Оптические и фотоэлектрические явления в Ca Se и его аналогах при различных уровнях возбуждения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

институт фотоэлектроники

ан азербайджанской республики

р 1

0 0/] На правах рукошгея

' .; удк 621.315.592

ДЖАХАНГИРОВА СОНА АЛИ кызы

ОПТИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В йа8е И ЕГО АНАЛОГАХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УРОВНЯХ ВОЗБУЖДЕНИЯ

0!. 04. 04 — физическая электроника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

баку — 1ю4

Работа выполнена на кафедре физики нолупроводникоз Бакинского Государственного Университета.

Научные руководители: доктор физико-математических наук, профессор

КЯЗЬШ-ЗАДЕ А. Г.

доктор физико-математических наук,пряр САЛМАНОВ В. М.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор

СЕИДЛИ Г. С.

доктор физико-математических наук АСКЕРОВ Ш. Г. Ведущая организация: Институт физики АН Азербайджан-

часов на заседании Специализированного Совета Н—004.25.01 по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук при Институте фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики по адресу: г. Баку, ул. Ф. Агаева, квартал 555.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института фотоэлектроиики АН Азербайджанской Республики.

ской Республики, г. Баку.

Защита состоится «

Автореферат разослан «

Ученый секретарь Специализированного Совета, д. ф.-м. п., профессор

НУРИЕВ И. Р.

Актуальность темы: Полупро водника выз соединения тина в

частности монокристаллы В/Х бб ■>1/ьЗ& и твердые растворы на их зснове кристаллизуются в слоистой структуре и характеризуются отеши;-чой анизотропией химических связей. Это приводит к анизотропии электронных и фскоишх состояний и соответственно, появлению специ'ичзс-ких особенностей их физических свойств. Однако возмо-чности, которые открывают з?и кристашш для изучения целого ряда новых явлений б области физики полупроводников и для практических приложений, далеко не исчерпаны, и интерес к этим соединениям постоянно возрастает.

Особы? интерес представляет изучение взаимодействия лазерного света с указа/гаши'.-'кристаллами, особенно,в области, спектра, где происходит резонансное поглб^ягае света примесными и зкситонныии состояниями. Внсояая ,юлохр9мга1гЧгмс^& а большая интенсивность лазерного света позволяю? окределй?ь"$онкую структуру-«скальных состогли^, что часто приводит к появлеккэ новых явяеняй? насзщенаб- поглощения, коллективизация экситсков и образовали с? электрошю-дырочксй жидкости, нелинейные оптические и гаотоэлектричесние явления и т.д. С другом зтороны при зыссекх уровнях оптического возбуждения, большая коицан-грация неравновесных носителей ыояет привести к появлении ряда hop.it,: «ндуцировашых явлений, при достаточна большой интенсивности лагерного света в полупроводниковых системах часто происходит лагостроЛка дефектных состояний: отхкг радиациодапх и структурных де-;е:<тоз, пере-фисталлигпция приповерхностных областей, ускорение диффузии, тайге плавление и испарение вещества, что представляет верное зньтоюо фи изготовлении полупроводников!« приборов ¡1 диодньс: структур. Подоите вопросы ь указанных кристаллах к ностся^зну пре*енк иьслгдо фа;'не мало.

•Делью настоящей работы яэгязтея: изучение осоСъъ'.-ли'.Я [ейстыия лазерного света с очергие,; ггяанг&ЛР" 1»35 эЯ - мс;;-.;; :з-

/

■галлами ¡JÜ Sq и его .тройными аналогами в широком диапазоне изменен® температуры и электрического поля: установление связи зонной структуры соединений со средним зарядом ядер; определение основных пг pav.eipoB диодных структур на основе монокристаллов Ga.Se ,1л Se . также выявление новых возможностей лазерной технологии.

Для достижения указанной цели были поставлены следущие задачи:

- анализ известных результатов по исследованию зонной структуры и установлений особенностей формирования краев зон монокристаллов^^

- анализ извесгнмх данных и установление связи ширины запрещение зоны соехик-зний типа А^В^1 и 00 сРеДним зарядом ядер:

- экспериментальное изучение оптических свойств монокристаллов ОdSe и ого тройных аналогов при возбуждении лазером с энергией кванта л 1,96 эВ з широком диапазоне-изменений температуры и электрик кого ПОЛЯ" ■ •.

- установление возможности изготовления управляемых оптических . фильтров длг. лазерного света на основе монокристаллов и его тройных апологов:

- изготовление диодшлс структур на основе цонокристаллов и/1 Se ÚO. Ss и гксгютяаийльнос иссяедЗвайие -их злектричесних и фотоэлекщ 'i.jckhx сбо/.с'гп при низких и высоких уровнях возб^детшя:

- установление возможности изготовления омических контактов к GaSe.n получвник пленок<SbS0 с помощью, лазерного облучения и г.оз-

ГрНКИ.

Нд.у-эдал новизна. На основе приведенных исследований впервые под) чеки результаты: .

- показано, что в известных работах по зонной структуре монскрис г:а.гчос В a Se. и ого троРннх аналогов вклад катионов б оормкровгичиа лотслхг «йлонгаей sow? несколько зигыаек.., а в формкровиши дна гоны

- К£ос>одидс?к несколько ггкиьзн

- установлено, что ширина запрещенной зоны я температура пдазле-нзя соединений-аналогов в системе и А^1 лина№о зависят от срэднего заряда ядер:

- предложена методика лазерной спектроскопии для исследования акситокных и мелких примесных состоянии б полупроводниках:

-■определены основные параметры йоточувствитель.чых диодных структур на основе монокристаллов Зп$е. и Е-0.&2.

- показана возможность изменения оптических, и фото;,лектри%'ескж свойств монокристаллов ТЕпод действием лазерного облучения:

- покарана возмозкность изготовления о?/::ческнх контактов к монокристаллам Ба. Зв -.методом лазерного облучения:

- методом лазерной еозгонки получены и ксследоваш структуры пленок сегнеторлектрика-полупроводника <

Практическая ценность. Предложенная в диссертации методика лазерной спектроскопии .может быть использована определения параметров гкеитошшх и мелких прю/есных состояний в широком круге полулрозедип-ков, а также, для исследования характеристики дефектов в'облученных кристаллах. Полученнке в диссертации'результаты позволяет рекомендовать монокристаллы ¡ТО. <5<? и твердые растворы на их основа для изготовления оптических фильтров и низкочастотных модуляторов лазерного света с энергией кванта Ат? = 1,-5 зВ, пропускание :ютор:л мо.ге? управляться температурой или током, приемников света, рас'оз н видимой и близкой Ж области спектра, Практическая интерес продстои-ляет также установление возможности изготовления омичеек><х контактса методом лазерного облучение и получеь-кя пленок &Ь ВО м-зтолом ."?-зернол возгонки. .

Защищаемое положения. На эециту выкосятся еяедугпга похо&тл и факты;

. - э соединениях ткяа взфкна з.игр€-г:с-нной ¿у,-

иеЯно зависит от среднего заряда ял ер:

- б -

- методика лазерной спектроскопии мелких пршесшх и екситонных

состояние в полупроводниках: .

- монокристаллы Bq. SB и твердые растворы на их основз мсгут быть использованы для изготовления оптических фильтров лазерного света с энергией кванта hî) «1,95 эВ, управляемых температурой и током:

- диодные структура на осноье монокристаллов Bd & и On Se. •„сгут быть использованы в качестве фото.приошшков и фотоэлементов при ьизких и высоких уровнях возбуздешя:

- методом лазерного облучения молио создать омические контакты л монокристаллам В(Х Sg ! •

- тонкие пленки сегнетозлектрика-полупровсдника SbSO с удовлетворительно совершенное. структурой могут бнть полнены методом лазер ной возгонки. ' • • • '•

Апробация работы. Основные результаты диссертации догладывались на Всесоюзном научно-техн^еском сёиинаре по радиационным.эффектам в полупроводниковых приборах /Еаку,19Э1/, II Всбсоюз, конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках /Ашхабад,1У91/, на XXX конйоренцш: Европейской группы высоких давлений /.Баку, 1922/, на Рее- ' публикансксй конференции Чизика - 93" /Беку, 1593/ и на семинарах ка-фздры физики полупроводников Бакинского государственного университета,

11\бхг.г.кл'.к. 'jci-.otjKcg содерт-:ие диссертации опубликовано е S научных. работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глаи и основных выводов. Она представлена на 155 страницах мши полисного текста, содержи* «U рисунка, 3 таблицы. Список лнтературь кидючп*т 105 наименований литературюи гсточликоз»

. Содер^ыше работы,

^.'ЙЙЙШШ обоснована актуальность Т'3.«ы диссертации, с&ожуяи-^ок^нч каушад ¡гсзмзна, практическая г >сть пэдучеьнък розуль"атсв

и основные положения, пыносише на мащиту, а такте излагалось краткое содержание- диссертации.

В первой главе описана кристаллическая структура монокристаллов 8& ' Л ,» дп&е а тБорцкх растворов на юс основе, приведен краткий обзор по исследованию юс зонной структуры, на осноре анализа концентрационной зависимости рада зонных- параметров монокристаллов Ба8в и его тройных аналогов сделан внзод о втааде катионоз в формирование краев зон, а таж.;е установлена связь между, шириной запращешой зоны соединений типа и со сродним зарядом ядер.

Анализ литературных дата о.. по исследо;-.-:кй зснной структуры ¡}(2 &Р.' показывает, что,в.настоящее время более НриЕН'.г.-гл! считаются работы шгшгера и'др», в которых зонная структурвычислена ивтодсы эмпирического псеЕдоцотенщала.

Авторы этих работ сделаем вывод о том, что лн-» зоны проводимости Злбв в центре зоны Бриллюэна в »очае Г еог'-едаь? синыетркеЯ Го и формируется в основном из 3 и Ра - орбитавзй атоаов $6 с небольиим подмешиванием электронной плотности анионов ¿гй, а абсояггкш доиимуы зоны проводимости в тощее М- обладает симметрией Мд и формируемся

в основном из Р„ - и Р.. - орбитолей атомов вв так.~о при учаегшш .* У

атомов ¡га . В формирование потолка валентной зоны кро^о орбаталеЯ 5е . существенный вклад вносят 5 - уровни Во. . Анализ яошентрйцнеи-ноЯ зависимости краев зоны в тзерцых растворах Б& 3-, 6б а

Зпх&С1 $6 « вычисленное нами ка основе жзБестжс лчачений взличины электронных средств монокристаллов /Йгд5с , О П. и Во.8 показывав», что вклад атомов /г а, при формирования потолка ьо;т, ио-видиио;.!у» несколько з&зшен"^, а фо&ащъшя,дна ьо;ш ярогсск-осги как в точке Г, так и я »очко ¿1 настолько зонкгзю"« /ЬьСуштжнз, соо»ве»е»вуицие вычисления поьазвг&ю», что измонежм' :

¡10.1 ЗОИ-' ДЛЯ НрЯНЮС /4Г"/ И НвГфШ!« /А. / Пврэ;.:;.?Г>:% гокге т,-

- а -

пение краев зоны проводимости А^ » Л-6 и потолка валентной зоны Д

сС с

в твердых раствораxGaS^Se^^ получают значения я* S00, & ** 500,

AfV 200. At Ъ ООО к А я 1100 мэВ. Соответствующие параметры в твер-У" -У (-

растворах Cltt Зе получают значения 4 ^.750, ^ 810•

* / ^ ✓ »

Л ^ 1140, « 1200 и <5 400 мэВ. Из. этих данных отчетливо видно, что в твердых растворах iS^» положение потрлка валентной зоны

кзнявгея с составом более сильно, чем положение краев зоны прово,т.иуос-ти з тоугсе М /нетожыа перехода/ и особенно в точке Г /прямые перехода/. Наоборот, при замена катиона в твердых растворахЗя^я-^уS& положение потолка валентной -зоны в точке Г меняется более слабо,чем дно 3o;;i" проводимости кал в течке Г , так и в точхе М. Если учитывать, что потенциал ионизации атомов S А-10,Зб эй/ несколько больше, uf.v. потенциал ионизации атс.\:ов £>в !~ 9,7С эВ/, а потенциал ионизации атс:оъ-!7п/"'Ъ,7д :<В/ значительно меньше', чзк потенциал ионизации ато-)-:ойВл /~1б,П гВ/, то указанные визе факты позволяют сделать вывод о то!.:, что в <?ормирояалии краев валентно?, зоны в¿<2&Q и его тройных апшеггл оолюакуа роль играют орбитами анионов о небольшим вкладом «томов ffci. Поэтому аамена галлия индием не влияет эаиетио на положение псто.:;;а валапто;, пони в твердых' растворах Un&CL S& несмотря

/.д•

на то. что при ; той потенциал ионизации катиона сильно ¡.;е.чяоасл. 11ч-балько,; одмг А^ 300 мэН при отом обусловлен де-Уормацией решетки. .У. е ор^про: awm дна зоны проводимости как б точке Ц , так и и точке Г npove оржале,! атоксв солена существенны.": вхлед даот орбптали патко-кс-р.' ГЬ. тому при aaveuo галлия индием наблюдается относительно бсльшо [■ зон:; проводимости, чал при замене на S . а последнем параграфе данноЛ г.-авк установлена связь не^ду влш-ной гокк и средним зарядом ядер в -.оь'о..-]пстсл.'.ах соедине-

на.! inns A^iT1 а .

Известно, что сирина запрещенной зоны полупроводника непосредственно зависит от характера химической связи. Анализ литературных даь-ных показывает, что характер химической связи зависит от среднего заряда ядер, из которых образовано данное соединение. Постому следует

ожидать некую корреляцию между £а и средним зарядом едет> % . Такал

а * . Ч> .

корреляция действительно наблюдается в элементарных полупроводниках

ЗУ группы, з соединениях А<¥и кЧ1, в которых линелко ум-знгаа-ется с ростом 2 Проведенный наш анализ показал, что лике,':ная зависимость между ^ и Ср наблюдается и'в соединениях и А^Ну1, которая может быть описана простой эыпирич-зегой формулой &„ = £ - ы. 2Г. ■ еде - параметры -и сб -получают значения. эВ: Ы, я о.СсзОзВ I 3,40 ¿В: 'еС = 0,045 эВ для соединена,? и А^В?1, соответственно. Наблюдается такие зависимость температуры плавления от среднего заряда ядер з каждой группе соединений аналогов, если последние сг-эуппировать по принципу постоянства., яап:окообр?.,гоьг .геля. Сти зависи-«ости, по-видимому, связаны с уменьшением доли ионной связл и с увели-гением' составляющей металлической связи с ростом 3

Во второй главе диссертации предложена новая методика лазерной ¡пектроскопии для исследования «едких - примесных и екситогппд состояний > полупроводниках'и приведены экспериментальные результаты по ксследо-конто примесных и'экситонных состояний в ¡TQ.Se. •

- Рассмотрены особенности оптических свойств лолупрсяоднккси в об-асти примесного, эксягонного и кекзонкого поглощения, яодробне' аксди-ированн механизмы температурной зависимости сиринк запрещенной зоны олупроводников и описана суть предлагаемого метода, которая паклг'таг;';-я в следующем. Полупроводяивовш'1. образец, покещешшй в .термостате, осекается излучением лазера с анергией кванта к"? и ик'ердатс.т интенсив-оеть гг-огсдргсго через образец евзта в зависимости о? или

ока, приводящей к нагреву образца. Энергия хгшгта лазерного с;, эта «.<(.--

- 1С - ;

бтоается таким образом, чтобы она-была меньше, чем ширина запрещенной зоны Ьд /Т/ полупроводника порядка онергии сзязи мелких приьескых или ;. кситонных состояний. В области относительно: низкик температур, когда < /?/, при отсутствии мелких примесных или скситоиных состояний на лроксходмг заметное поглощение света и наблюдается максимальное пропустив, С ростом температуры ширина запрошенной зоны полупроводника /..•еныластся и при некоторой температуре выполняется соотношение Ау- > /7/, и дальнейшим увеличением температуры /или тока/ интенсивность про- ■ -•-глогс через образец света резко падает ^следствии сильного поглощения. Лр;; наличии при-.'еснчх и ькситоккых состояний вблизи краев зон свет пог-

¿ю:..'ййтся и. в области /с"/ ^бь/Т/. Поскольку примэсные уровни или экситон-

а :

ныо состояния связаны с определенными зонами и .обычно вместе с ними карательно смлр.аются с температурой, то/при соответствующих .температурах, хгда /гр резонансно совпадает с энергией ёг Ензр-

гия связи примеси или окситона при данной температура/, будут наблюдаться минимумы в зависимости пропускания от температуры. Если учесть ьысо-. путо монохроматичность лазерного света, а такке тс, .что для большинства полупроводников термический у.сзф^'лцтнг ширины запрещенной зоны состав-' -ирл'.т ~ Ю"1 эЗ/к, становится ясно, ч?о'-разрешающая способность предлагаемого метода будет достаточно высоко?. .

Для экспериментальной проверки предлагаемой методики бь-ла исследо-г^'к» »«моратурнач зависимость пропускания монокристаллов ffo.Sc. с ло.'.ьзоиочи;-« и злучения гелий-неонового лазера типа „ЬГ-52-'о с энесги-;::г'>гг"гг./2У * 1,9о я Б. Обнаружено ьзличке яксятоиов с энергией возбуж-~ 2,004 р8 к трех групп прииоспых сосгоянШ! с онергне;: связи с,- 5г. .КС м-»В »£■& КС иг>Ь при К в исслаасЕоинчх

а. л

". ->" ,.*.т.гл, Эии ги.чч^ыи удгвдок'орт-елъно.согласуется с данккми,' полу' счгмтоккх и 5; «••.г-гричкч.'кх из.. ир«н;1й. Ксшк.нтрация примзен:-«

• - 1 - - II -

С 'о

состояний определялась по формуле ^ШПс^/а^ ■ -/О /710 , где

- энергия, поглощенная примесями, оС - коэффициент псглсцения, /I -показатель преломления на частоте V* = /А , пь - элективная масса. В относительно высокосмных кристаллах &а Зб примесные уровни вблизи краев зон отсутствуют и наблюдается липь поглощение в области еоз-бугдения экситонов.

Установлено, что аналогичные минимумы наблюдается те.те:е при исследовании токовой зависимости пропускания лазерного света. Непосредственное измерение температуры образца показывает, что минимумы наблюдаются при таком значении тока или напрякеи-.л, когда температура образца соответствует минимумам в температурной ¡зависимости пропускания этого яс образца;- . _ .

! В третьей глазе - погсаэано,' что нококрис?адл'г Ё(Х 8в и твердые , растворы ¡та ЗхЗ&^-ц иЗпх&СС{ пгмалом значении СИ мо-

гут быть использованы для изготовления оптически:-: фильтров лагерного света с энергией кванта Л)?« 1,96 эЗ. Установлено, что пропускание относительно высокоомных кристаллов указаниях соединений па частоте лазерного света монотонно зависит ст температуры или тока '-'срез образец и уменьшается почти до куля в ойндсти гисситокного поглощения. Рьбочи!' интервал температуры или тока подобных фильтров определяется харскт'.-ром увирения экелтонгок состояний. Исследование темлературно; зависимости экситонного пика поглощения покьз&ло, <гго в Ga.Sc сглиг а::ситон-ного пика с температурой больше, че« утирениэ в том *:е рзмс'.ратурмо** 'интервале'. Однако при отом следует учитывать также 1»кспо:пициа:ьный рост коэффициента поглощения вблизи края гкеи'шшого коглс^елия, с:,>5 -сываейцй Правилом Урбаха, вследствие чегй рабочий интз^гад составляет Д Т=&30 К. Показано', что рао'очиЯ интервал ^"лерату;-** /или тока/ фильтров зависит ог толграш кристалла, Умгльа^п;« та-л-;.:«; талла'позпогчет более иэдяеино менять интйнш«сог.«: ж-огедэ'-гс'

образец енэта с изменением температуры.Это объясняется тем. что для получения максимального значения оптической плотности d.cL в относительно тонких кристаллах требуются более васокие температуры, при которых c¿ получает максимальное значение. Л в относительно толстых кристаллах ото же значение <¿C¿ обеспечиваемся при малых значениях , т.е. при относительно низких температурах. , .

Проведенные исследования показывают, что при частично;.', за'./сшеиии Zrrz на J/г резкое изменение пропускания происходит в области бол^е низких температур, чем в Irct'Se , а при частичном замещении <Se на S наоборот, ь области более высоких температур, Использование твердых раствороЕ позволяет так..е, расширить интервал температуры, при котором происходит резкое изменение пропускания, Это.связано с тем. что в гкрдих растворах происходит дополнительное ушчрэпие окситоьньзс состояли.' из-за случа ного распределения атомов. .

Н конце üto.í главн.показано, что монокристаллы твердых растворов ^¿^//^^uV при малых значениях ¿C /■£' 4 О,05/ могут быть использована для изготовления низкочэ.стотнздс модуляторов лазерного света с ¡энергией кнал-ха Ai> =1,96 эВ.

чотг«г.тпт глада "диссертации полажена исслвдоьашш ботоэяектрк-моских cfcoírcTB диодных структур на основе монокристаллов Ga.Se. и Он Se при низких и высоких уровнях оптического возбуждения. 1>_-:и ксследовдна диодные структуры SnOA-rt -üaSz - Рб

, к.0ггя0л-Р-6а бе - и Pi-P-So.Se.

Л"» иегогавлстш диодных структур 6е:и испсслзська: монокристаллы n-On-Se, a v-Ga.Se С ггонцектрацио:: носителе,; тока л/ liiÍH t ¿0IÜ

- поаучогиые - етодсм кедл'шноге охловденш: яри постоянном тр^иен-то r,'.níi.v.T\p, Слои 6аОя . к ЗпА0л с 'годиной ~ 7-..0 - i¿C Ас> с,.-..",: ;-..v. еле^хежл! тр:-;исиор-!г:-ййед параазтраак р /С,2 t 7/ Ю'"у ':'v w» /'-i «• I V ск2/И с,- /i = /I í A' jo'40 cv*s. йаХ всех

Ьследозанных структур обладали диодным характером. Шли определены геханизмы переноса носителей тока з прямом и обратном направлениях, шсота и ширина потенциальных барьеров на границе раздела фаз как из ^следований ВАХ, так и В®Х.

Экспериментально измеренные спектры фоточувствительности исследованных структур сопоставлялись с расчетами, что позволило определить IX основные параметра. Расчет спектра фотсчувствительности контакта Р£ -р- Ba.Se. производился по форууде

/I/

■да - толе;ина СПЗ, Ьп - диффузионная длина неосновных злектроков. Три расчете спектра фоточувстштельности структуры :рк освещении со стороны бп 0$. учитывались вклад тока неосновных носителей , который определяется выражением

. [£)] '2'

л вклад генерировшгкнх фотоносителеЯ в области обедненного слоя ;:отсрад определяется соотнокением

г, . _ -сЫ., ,

-Мг^рОое (V- е )

где -- диффузионная длина неосновных дырок. Шло установлено, что расчетная крипая согласуется с гкспериментальной при следующих значе-шя\- параметров для системы >$иО<> -П-Уп - Р'6 У-Г = 3 мкм, <1 =- 15 i-.ii,и, г мкм, а для системы р-&а8е ~ 0,4':-,¡км,

» 1,2 ы:<м. На • основе • хсзп-григенталыяос данных построена энергетическая зонная диаграмма гетероперехода ^аОл -р- Вао& я опреде-яош; ссличкнц онерг<?тичес:<-щс' разрывов, которые составляли й£а - ' -- С,9 оЗ к &Егг= 2,4 эВ.

Исследования фотоэлектрических свойств изготовленных структур щ» высоких уровнях возбуждения /были использованы рубиновый лазер для структур на основе Оп и вторая гармоника неодимоврго лазера для структур на основе lrCC.SC /¡позволили определить величины контактной разности потенциалов по методу насыщения фоговдс, которые составляют -0,би В в системе п- !-п- О/гбб -Н, 0,80 В в системе п-

^^-р- Ga.Se. и С,50 3 в системе р- £а$£ - /Ч

В пятой главе диссертации приведены результаты исследох-?лия по влиянию лазерного облучения на оптические и фотоэлектрические свойств: моноселенида таллия. Показана возможность изготовления омических конт. тоз к кристаллам Sa.Se методом облучения и получения пленок &ЬбЗ методом лазерной возгонки.■ , '

Облучение монокристаллов Т££е. производилось излучением неоди вого лазера / & = 1,7? эЕ/,: работающего в режиме свободное генераци: / 10~3 с/. Уотановяено, что при^о 4 • Ю^аГ^с-* в зависимом интенсивности прошедшего через образец света.2* от интенсивности падаю Чего света Хо появляется сублине<йшй участок, который сопровождается появлением квадратичной зависимости в ЛАХ фотопроводимости вместо лин кой. При.этом появляются также более медленные компоненты в кривых ре лаксации фотопроводимости. Наблвдае^ше особенности объясняются образо вашем дефектов донорного типа при лазерном возбуждении,> которые ко;/.л сируит исходные акцепторы в р- Т£Ие

\ 12ыло показано, что при облучения монокристаллов ¿тлЗё о нг.<пыле иыми -выцрямлйюцими контактами из кндая кзлучекиеи второй гармоникой н "дшовогЬ ^^ШЗДШДОЭдоЗг ~ 2 * 1024си"2с~1

работающего в1 рзйаюе Дефляции "^раайжгку даоддо! характер Ш «счг зает и образуются омические контакты«'Научены эволйцяя высоты баръерг и спектры фоточувствительности в завискусгагй от числа яуцульсов лазсг Установлено, что изменение высоты.барьера зависит о? дозы оолучения

провождается уменьшением фоточузствительности в области /г~Р< ¿^ 'л делением края фоточувствительности в длинноволновую сторону.

Образование омических контактов объясняется лазерно-ускоренной фузией индия в приповерхностную область 9а S С . Предполагается, что лятао образования примесных центров при зной происходит также рекрис-зллизация приповерхностного слоя ВаSe. вследствие чего образуется ^поверхностный слой твердого раствора 0/1S В - IjCiSG. . Это ггриво-« н уменьшению ширины запрещенной на поверхности и, соответс?-5нно. к увеличению скорости поверхнос'¡i'.x,k реиомбиначии и смещении 7сктра фоточуЕствительности э сторону длинных волн.

В последнем параграфе этой главы показана'возмонность получения хеиок сегяеяо&лектрика-полупроводнига SiS<7 с поликристаллической ?руктурой на поверхности кремния методом лазерной возгонки.

1 ' . " ' • осно£ЙЫЕ' шнода.

1. Па основе анализа концентрационной зависимости положений краев )н в твердых растворах Оcz <5L Qe _ и Э/i Sa Se установлено, что в >рмировании потолка валентной зоны GaS& к сго тройных аналогов осиную роль играют орбитали анионов с небольшим вкладом атомов Set , а еторуированик цна зоны проводимости кроме орбиталзй анионов оуществэн-irt вклад даот орбитали катионов. Б известных работах £яютера к др. :лг\ц ато».оч ko, в '^рмкрование потолка валентной зоны несколько завы-:н , а в Нормировании дна зоны проводимости несколько занижен,..

2. Показано, что лирика запрещенной зоны и температуры плавления «удоюкк:; и Aviiïj^линейно зависит от среднего зарода ачер.

•о объясняется умснъкенкем доли ионной чязи и увеличение ооставллв-

ï/- таг оческой сгяз.*] о ростом ¿~ „„

Ч?"

У. Предложена новая методика лазерной спектроскопии для исследования экситонных, мелких примесных и дефектных состояний в полупроводниках, основанная на измерении температурной или токовой зависимости про-

I

пускания лазерного света с энергией кванта меньше, чем ширина запрещенной зоны полупроводника. С использованием лазерного света с энергией кванта /с)? = 1,96 эВ показано наличие и определены основные параметры мелких примесных и экситонных состояний в монокристаллах BdSo. .

4. Показано, что на основе монокристаллов GfiSß и твер.уа раст-

Еоров Ed S Яо ttjn ßa Se 0,05/ модно изготовить опти-

ке v /- X х ""

ческие фильтры лазерного света /kd = 1,95 эВ/, управляете температурой или током. . !

0. На основе исследования фотоэлектрических свойств при низких • и высоких уровнях возбуждения определена основные параметры диодных структур SnOj -n-7/г Se - Pi > /г-Лг,^ -p-ßa\ к •

6. Ка основе исследования оптических и фотоэлектрических свойств

при высоких уровнях" возбуждения установлено, что под действием нзлуче-

24 -2 -I

кия неодимового лазера с интенсивностью.^ ^ 4 • 10 см с в монот кристаллах р- 71?Sß образуется донорньге центры,- которые 'компенсируют исходные акцепторы. -

7. Показаны возможности изготовления отческих контактов к монокристаллам/гс Se. излучением второй гармоникой неодимового лазера и получения пленок SbSO на кремниевой подложке методом лазерной возгонки. ' •

' Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных работах: *

1. Аг&сиев A.A., Эйвазова Г.М., Агаева A.A., Заак Хосин, Салманов В.Ы., дяахангирова O.A. "Структура St -<5&<$7получеииая лазерной возгонкой", Тематически,! сборник научных трудов "Кинетические и оптичес-

:э явления в средах". Баку, 1990, c.7b-76.

¿. Абасова А.З.,• Кязым-заде А.Г., Агаева A.A., Салманов З.М., сахангирова С. А. "Влияние лазерного облучения на структуру моноселени-i таллия". Труды Всесоюзного научно-технического семинара по радиацион-ш эффектам в полупроводниковых приборах. Баку, /9-15 сентября/, 1991.

3. Кязым-заде А.Г., Абасова А.З., мехтиева F.H., Салманов В.М., Еахангирова U.A. Лазерная спектроскопия радиационных дефектов в по-щроводниках". Труды Всесоюзного н;:;*чно-технического семинара по радиа-юнным эффектам полупроводниковых приос;' ¡х. Баку, /9-15 сентября/, 1991.

4. Агаева A.A., иалманов ü.M., дкахангирова С.А., Агаев P.A. контакты металл-полупроводник на основе слоистых кристаллов ürt О <2 и laSe ДАН Азерб., IS92, № 2, 'с. 193-197.

Ь. Салманов и.М., Агаева A.A., Джахангярова С.А. "Фотоэлектричес-ге преобразователи на основе слоистых кристаллов ^ и &&о€ Г' !зисы докладов 11 Всесоеозн.конф.по фотоэлектрическим явлениям в полупро-уутках- Ашхабад, IS9I.

' 7?. 77?. ¿а^га/гс^ üdawva ZZ^ae&ct. Х2. Q/aAGfi^itova, J.'Cl. „ Я?Ае. ^ än^ чхи&ЫсЪп.

^ го/у&г*/гсе ¿?ie. ххх /гг.се-

-еаЯсуЬиал. /Уггхиъе. У&Л, /я,.

Кязнм-заде А.Г., Джахангирова С.А., Гасанова Л.Г., Салманов "О скя-зи ширины запрещенной зоны соединен:'« A^l/1 я Л^'1 со зсдиим згрдлом Д;;ер". Известия РАН, сория "Неорганические-материалы", т. У, *

0. Кязым-заде А.Г., Абутажбов Г.М, /дахангирова С.А. "Лазерная ш кт рос копи с прш.ес:шх и экситопнях состояний в полупроводниках". ¿ЯФ, т. j2, S? 5, с. 169-I7l.

9. Дасахангирова С.А., Ахмедов A.A., Кязым-заде А. Г. "Образован! омических контактов под действием лазерного облучения". Тез.докл.Peci конференции "Физика - 93", |Баку, 1993.

X У Л А С 9 /

Итдэ Бабе кристаллары вэ онун тгчгат аналогларыння мухтэлиф ачанлашма сзбз]¿эсиндэ оптик вэ фотоелектрик хассэлари тадгиг линш, скларын Заримкечиричилэр алектронт-шасында Двни тэтбиг саара вэ лазер технслокяЗасынык ¿ени ис1"хгбчэтлари муаЗ¿ан едилмиш-

• /

[ia.Se кристаляари эсасыкдэ алннмыа бэр:: мэЬлулларда знеркетшс яметрлэрпн-таркибдан аснлнлыгншга "-"-гйП'чэ аоасан ¡ra.SE крпс-ларында знзрга аоналарыннн кэна^арн^яи >ормалапласкнца катяонла-; ролу гизматландкр^лмиш, А^'в^' вэ А^Вд* бирлаимэлариндэ гадаган нмуш золагня енк вэ нувэник орта З^ку арэсннда хатти асклылкг ■33эк едпшшдар. Лазер шгаларн тай ЬэЗзчанланмэ замани ¡Ta.Se. за к учгат аналоглзршшн удма кэнарыкда сптик хассзлэринлн тэдгатанэ сан Ззрнмхечира^тгордэ експтон вэ дадаз ашгар сэБдЗЗалэр-лнлн тэд-11 учун Ззтщ уоул - лазер спектроскопа;)асы усулу такшад едтлмза за хр".сталлар эсасннда квантннын енврянси 1,95 еБ олан лазер ауалары и тешературла на чэраЗанлб эдара олуна сшлэн оптик фалтрлэргн кичия тезлакли шыг модулЗаторлзршшн Ьазирланма муикунлуду квс-»я-теадпр. ;Лухтэл/'5 оптик Ьэ^ачанлапш оагиЗЗвоякдв ж» -7а$с

сталларк эсасннда длод гурулушларннзн фотоелектрик хассэлоря тод-1 ед'.имм ъ'э одл^рпн ос а с параметра ари та1'З';к едилмиздар. Игада ла-| еуэлэкмзон Золу я по [гаЗе кристалларкяа шик контактларин 3 ул-к за 7ИЗе кг'дсгалларшпк оптик га фотослектрик хассэлэргкин лда-очунцзса учун те пюло;:;:: уоул такл::ф едалмаа, Ьамчшпш Лазер тех-хмиу^сы ила ЗЬБЗ :<р?с??.лларннкн нааик табзгэлари алнимиадир.

ABSISiCÎ I

'

Optical anfl photoelectrical properties oi GaSe crystals and their ternary analogues et different excitation levels havo "been investigated, new way» of their application in seaiconductive electronics and a new direction in laser technology hare been found in the present paper,

Based on the study of dependence of energy parameters on the composition of solid solutions obtained on the hase of GaSe crystals, the role of côtions in the formation of energy hand edges in GaSe crystals hso been estimated, a linear dependence between the energy gay and mean charge of nucleus in À111®71 and Ag13^]}* compounds has been determined. A sew method, i.e. the method of ISaer spectroscopy, for investigation of exciton and shallow impurity gictes in semiconductors based on studies of optioal properties of GaSe and its terrary analogues at excitation by.laser beams has been proposed. The possibility of preparation ci optioal filters of lp*-£requen light modulators for the laser light with the quantum energy of "U96 eV controlled by tençerature and current on the base of the above crystals is shown« Photoelectrical properties of diode structures on the basis of GaSe and InSe crystals in different levels of optical excitation have been investigated and their isain parameters have been obtained,

A technological method for controlling 'the optical ana photoelectrical properties of ïlSé crystals and for creation of ohraic contacts with GaSe crystals by means of laser radiation has been proposed, and thin films of SbSJ crystals.have been obtained by laser sublimation in the present paper.