) когерентного ДФП і супутніх йому некогерентних процесів, що дозволило визначити коефіцієнт власного ДФП в СсІРг- Результати корелюють з розвиненою в літературі теорією для д-з типів ДФП в напівпровідниках з урахуванням континуальних ексітонних станів.

Вперше досліджено резонансне ДФП в С(іР2. Вимірювання проводились на нелегованих і легованих Ві зразках. Аналіз ітенсивносних, спектральних, кутових залежностей показав, що когерентна частина коефіцієнта поглинання зондуючого випромінювання К^2Кю2) складається із коефіцієнта власного ДФП (/=1) і РДФП (/=2). Була виявлена спектральна смуга РДФП з максимумом при енергії квантів зондуючої хвилі Лю2 =1.43 еВ.

Приділено увагу теоретичному аналізу РДФП. Показано, що при розповсюдженні світла вздовж оптичної осі кристалу некогерентне поглинання не залежить від типу поляризації пучків і кута між площинами коливання їх електричних векторів, тоді як К^(га2) суттєво залежить від того, чи є пучки лінійно чи циркулярно поляризованими. Причому коефіцієнти резонансного ДФП через домішкові рівні І відрізняються від

коефіцієнтів власного ДФП К^2\фо) спектральними, інтенсивносними, кутовими і поляризаційними залежностями. Показано, що РДФП пов’язане з д-д двофотонними переходами, тоді як власне ДФП - з д-з переходами. Інтенсивносні залежності власного ДФП є пропорційними, тоді як для РДФП через домішкові реальні стани І зазнають насичення, що пов’язане з

насиченням заселеності рівня І. Спектри власного ДФП є широкими смугами, а спектр РДФП являє собою вузьку лоренцеву криву. ;

Одержані експериментальні результати в смузі 1.43 еВ, які добре узгоджуються з результатами теоретичного аналізу. Визначено час поперечної релаксації електронів при РДФП: Т2=1 /Гст=4.3 • 1СГ14е.

При розповсюдженні випромінювання вздовж оптичної вісі с значення коефіцієнта РДФП для кристалів СгіР2 пропорційне косинусу кута між векторами площин лінійних поляризацій пучків; при кругових поляризаціях протилежно направлених спіраль^остей коефіцієнт РДФП досягає максимального значення, а для кругових поляризацій однаково направлених спіральностей рівний нулю.

Показано, що при легуванні зразка Ві РДФП зростає в 1.5 рази і відбувається на неконтрольваних домішкових рівнях СІ3, концентрація яких при легуванні зростає. Глибина їх залягання Ес-0.85 еВ. Розраховано значення коефіцієнта РДФП, яке становить 0.028 см/МВт.

Проведено дослідження залежності ДФП в кристалах С<іР2 тетрагональної модифікації від взаємної орієнтації векторів лінійно-поляризованих пучків світла і кристалографічних осей, звідки отримана інформація про особливості зонної структури СсіР2. При розповсюдженні пучків вздовж вісі с було виявлено, що залежність ДФП від кута ер між векторами поляризацій лазерного і зондуючого пучків еі і ег і від обертання кристала навколо його оптичної осі відсутня. У випадку розповсюдження пучків перпендикулярно вісі с спостерігається чітка кутова залежність ДФП від кута між еі і ег і залежність від кута між векторами еі 11 е2 і с. Для міжзонних та ексітонних переходів в кристалах кутова залежність визначається симетрією станів, між якими відбувається ДФП. Зроблено висновок, що ДФП в дифосфіді кадмію в області енергії двох квантів кт2 = (2.5^-3.11) еВ відбувається між зонами Г7 (Г4)-> Г7 (Г4), Г7 (Г5)->Г7 (Г3), Г6 (Гг,)-> Г6 (Гі). Обгрунтовано допущення про відсутність в спектральній області, в якій проводились вимірювання, переходів між станами Г6 (Г[, Г2) -> Г6 (Гі, Г2). Той факт, що ДФП в дифосфіді кадмію відбуваються між тими ж станами, між якими за правилами відбору для точкової групи дозволені однофотонні переходи, пояснюється відсутністю в дифосфіді кадмію центра інверсії. У цьому випадку можуть бути відмінними від нуля матричні елементи оператора дипольного момента і можливі дипольні переходи між усіма станами. Було виявлено розщеплення У-зони на підзони V|_, У2, У3 з симетрією Г7 , Ге, Г7 відповідно, яке становить 0.35 еВ (Уз—Vі) і 0.33 еВ (У3-У2). В С-зоні виявлено розщеплення на підзони Сі, С2 поблизу

точки Г зони Бріллюена, яке становить 0.46 еВ. Симетрія С^підзони Г^, а С2-гіідзони Г7. Причому до забороненої зони прилягають V| і Сі-підзони.

В даному розділі проведено подальше теоретичне і експериментальне вивчення акцепторних центрів СйР2 сучасними оптичними методами лазерної спектроскопії. З цією метою досліджувались нелеговані і леговані цинком і вісмутом зразки дифосфіду кадмію. Виявлено смуги з максимумами при ка>2 =1.77; 1.69; 1.50 і 1.60 еВ, які пояснюються на основі моделі донорно-акцепторних комплексів. Вони всі проявляються при взаємній орієнтації векторів еі і е2 під кутами 45°° до с і розповсюдженні пучків перпендикулярно с. Окремо досліджено для нелегованого зразка залежності величини цих смуг від кута між ними і площиною, в якій лежать вектори Є( і е2 , і віссю с при розповсюдженні пучків перпендикулярно с.

Із спектрів АК(а>2) виділено спектри, які пов’язані з переходами в донорно-акцепторних комплексах ДА^дд(©2), на основі аналізу яких була побудована модель комплексів, що складаються з донорів і акцепторів, які займають найближчі вузли гратки. При такому близькому розміщенні заряджених центрів комплекс діє як нейтральний диполь. Такий комплекс має дзеркально-поворотну симетрію третього порядку навколо вісі [111].

Розраховано енергію іонізації акцепторів, яка дорівнює 0.82 еВ, і експериментально виявлено домішкові центри на такій глибині. Отримано енергію перекриття для найбільш близьких пар ДЕ;-0.06 еВ, що підтверджує модель комплексів в найближчих вузлах гратки і добре узгоджується з отриманими результатами для С(іР2. Досліди, проведені з легованими 2п кристалами С<ЗР2, підтвердили допущення про те, що глибокими акцепторами в донорно-акцепторній парі є двозарядні вакансії кадмію. Домішки цинку заміщують кадмій у вузлах кристалічної гратки і легування приводило до зменшення інтенсивності смуг 1.77; 1.69; 1.50 і 1.60 еВ ’ Мілкими донорами можуть бути неконтрольовані домішки сірки, яка займає у гратці положення фосфору. В роботі приведена схема структури донорно-акцепторних комплексів Ау — Ддр і оптичних переходів, що здійснюються під дією лазерного і зондуючого випромінювання і зумовлюють появу вище вказаних смуг.

Експериментально було знайдено, що: інтенсивність смуги 1.77 еВ пропорційна СОЗфіБІПфз, де Фі І ф2 - кути МІЖ ОСЯМИ Єї, С І Є2, с відповідно; інтенсивність смуги 1.69 еВ пропорційна созфі[|соз(ф2+60°)| + | соз(ф2—60°) | ]; інтенсивність смуги 1.60 еВ пропорційна зілф[[! соз(ф2+25°) | + |соз(ф2-25°) | ]; інтенсивність смуги 1.50 еВ пропорційна зіпфівіпфг.

Проводиться пояснення поляризаційних залежностей смуг 1.77; 1.69; 1.60; 1.50 еВ шляхом співставляння кожному переходу між двома

станами а і в класичного диполя з власною частотою (йад=(Еа-Ед) / Ь. і амплітудою дипольного моменту, рівною матричному елементу переходу

ВаЬ=<а|о| Ь>, де О - оператор дипольного моменту. Кутова залежність смуги

1.77 еВ пояснюється наявністю для першої координаційної сфери одного ДИПОЛЯ 0[ і одного диполя Г>2. які орієнтовані паралельно вісі с. Диполь відповідає переходу між валентною зоною і акцептором аі, а диполь Бг відповідає переходу між а/ і донором, який знаходиться в першій координаційній сфері

Кутова залежність смуги 1.69 еВ пояснюється наявністю для другої координаційної сфери двох типів диполей Б2 і одного диполя Оі. Причому Ві І } с, диполі 02 розташовані під кутами приблизно +60° і -60° до с. Смуга 1.60 еВ описується одним диполем і двома диполями Э2, розташо-

ваними приблизно під кутами ±25° до с. Смуга 1.50 еВ описується одним диполем В[±с і одним диполем Бгі-с.

Проведено розрахунки інтенсивносних залежностей індукованого лазерним імпульсом коефіцієнта поглинання зондуючого світла на переходах між акцептором, який являє собою двозарядну вакансію кадмію, що утримує на орбіті електрон і дирку, і донором донорно-акцепторного комплексу. Одержані залежності добре узгоджуються з інтенсивносними залежностями смуг 1.77; 1.69; 1.60; 1.50 еВ. Визначено поперечний переріз поглинання квантів лазерного випромінювання для смуги 1.60 еВ, який складає 4* 10-18см2.

Виконано експериментальні дослідження особливостей густини станів електронів в зоні провідності і у валентній зоні Сс1Р2. Для таких досліджень використовувалась модуляція лазерним імпульсом домішкового поглинання зондуючого світла. Глибокі домішкові рівні енергії І використовувались в ролі опорних при визначенні зонної структури кристалу. Показано, що структура домішкового поглинання зумовлена спектральною

структурою поперечних перерізів поглинання зондуючої хвилі на переходах між валентною зоною і домішковим рівнем та домішковим рівнем і зоною провідності. Структура цих поперечних перерізів визначається зонною структурою кристалу. Особливій точці Мд-типу зонної структури відповідає початок сходинки в короткохвильову область, а Мз — початок сходинки в довгохвильову область спектру. Ці особливості спектрів були використані для виявлення Мо і М3-ТО-чок Сс1Р2. Отримувані глибини залягання М0 і Мз~точок корегувались шляхом співставлення спектрів, які належать різним глибоким домішковим рівням.

При аналізі спектрів було взято до уваги, що на глибині 0.35 еВ у У-зоні вже відома точка Мо-типу і на спектрах домішкового поглинання в зразках

С(іР2 п-типу були виявлені локальні рівні Ес-0.45 еВ і Ес-0.88 еВ, а ширина забороненої зони Ей=2.02 еВ. З урахуванням вище сказаного зроблено висновок, що домішковими центрами V, І'", І" є донорні центри, які мають в забороненій зоні електронні рівні енергії (і), сІ2, с!з, а смуга 1.72 еВ пов’язана з акцепторними центрами, які створюють в забороненій зоні рівень й[ на глибині Еу+0.29 еВ. В цьому випадку смуги 1:37 , 1.55 і 1.79 еВ пояснюються наявністю на глибині в зоні провідності 0.94 еВ особливої точки М0-типу, відстань якої від (І!, гіг, (Із приблизно дорівнює 1.37, 1.55, 1.78 еВ відповідно. Смуги 1.46, 1.64, 1.88 еВ можна пояснити наявністю в зоні провідності на глибині 1.03 еВ особливої точки Мо-гипу, а смуги 1.53, 1.78, 1.94 еВ — наявністю на глибині в цій зоні 1.09 еВ особливої точки М3-типу. Смуга 1.31 еВ узгоджується з наявністю на глибині в С-зоні 0.46 еВ Мо-точки, яка також добре проявляється на спектрах ДФП.

Аналіз особливостей смуги 1.72 еВ ( зокрема відповідних їй складових кінетики), зв'язаної з рівнем а^, дає можливість стверджувати про великий переріз захоплення на рівень а і вільних дірок. Причому до дії лазерного випромінювання, спостерігається значне спустошення арцентрів безпосередньо світлом зондування і підсвічування. Обгрунтовано також відсутність проявлення в нелегованих зразках арцентрів.

На основі розглянутих результатів досліджень побудовано схему оптичних переходів і домішкової та зонної структури для Р-СсіР?.

В розділі 4 проведено вивчення впливу легування на нелінійні і не-рівноважні оптичні властивості СгіРг- Проводились дослідження кристалів дифосфіду кадмію легованих вісмутом, цинком і селеном, причому з різним рівнем легування в кожному випадку. Монокристали СсіРг були одержані із парової фази в двозонній печі. Легування проводилось в процесі росту шляхом додавання легуючої домішки у вихідні компоненти, які брались в стехио-метричному співвідношенні. Тип провідності зразків визначався за знаком холлівської ЕРС. Нелеговані і леговані 2п і Бе зразки мали р-тип провідності. Леговані 0.5 ваг.% Ві і 1 ваг. % Ві — п-тип провідності.

Одержані на легованих 0.5 ваг.% Ві і 1 ваг.% Ві спектри АК((о2)< які відповідають значенням кінетики Д/(со2) в моменти 1=30-40, 200, 10-15 не. Спектри вимірювались при різних орієнтаціях хвильових векторів Ц2~\ еі, е2, с. Одержані спектри суттєво відрізняються від спектрів для нелегованих кристалів. Показано, що це зумовлено, зокрема, зміною типу провідності при легуванні кристалів вісмутом з р-типу на п-тип. Для п-типу кристалів лазерний імпульс спустошує глибокі домішкові рівні, які створюються не-контрольованими локальними центрами у верхній половині забороненої

зони, тоді як в нелегованих кристалах вплив лазерного імпульсу на заселе--ність цих центрів відсутній. і

На легованих 1 ваг % Ві зразках добре проявляються в забороненій зоні чотири домішкових рівня енергії: донорні - сії, <І2, с13 і акцепторний -а{, глибини залягання яких становлять 0.43; 0.61; 0.85 еВ від дна зони провідності і 0.29 еВ від вершини валентної зони відповідно.

Виявлено суттєву залежність структури спектрів АА(со;>) ВІД рівня легування зразків вісмутом. На спектрах зразків легованих 0.5 ваг.% Ві виявлений домішковий рівень сі, який залягає на глибині 0.55 еВ від дна зони провідності, тоді як на спектрах зразків, легованих 1 ваг.% Ві, він слабо помітний. Дослідження зразків з різним рівнем легування дало змогу виявити два типи акцепто-рних рівнів аі і аі, які залягають на глибині від дна зони провідності 1.72 , 1.86 еВ відповідно. В результаті аналізу спектральних, інтенсивносних і релаксаційних особливостей, пов’язаних з цими смугами АІб1\ (со2), було доведено, що рівні а! і а± належать одним і тим же центрам, якими можуть бути комплекси, що складаються з власних дефектів (двозарядних вакансій кадмію) і неконгро-льованих ізоелектронних домішок 2п, атоми якого заміщують кадмій у вузлах кристалічної гратки. Побудована відповідна схема електронних переходів.

На легованих 1 ваг.% Ві зразках проявляються інтенсивні вузькі симетричні смуги з максимумами 1.27 і 1.30 еВ. їх прояв на зразках легованих

0.5 ваг% Ві значно слабше, а на нелегованих і легованих 2п і Бе зразках вони зовсім відсутні. Проведено експериментальні вимірювання інтенсивносних залежностей смуг 1.27 і 1.30 еВ, а також викопано розрахунки інтенсивносних залежностей А(шг) Для індукованого лазерним випромінюванням міждомішкового поглинання зондуючого світла в системі нейтральний комп-лекс-заряджений донор, якщо комплекс являється тризарядним. Для таких тризарядних комплексів характер інтенсивносних функцій залежить від рівня легування зразка домішками, які міняють його тип провідності. Одержані експериментальні і теоретичні інтенсивносні залежності якісно узгоджуються. Встановлено, що тризарядні комплекси, з якими пов’язані вузькі симетричні смуги 1.27 і 1.30 еВ, є тими ж комплексами, з якими пов'язані дві асиметричні смуги з довгохвильовими краями 1.72, і 1.86 еВ.

Показано, що локальний рівень гі2 (Ес-0.61 еВ) належить атомам Ві, що заміщають Ссі, а домішковий рівень (1 (Ес-0.55 еВ) — вакансіям фосфору.

Результатом аналізу експериментальних залежностей смуг 1.27 і 1.30 еВ є висновок, що спектральна лінія 1.27 еВ є фононним повторенням лінії 1.30 еВ. Основним аргументом на користь цього є подібність інтенсивносних залежностей цих ліній. Відповідні фонони з енергією ЗО меВ були вияв-

лені на спектрах КРС С(іР2 в поляризованому світлі при є) |:с. Показано,-що лінія фононного повторення 1.27 еВ зумовлена двоквантовим поглинанням через віртуальні стани за участю фотона з енергією 1.27 еВ і ЬА-фонона з енергією 0.30 меВ в точці 25й. Для цих ліній побудована відповідна схема оптичних переходів.

Проведено дослідження впливу домішок ізоелектронного цинку на оптичні властивості СсіР2. Одержані спектральні, інтенсивносні і релаксаційні залежності АК^^і (ш2) на зразках С<іР2, легованих 1 ваг.% 2п і 5 ваг.% 2п. На всіх отриманих спектрах добре проявляються смуги у вигляді сходинок з довгохвильовими краями при /гю2= 1.26 і 1.65 еВ. За вже відомими точками Ван-Хова М0-типу визначено відповідні цим смугам глибини залягання доміш-кових рівнів: 0.45 і 0.84 еВ над вершиною валентної зони. Показано, що ці рівні можуть бути пов'язані з неконтрольованими домішками міді. Домішкові центри в забороненій зоні на глибині 0.85 еВ проідентифіковані як такі, що належать домішкам кисню, якого неможливо позбутись при вирощуванні кристалів, особливо при наявності низького вакууму. Виявлено звуження енергетичної щілини між валентною зоною і рівнем сіз при високих рівнях легування СііР2 цинком і дано пояснення спостережуваного явища.

В роботі проводились дослідження впливу домішок Бе на оптичні властивості Сс1Р2. Одержані спектральні, інтенсивносні і релаксаційні залежності на зразках легованих 0.5 ваг.% Бе. В легованих кристалах

проявились три нові спектральні лінії з максимумами при /ко2=1.63, 1.67 і 1.71 еВ, а смуга з максимумом при /ісо2=1.84 еВ, яка добре проявлялась на нелегованих і легованих Ві і Тп кристалах, стала при легуванні Бе слабо помітною. Показано, що найбільш ймовірною причиною виникнення лінії

1.67 еВ є утворення донорними центрами Бе, які займають вузли фосфору, з неконтрольованими акцепторними центрами комплексів, що мають в забороненій зоні збуджені електронні стани. Лінії 1.63 еВ і 1.71 еВ ідентифіковані як фононні повторення лінії 1.67 еВ. Причому лінія 1.63 еВ зв'язана з емісією фононів, а лінія 1.71 еВ — з поглинанням фононів. Симетричність цих ліній відносно лінії 1.67 еВ в точці 2 зони Бріллюена говорить про їх можливий зв'язок з емісією і поглинанням одного і того ж Ш-фонона, енергія якого дорівнює приблизно 40 меВ. На користь цього припущення є і той факт, що в спектрах КРС С(ІР2 також виявлені ці фонони при 4.2 К.

Неконтрольованими акцепторними центрами можуть бути вакансії кадмію або залишкові неконтрольовані домішки, наприклад, мідь. Характер отриманих інтенсивносних залежностей якісно узгоджено з проведеними в роботі розрахунками інтенсивносних залежностей А^!^(и2) для модульованого лазерним

імпульсом всерединіцентрового поглинання зондуючого світла на переходах між основними І; і збудженими // станами електронів в комплексах СиСс)5ер (УсеїЗер). Побудовано схему оптичних переходів, яка пояснює характер одержаних на легованих селеном СсІРг спектрів і їх інтенсивносні залежності.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ РОБОТИ

1. Комплексними дослідженнями спектральних, інтенсивносних, поляризаційних, кутових і релаксаційних залежностей проведено розділення некогерентних і когерентних нелінійних процесів і одержані характеристики нелінійних оптичних властивостей, особливостей зонної структури, глибоких локальних центрів і генераційно-рекомбінаційних процесів в кристалах Р-СсІРг-

2. Виявлено РДФП при енергії двох фотонів 2.60 еВ. Показано, що РДФП здійснюється через реальний проміжний рівень гі3, що залягає в забороненій зоні на глибині Ес-0.85 еВ. Визначено час поперечної релаксації електронів при РДФП, поперечний переріз поглинання квантів лазерного випромінювання на переходах с!3 — зона провідності, рівноважна заселеність гіз-центрів легованих вісмутом зразків і константа РДФП, які становлять 4.3* 10-14сек, 1.25’ 10_І7см2, 0.95 і 0.028 см/МВт відповідно. Встановлено, що резонансні двофотонні переходи в р-СгіР2 є д-д типу.

3. На нелегованих і легованих зразках р- і п-типів виявлено вузькі симетричні смуги поглинання з енергіями максимуму при 1.77; 1.69; 1.60 та 1.50 еВ, які суттєво залежать від взаємної орієнтації електричних векторів хвилі накачування, зондуючої хвилі і оптичної вісі кристалу с. Ці експериментальні результати добре пояснюються в рамках комплексів, які складаються із глибоких акцепторів — двозарядних вакансій кадмію, що утримують ш орбіті електрон і дирку, і мілких донорів — неконтрольованих домішоі сірки, які займають положення вузлів фосфору в 1 -й, 2-й, 3-й і 4-й коорди наційних сферах відносно вакансій кадмію. Для найбільш близьких пар визначено енергію перекриття, яка становить 0.06 еВ. Проведено поясненш поляризаційних залежностей смуг індукованого поглинання в донорно акцепторних парах на основі принципу відповідності між інтенсивністю поляризацією випромінювання і поглинання світла при квантових перехода: електронів і інтенсивністю і поляризацією випромінювання класичним диполем.

4. Виявлено, що в області енергій двох фотонів /га>і+ /ію2 = (2.5+3.11) еі власне ДФП відбувається між зонами Г7(Г4)->-Г7(Гз), Г7(Г5)->Г7(Г3) Г6(Г6)->Г6(Г1). Визначено, що дно зони провідності має симетрію Г6, а вер шина валентної зони Г7. В зоні провідності на глибині 0.46 еВ виявлен

особливу точку густини станів Мо-типу, що має Г7 симетрію, а у валентній зоні на глибинах 0.02 і 0.35 еВ особливі точки М0-типу з симетрією Г6 і Г7 відповідно. Підтверджено, що всі власні ДФП являються д-з типу.

5. Проведено дослідження особливих точок густини станів першого роду в С- і У-зонах р-СіР2. Для таких досліджень використовувалась модуляція лазерним імпульсом стаціонарного поглинання зондуючого світла на глибоких локальних центрах в забороненій зоні. В С-зоні на глибині 0.46;

0.94; 1.03 і 1.18 еВ виявлено особливі точки Мо-типу, а на глибині 1.09 еВ особливу точку Мз-типу. У валентній зоні виявлено особливі точки Мо-типу на глибині 0.35; 0.68 і 0.81 еВ.

6. Виявлено локальні центри, які належать неконтрольованим дефектам кристалічної гратки і створюють в забороненій зоні енергетичні рівні Е- 0.43 еВ ((І!), £с-0.61 еВ (а2), £с~0.85 еВ (<13) і £„+0.29 еВ (гц), £„+0.45 еВ, £„+0.84 еВ. Проведена ідентифікація цих локальних рівнів. Зокрема встановлено, що центри сі[ є міжвузловим кадмієм, а (і2 - вакансіями фосфору; релаксація нерівноважної заселеності центрів сії Дуже швидка, центрів с!3 повільніша, а сіг значно повільна.

7. Легування ізоелектронними домішками Ві і 2п приводить до суттєвої зміни оптичних і релаксаційних характеристик Р-С(ЗР2, сприяє покращанню прояв зонної і домішкової структури кристалів. Локальні рівні сії, (із, (із проявляються у всіх легованих кристалах. В зразках з високим рівнем легування вісмутом виявлені також акцепторні рівні Д; і а’і, які залягають на глибині 1.72 і 1.86 еВ від дна зони провідності. На основі аналізу інтенсивносних залежностей спектральних смуг з довгохвильовими краями 1.72 і 1.86 еВ, встановлюється належність рівнів ау і а'і одним і тим же центрам, якими є комплекси, що складаються з двозарядних вакансій Сеі і ізоелектронних домішок неконгрольованого 2п, атоми якого заміщають кадмій у вузлах кристалічної решітки. Встановлено, що з цими комплексами також пов’язані вузькі симетричні спектральні лінії 1.27 і 1.30 еВ. Причому лінія 1.30 еВ належить міждомішковим переходам між комплексами в стані а'\ і донорними центрами, які являються атомами Ві, що заміщають атоми кадмію в кристалічній граттці і створюють енергетичні рівні в забороненій зоні на глибині 0.55 еВ від дна зони провідності; а лінія 1.27 еВ належить двоквантовим переходам через віртуальні стани в точці 2£ за участю фотона з енергією 1.27 еВ і ЬА-фонона з енергією 0.30 меВ. Виявлено, що оптичні переходи між локальними центрами £„+0.45 еВ і £„+0.84 еВ і зоною провідності є забороненими. На основі проведеного аналізу встановлено, що рівень £„+0.45 еВ належить вакансіям кадмію, а рівень £„+0.84 еВ — неконтрольованим домішкам, що займають вузли кадмію і створюють глибокі

акцепторні центри, якими можуть бути атоми Си. На спектрах зразків, легованих Ві, проявляються також на глибині приблизно Ес-0.11 еВ домішкові центри, якими можуть бути ізоелектронні по фосфору атоми Ві.

8. Легування Бе приводить також до суттєвої зміни оптичних і релаксаційних характеристик кристалів. Спостерігається залежність цих змін від рівня легування. Але на всіх спектрах легованих Бе зразків спостерігаються три нові спектральні лінії з максимумами при /гш2=1.63, 1.67 і 1.71 еВ, а також спектральна смуга з довгохвильовим краєм при /го>2= 1 -68 еВ. Встановлюється, що лінія 1.67 еВ належить перходам між основним і збудженим станами комплексів, які складаються з донорних домішок Бе, що займають вузли фосфору в кристалічній гратці і неконтрольованих акцепторних центрів, а лінії 1.63 і 1.71 еВ є фононними повтореннями лінії 1.67 еВ. Смуга

1.68 еВ належить переходам між основними станами цих комплексів і зоною провідності.

Основні результати роботи опубліковані в наступних статтях і тезах конференцій:

1. Пацкун И.И., Тычина И.И., Колесник И.А. Резонансное двухфотонное поглощение в Р-СсІРг // ФТТ. - 1998. - № 7. - С. 1252-1256.

2. Пацкун І.І., Тичина І.І., Колесник І.А. Лазерна спектроскопія донорно-акцепторних комплексів Р-СсіРг // УФЖ. - 1997. - № 9. - С. 1105-1109.

3. Пацкун І.І., Тичина 1.1., Колесник І.А. Особливості зонної структури СсіРз тетрагональної модифікації // УФЖ. - 1997. - № 9. - С. 1110-1115.

4. Пацкун И.И., Тычина И.И., Колесник И.А. Особенности зонной структуры Сс1Р2 тетрагональной модификации // Известия вузов. Физика. -1998. - № 4. - С. 64-68.

5. Пацкун И.И., Тычина И.И., Колесник И.А. Лазерная спектроскопия

донорно-акцепторных комплексов в СсІРг тетрагональной модификации // Известия вузов. Физика. - 1998. - № 7. - С. 83-88. '

6. Колесник І.А., Корець М.С., Пацкун І.І. Кутові і поляризаційні залежності резонансного нелінійного поглинання в Сс1Р2 / / Всесоюзна наукова конф. “Оптика и спектроскопия и их применение в народном хозяйстве”. -Кам’янець-Подільський, 1992. - С.

7. Колесник І.А., Пацкун 1.1., Тичина 1.1. Амплітудна лазерно-модуляційна спектроскопія нелінійного поглинання в CdP2 // Наукова конф. “Фосфор України - 93”. - Львів, 1993. - С. •

8. Колесник І.А., Пацкун І.І., Тичина І.І. Дослідження локальних центрів і особливостей зонної структури P-CdP2 // Наукова конф. “Фосфор України - 93”. - Львів, 1993. - С.

9. Kolesnick І.А., Patskun І.І., Tychina І.І. Resonant twophoton absorption in P-CdPj // Proc. Intern. School-Conf. “Solid State Physics: Fundamentals & Applications” (SSPFA’94). - Uzhgorod (Ukraine), 1994. - P. 49.

10. Patskun 1.1., Tychina 1.1., Kolesnick I.A. Laser sperctroscopy of P-CdP2 /7 Intern. Conf. "Optical Diagnostics of Materials and Devices for Opto-, Micro- and Quantum Electronics” (OPTDIM’97). - Kiev (Ukraine), 1997. - P. 58.

Сліпухіна І.А. Лазерна спектроскопія СсіРг тетрагональної модифікації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10. - фізика напівпровідників та діелектриків. -Волинський державний університет ім. Лесі Українки, Луцьк, 1998.

В дисертації проведено експериментальне і теоретичне дослідження нелінійних оптичних властивостей, зонної структури, глибоких локальних центрів і комплексів та генераційно-рекомбінаційних процесів у мало вивченому нелегованому і легованому Ві, 2п і Бе СгіРг тетрагональної модифікації. Розвиваються методи лазерної спектроскопії напівпровідників. Вперше цими методами виявлено і досліджено резонансне двофотонне поглинання, вісім особливих точок густини станів електронів першого роду в С- і V-зонах, ґ'

9 типів локальних центрів в забороненій зоні, три типи домішкових комплексів, двоквйнтові переходи електронів за участю фотонів і фононів. Проводиться ідентифікація домішкових центрів і комплексів.

Ключові слова: нелінійні оптичні властивості, зонна структура, лазерна спектроскопія, резонансне двофотонне поглинання, фонон.

Слипухина И.А. Лазерная спектроскопия CdP2 тетрагональной модификации. — Рукопись. ;

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10. - физика полупроводников и диэлектриков. -Волынский государственный университет им. Леси Украинки, Луцк, 1998.

В диссертации проведены экспериментальные и теоретические исследования нелинейных оптических свойств, зонной структуры, глубоких локальных центров и комплексов, а также генерационно-рекомбинационных процессов в малоизученном нелегированном и легированном Bi, Zn и Se CdP2 тетрагональной модификации. Развиваются методы лазерной спектроскопии полупроводников. Впервые этими методами выявлено и исследовано резонансное двухфотонное поглощение, восемь особенных точек плотности состояний электронов первого рода в С- и V-зонах, девять типов локальных центров в запрещенной зоне, три типа примесных комплексов, двухквантовые переходы электронов с участием фотонов и фононов. Проводится идентификация примесных центров и комплексов.

Ключевые слова: нелинейные оптические свойства, зонная структура, лазерная спектроскопия, резонансное двухфотонное поглощение, фонон.

Slipuhina I.A. Laser spectroscopy of CdP2 о! tetragonal modification. — Manuscript.

Thesis on adjudges research degree of candidate of physical and mathematical sciences on specialty 01.04.10 - physics of semiconductors and dielectrics. -Lesi Ukrainki Volynsk State University. Luck, 1998.

Three research works are defended. This thesis is dedicated to experimental and theoretical studies of nonlinear optical properties, band structure, deep defects as well as their complexes, and generation-recombination processes in poorly investigated undoped and doped with Bi, Zn, Se cadmium diphosphide. The methods of laser spectroscopy of semiconductors are developed. For the first time resonant two-photon absorption, eight specific points of the first order of the density of electron states in the conduction and valence bands, nine types of the local states in the gap, three types of doping complexes and two-stage electron transitions which involve photon and phonon are detected and investigated using these methods. Identification of deep defect centers is performed.

Key words: nonlinear optical properties, band structure, laser spectroscopy, resonant twophoton absorption, phonon.

Підписано до друку 10.09.98р. Наклад 100 прим. Зам. № 183 Замовне. Віддруковано на “ШЗО” МП “ЦБС” Луцьк, Дубнівська 23, т.(03322) 4-00-97