Оптические и рекомбинационные переходы в полупроводниках с дефектами, деформациями и неоднородностями состава тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

НАЩОНАЛЬНА АКАДЕМ1Я НАУК УКРА1Ш

1НСТИТУТ Ф13ИКИ НАШВПРОВ1ДНИК1В

На правах рукспису УДК 621.315.592

СТР1ХА Максш В1тал1яович

ОПТИЧШ ТА РЕКОМБ1НАД1ИН1 ПЕРЕХОДИ В НАП1ВПРОВ1ДНИКАХ 3 ДЕФЕКТАМИ, ДЕФОРМАД1ЯМИ ТА НЕОДНОР1ДНОСТШИ СКЛАДУ

СпещальнХсть 01.04.10 -Ф1зика нзп1впров1дник:1в та д1електрик!в

Автореферат дисертацП на здобуття вченого ступеня доктора ф1зико-математичних наук

Ки1в 1397

Л

с>

г.

ДисертэцХею е рукопис.

Робота виконана в 1нститут1 фХзики 'яапХвпровХдникХв Нац1онально1 АкадемИ Наук УкраХни.

Науковии консультант - доктор ф13.-мат.наук Васько Фед1р Трохимович, пров1дний науковець 1нституту фХзики нап1впров1дник1в НАНУ

0ф1ц1ян1 опоненти:

1. Доктор фгз.-мат. наук, професор Сальков бвген АндрШович,

- завХдувач в1ДД1лу Гнституту ф1зики нап1впр0в1дникхв НАНУ.

2. Доктор фХз.- мат. наук, професор Шендеровський Василь Андргйович - проводима науковець 1нституту ф1зики НАНУ.

3. Доктор фХз.-мат. наук, професор УкраХнський 1взн 1ванович

- головнш науковець 1нституту теоретично! фХзики НАНУ.

ПровХдна органХзацХя - ЧернХвецыога державний университет Хм. Ю.Федьковича МХнХстерствэ осв1ТИ УкраХни, м.Черн1вц1.

Захист вХдбудеться "31" -рчоЛ«^ 1997 р. о а на зас1данн1 спец1ал1зованоХ вченоХ ради Д 50.07.01, 1нститут ф1зики напХвпровХднихХв HAH УкраХни, 252650, КиХв, пр.Науки, 45.

3 дисерггавдею можна ознайомигися у 01блХотец1 Хнституту фХзики напХвпровХднинХв HAH УкраХни, 252850, КиХв, пр.Науки, 45.

Автореферат розХсланий

■/(Г> 1997 р.

Учении секретар

слетал ХзованоХ вченоХ ради SC^^C^ I^eHK0 с-с-

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальн1сть теми. Оптичн! та електроф1зичн1 апастивост! нап!впров1аник1в 1 структур на !х основ! визначзклъся технологию Ххнього вкготовлення та умовзми Ххнього використання, що зумовлюють наяБн1сть локальних дефектгв та напружень. Оптичним тз рекомб1нац12ним переходам у нап1впров1дниках присвячено велику кшыисть теоретичних робп\ Однак переважна чзстина таких роб!т розглядае або 1деальн1 кристали, збо побудована в певних простих ваближеннях 1 не може в!дтак бути застосована до широкого класу реальних структур.

Протягом остзннього часу значно посилився 1лтерес до вивчення процесс у деформованих нап1виров1дниках. Це пояснюеться дек1лькома причинами. По-перше, гхдростатична та однов!сна деформация призводять до значно! зм!ни зонно! структури нап1впров1дника та перебудови локальних центрХв, 1 вивчення таких зм!н може дозволити встановити ряд важливих характеристик кристалу. По-друге, вказан1 деформацИ призводять до кардинально! змши картини рекомб1нац1йних та вкпром!нювальних переходов у кристалах. При цьому деформащя не лише дхе на р1зя1 рекомбшащин! канали селективно, даючи змогу !дентаф1кувати !х за р!зними залежностями в!д величини стиску, але й водкривае принципову можлив!сть керувати граничниш рекомбшзцгйяими характеристиками матер1ал!в нап1впров1дниково! електроноки, зокрема створшчи фотодетектори 13 заданими властивостями в актуальному далекому 14 диапазон!. По-трете, зниження симетрН кристалу под д!бю однов1сно! деформацИ призводить до появи в кристалах низки нових ф!зичних явищ, зокремэ деформэц1ино хндукованих подвШного променезаломлення тз анхзотропИ фотопров!дност1.

У зв"язку з поширенням використашя нап1впров1дникових сшэв1в актуальною стала також проблема опису глиЗоких центр!в у таких сполукзх. Численна експериментальн1 робота свхцчатъ, що на характеристики центр1в у ставах найсуттевлиим чином впливають наявн1 неоднор1дност1 складу, як1 призводять до уширення р1вн1в глибоких центр1в та до

Ххнього зсуву в заборонен 12 зон л..

При вивченн! окресленого виде кола пигань виявлялися проблеми, пов"язан1 з в1дсутн1стю розвинутних теоретичних моделей, як1 дозволяли б описувати реальн1 нап1впров!дников1 структури. Наявн1 в л1тератур1 теоретичнх робота було виконано в межах грубих спрошувальних наближень, результата мЛстипи велику к!льк1сть параметр!в теорП 1 вхатзк не мали прогностично! здатност1 щодо нових нап!впров1иникових матер1ал1в, 1 не могли використовуватася для достов1рних чисельних ощнок величини передбачуваних ефект1в, а в ряд! випадкгв не могли поясниги виявленкх иа досл1п1 законом1рностей навггь на як1сному р1вн1.

Практична вага дослодження вказаного кола проблем посшшеться ще й там, ¡до сучасн! припади оптоелектронхки (еш.такс1альн1 фоточутлив1 шари на пхакладках, тощо) як правило виготовляються при високих температурах, а правджггь в охолодженому режим! (азотн! температуря). В1дтак так1 припади а структури з некинуч1стю мастять локэльн1 механ1чн1 напружекня, як! впливакггь на 1хню роботу. Тим часом методики вивчення та 1центиф1кацН таких напружень не були до останнього часу вивчен1.

Нареппй, на характеристики реальних нап1впров1дникових структур принциповим чином впливають наявн1 в них глибок1 дефекта. На той час як к!льк!сть миших центров може бути знижена технолоПею виготовлення нап1впров1дника, глибок! центри часто е дефектами структури, 1 вШтак постае питання про роль рекомб1нац1зших переходов через так! центри. Одним з таких клас1в переходов е Оже-рекомб.шац1я через одно- I багатозарядн1 глибок1 р!вн1, яка, на в1дм1ну вод Оже-процесу за участю лише взльних носИв, не мае енергетичного порогу, э участь у Оже-процес1 двох 1 б1лыде носИв, локзл1зованих на одному чи на сус1дн1х центрах, робить лого ефективним для нагширшого класу матер!ал1в - ъ1ц вироджених нап1впров!дник1в до д!електрик1в. Прикладання однов1сного стиску ЗМ1НЮ6 картину 0же-переход1в, влдкриваючи додатков! можливост! для 1дентиф1кацИ домшкових центров у нап1впров!дниках.

Зв"язок дисертац1йно1 робота з нзуковими програмами.

планами, темами.

УзэгальненХ в дисертэцйтХа роботХ матер1али були отриманХ у BianoBinHocTi з планами нэукових робХт 1ФН HAH УкраХни:

- темою "Теоретична дослХдження нел1нХяних, колективних та когерентних явиц у матерХалах для мХкро-, опто-, i квантовоХ електронХки", ззтвердженою Постановою ПрезидИ АН УРСР Ы451 вХд 30.12.1986 р.;

темою "Теоретичн1 дослХдження електронного i фоионного транспорту в низьковим1рних нэпХвпровХдникових структурах", затвердженою Постановою Бюро ВФА HAH УкраХни В1д 20.12.1994 р., протокол N9;

а тэкож у рэмкэх виконання ПроектiB ДКНТ УкраХни N2/312 "Зорсклз": "Керувзння кХнетичними характеристиками вузькощХлинних нзп±БпровШник1в зовнХшнкми скерованими впливзми" та N2. 3/115 "Полтава": "Ormmi та рекомбХнзцХанХ характеристики вузькощХлинних напХвпровХдникХв в умовах трансформувзння зонних станХв та домХшкових piBHiB пХд дХею зовнХшнХх скерованих впливХв".

Мета робота. Виходячи з вшцевикладеного метою робота е створення посл1довноХ теорХХ оптичних та рекомбХнэцХяних процесХв у напХвпровхдниках з дефектами, деформацХями я веоднорХдностями складу; побудова кХлькХсноХ теорИ явиц деформацХгно Хндукованих подв12ного променезаломлення та ан1зотроп11 фотопров 1пностХ; теоретичне обгрунтування методов .ХдентифХкацХХ типХв рекомбХяац1йних переходов, локальних центров та механХчних налружень у матерХалах напХвпровХдниковоХ електронХки; визначення шляхХв пХдвищення грзничвих рекомбХнзцхгних характеристик таких мэтерХалХв.

Досягнення вказаноХ мети забезпечувалося розв"язанням подальших задач:

- дослХдженням вгшиву гХдростатичноХ та одновХсно! деформацИ на глибокХ центри в вапХвггровХдниках та на оптичнХ переходи з участю таких центрХв; встановленням основних характеристик зсуву г розщеплення центрХв рХзних типХв сшетрИ п!д дХе® деформацХХ;

вивченням вгшиву неоднорХдностеа складу нзпХЕПровХдкикових сплэвХв ез характеристики глибоких рХвнХв

у дах сплавах (охне уширення та зсув>;

- послодовним теоретичним описом явщ деформацШно оядукованих подбойного променезаломлення та анозотропН фотопров 1лност1; влечениям залежносто ан!зотропП коефдцента поглинання та зумовленоо в1ртуальнши млжзонними переходами д1електричноо проникяосто в!а однов1сного стиску; розробкою нових експериментальних метод1в визначення деформап!йних параметров та Хдентифокагц! локальних напружень;

- побудовою послодовно! теорП впливу однов1сно! деформащ! на рекомб1нац12н1 (вшромонювзльно, Оже- та фононн1) процеси у кубочних нап!впров1дниках, зокрема вузькозонних та безщолинних; отриманням загальних аналггичних виразгв для визначення темпу вказаних реномб 1нац 1 Упшх. каналов у реальних нап1впров!дниках залежно в1д величини прикладеного стиску; визначенням впливу стиску на конкуренц!ю вказаних канал 1в;

визначенням способов однозначно! дискримтзцП головних рекомбллзцИших канал!в у вузькозонних та безпцлинних нап1БПров1цниках, ззснованих на р1знгй дП однов!сного стиску на швидкост! вцшов!дних процес!в;

- визначенням принципових можливостей для радикального п!двищення граничних рекомб!нац!йних параметров одновосно стиснутих кристал!в, одержання шляхом прикладання одновосного стиску матер1ал!в !з наперед заданики властивостями для використання як фотопривмач1в ! детекторов у актуальному далекому 1Ч-д!апазоно;

- побудовою посл.щовно1 теоро! 0же-переход1в за участю одно- та багатоззрядних центрхв у нап1впров!дникзх; визначенням ефективносто розних класов Оже-переходов у реальних кристалах; дослодженням впливу одновЛсно! деформацо! на Оже-розпад зв"яззних екситон1в.

Наукова новизна та практична цшность роботи визначаеться там, шо:

- теоретично обгрунтовано спос!б хцентифокацоо типов глибоких центр1в на основ о охнього зс.уву п!д доею г1дростатичного стиску;

- доелоджено вплив р1зного масштабу неоднор!дностей

складу нашвпровЩникових сплав1в нз характеристики глибоких центров;

запропоновано експериментзльн! способи

визначення числових значень деформацШмх потенгЦалхв на основг вивчення явища деформацИшо 1ндуковано1 эн1зотропИ фотопров!дност1;

- з"ясовано механ1зм температурно! залежносП явища дефорнацхйно шдукованого появганого променезаломлення б!ля краю власного оптичного поглинання;

- з"ясовано вгшив одновасного стиску на конкурент» основних реконб1нэц1йних каналов (Оже-, випром1нювального та фононного) у вузькозоняих та безпцлинних нап1впров!дниках;

запропоновано сгос1б однознзчно! ддентифлсацИ головного (Оже- або випромшовального) каналу рекомбшацП у вузькозонних 1 бездцлинних нап1впров!дниках на основ! досл!лження деформацгйно! залежност1 часу життя

неосновних нос11в;

- показано, що однов1сна деформзщя призводить до радикально! (на порядки) зм!ви граничних рекомб!нацИших параметров вузькозонних нап1вггров1дник1в, що може бути використане для створення матер!ал1в оптоелекгронлси !з наперед заданими влзставостями;

- з"ясовано можливу роль р1зних Оже-переход!в у рекомб1нац12них процесах у реальних нап1впров!аниках;

- запропоновано спос!б визначення основних тип!в дом1шок за деформацхйною залежностю 1нтенсивност1 люмонесценцП зв"язаних екситон1в.

Основк! нзуков1 положения, що виносяться на захист:

1. Глибок1 дентри рхзних типов симетрП в прямозонних нап1впров1дниках мають р1зну зэлежнасть знаку зсуву в заборовенхи зон1 п1д д1ею г1дростатичного стиску. Глибок! 1-е центри (що харзктеризуються симетр1ею дна зони пров1дност1 Гб) зм1щуються разом з дном зони пров1дност1. Глибок1 й-центри <13 симетр1ею вершини валентно! зони Г8) зм!шуються разом 1з вершиною валентно! зони. П!д д1ею гхдростатичного стиску внзсл1док переходу безнилинний-вузькозонний нап!впров!дник може воибувзтися переход вод резонансного до локал!зованого акцепторного стану. При

тисках, ненших в1д значения, необходного для переходу в!д резонансного до локал1зованого стану, резонансний р1вень на тл1 зони npoBlflHocTi вузькозонного напхвпроводника лишаеться сильно локал1зованим в сипу мализни сп1вв1дношення а>с/шь. Шд д1ею однов!сного стиску глибокий чотирирззово вироджений h-центр розщеплюеться на два вироджен1 по сполу р!вн1. Величина розщеплення лшШо залежить в!д стиску i визначаеться сп1вв1дношенням ефективних мае i глибиною ргвня в недеформованому кристало. В большой! характерних нзп!впров!дник!в A3BJ величина розщеплення ровня е суттево мензюю в1д величини олдукованого стиском розщеплення моок двома валентними зонами в точгц Г8.

2. У реальних нап!впроводникових сплавах у випадков1, коли масштаб неоднородностей складу больший за рад1ус локал1зованого стану, 6-под1бниг глибокий р1ведь уширюеться, але не зазнае зеуву в заборонен^ soHi; його густина станов при дьому описуеться гаусгвською кривою. В другому випадково, коли масштаб неоднородностей меншш за рад1ус локалозованого стану, уширення глибокого ргвня описуеться лоренц1вською кривою густини стан1в, кром того, ровень зазнае зеуву.

3. 1ндукована однов1сним стиском ан!зотроп!я коефлцента поглинання в област1 вице краю фундаментального прямого оптичного перегоду спричиняе явище ан1зотропИ фотопров1дност1: спектральна залежность фотопроводност1 залежить в!д напрямку поляризацИ поглинутого кристалом випромонювання, i для поляризацИ в площно., перпендикулярной до oci стиску, на цгй зэлежност! спостерггаеться злам, пов"язаний оз вмиканням переходов з няжньоо водщеплено! стиском валентно! зони. Для поляризацИ вздовж ос! стиску така особлив1сть водсутня через заборонений характер водповодного огггичного переходу.

4. В однов!сно деформованих вузькозонних напгвпровлшикзх темп вилромшювально! рекомбгнацИ зростае через локал!зац!ю б1лыво! к1лькост! дорок в облзст! малих iMnj\nbciB верхньоо з розщеппених валентних зон, а теш Оже-рекомбовацИ змевшуеться внаслодок зменшення концентрацИ дорок у нкжнАй is розщеппених взлентнкх зон, яка

характеризуеться нижчим евергетачним порогом Оже-реномбхнадИ. Час життя носоов може змонюватися радикально (на порядок) для експериментально досяжних значень пружного однов1сного стиску. В однов1сно деформованих безщглияних нзп!впров!дниках рекомбонащя з випром1ненням оптичного фонона дом!нуе в облает! пор1вняно мзлих стиск!в £ 1 кбар, однак стае забороненою, коли гндуковавэ стиском заборонена зона стае ширшою в1д Випром1нювальнэ рекомбЛнащя може в!дбуватися лише з високоенергетичних електронних станов i е ефективною лише для област! високих концентрата, близьких до 1нверсно1 ззселеностх. Ii швидк1сть р!зко зростае 3i зб!льшенням ширини енергетично! щллини eQ {а отже з! стиском) як з шбидк1сть Оже-рекомбхнацИ зменшуеться як Оже- процеси в однозхсво стиснутому безщ!линному нзп1впров1анику нз вшмЛну в!д випадку без деформэцИ, е р1зко чутливими до зм1ли температури г зонних параметров.

5. Оже-рекомбхнзщя через двоззрядн! центри в характерних напхвпровхцниках групи А3В5 призводигь до великих i слабко зэлежних Bin температури знзчень nepepi3iB захоплення б " Ю-16- 10~1асм2. ОскЛльки освоении конкурентнш канал - багатофононна рекомбонащя - носить характер термостимульованого тунелювання г характеризуемся р1зкою залежн1стю в!д температури, то саме Оже-рекомбхнацоею через багатозарядн! центри можна пояснити експериментальн1 велик! 2 мзйже неззлежн1 в!д Т значения б для ззхоплення на центри в GaAs, InP, GaSb.

Апробац!я робота. Мзтероали та результата робота доповодалися 2 обговорювалися нз в!тчизняних i м!жнародних нарадах, конферевщях, сем!нарэх, симпоз!умах: XII Всесоюзной нарад! з Teopii нашвпроводников (Ташкент, 1985), III школ! з эктуэльних питань ф!зики нзп!впров!дник!в (Кишенев, 1937), XVII МЬжнароднлЯ школ! з ф1зики натвпровХдникових сполук (Польща, Яшовець, 1988), XI? Всесоюзной (Бекар!вськ!й) нарад1 з Teopii нап!впров!дник!в (Донецьк, 1939), Всеукра1нськ!й школ! "Ф1зика i xiMin поверхн! i границь розд!лу вузькощйинних наповпров!дник!в" (JlbBiB, 1S90), XV Пекар!вськ1й можнародн^Л нарад! з теор!1 нашвпроводников (Льв!в, 1992), М!жнародн!й конференц!! з

питань вузькощХлинних нап!впров1дник1в (Великобританая, Саутгемптон, 1992), ¡ОвХлейнХй конференщХ "1ЕФ-93" (Ужгород, 1993), МХжнароднХй икол1 з оптичноХ дХагностики мзтерХалХв та пристро!в для опто-, MiKpo- 2 квавтовоХ електронХки (КиХв, 1983), ХП ПекарХвськ1й маяшароднха ковференцИ з теорИ напХвпровХдникХв (Одеса, 19Э4), М1жнародн1й конференцН з оштино! Д1агностики матерХалХв i приладХв для опто-, мХкро- i квавтовоХ електронши (КиХв, 1995), М1жнзроднхй школх "Мезоскопгкз-95" (КиХв, 1995), Лашкзрьовсышх читэннях 1нституту фХзики нап1впровХдник1в НАН УкраХни (КиХв, 1995), МХжнародному ceMiHapi з передовик технолога багатокомпонентних rmiBOK i структур та Ххнього застосування в фотонЩ! (Ужгород, 1998).

Особистий внесок автора полягае у створенн! концепцП напрямку дослХджень та проведеннХ теоретичних розрахункхв. У теоретичних роботах, виконзних автором у сп1вавторствХ, йому належить участь у постановцХ задач дослХджень та визначеннХ метод1в Хх вир1шення, здХйснення теоретичних розрахунк1в, ХнтерпретацХя та узагальнення результатХв. У експериментальних роботах, виконаних у cnisaBTopcTBi з пошукэчем, йому належить участь у постановцХ задач дослХджень та визначеши застосованих методХв, аналХзх тз ХлтерпретзцХХ результатis.

ПублХкзц1Х: матерХзли дисертацхХ ЕХдображенх в 34 друкованих роботах, що вишвли б наукових журналах, збХрникзх, материалах мХжнзродних та В1тчизняних школ, нарэд, конференцхя. 1х список наведено в кХжи автореферату. 23 робота опубликовано в реферовзних фахових журналах, з них 8 виконэно без спХвавторХв.

Об"вм та структура дисертэц1йноХ робота. Робота

складаеться зХ встуцу, 5 розд1лХв основного тексту, кожний з яких починаеться вступним тдроэдглом X ззкончуеться висновкзми, загальних bkchobkIb, додаткХв та списку лХтератури. Загальний об"ем дисертац1Х стэновить 251 сторХнку, у тому числа 34 рисунки, (ШлХографгя налхчуе 244 лХтерзтурних джерела.

11.

ООНОВНШ ЗМ1СТ РОБОТИ

У вступ! дисертацИ проведений анал1з стану проблеми, як1й присвячена дисертзщя, сформульована мета робота, перел1чен1 результата, якх мають наукову новизну та практичне значения, сформульован1 науков1 положения, ¡до виносяться на захист.

Перший розд1л присвячениа описав! глибоких центр!в у гхцростатично та одновосно деформованих нап1впров1дниках.

Дослхджено дцо г1дростатичного тиску на центри у длинних та вузькопЦлинних нзп!впрс СйхНд1_хТе. У кр-нзближешп таниа ефс^ на власн! значения та власн1 числа:

Н{?р +Еи<р, р' = 0. (1)

р'

У р!внянн1 (1) Н - гамальтон1ан, що включае зовншне збурення, и(р,р') - матриця потенгцалу центра, - стовпець обвЛдних. В дус! наближення Костера-Слеттерз матриц» Щр.с') описуемо матрицею и„ (розм1рн1сть яке! спсрг!я х об"см), що не зал ежить в!д р в облает! 1р1< р_ а, де а

стала гратки). Для облает! 1р1 > р_ ми покладаемо и(р,р') = 0. Таке прилущення Елдювлдае кр-гам1пьтан!анов! з доданим короткод!ючим <5-под1бним потенц!алом 76(г).

Розрзховуючи зэлежпсть енергетичного спектру центру в!д гхдростатичного стаску, використовуемо трьохзонниа кеан!вський гам1льтон1ан, записаний у !мпульсному зобрзжеши:

Нр(е) = Е(£) + ур - р2/2шь. (2)

де [Е(£)]ц=се для 1 = 1,2 та [Е(«>]11= - Ее~ ов для 1 = 38. Ця д!агональна матриця визначае зеув кра!в зспи пров!дност1 и валентно! зони з г1дростзтичшм тиском. Бри цьому с та а - деформзщйн! потенц!зли, об"ему кристалу п!д гоцрост матриця швидкост1, Е_-ширина взборонен кристзл!. Залеяопсть ширили сзбсропенс деформац!! визначатиметься виразом:

Ее = Ее + (а + с)е. (3)

Густинэ електронних стаихв

-|ЛТ">1>ТГГГГТГ*** ТПЛЛТГЛИ

......• плеши

тттг -о > гг

р(Е> = lim Im-LrZ Tr G(e+ie* ,p,p). (4)

£-*E p

Тут Tr GE(p,p)- сл 1л зэл1знеяо! мэтрично! функцИ IpiH3, для яко! з (1) можна одержэти лггегрзльне рхвняння:

(Нр(5) - E)Gg(prp') +T£-EGE<p1,p') = 6рр.. (5)

Розв"язуючи це р!вняння з урахуванням явного вигляду вхльних Гр1н1Бських функцля у рамках трьохзонно! модел1 Кейна, одержимо в резонансному нзближенн! р1вняння для енерг1а центров у деформовзному кристал1. Для зсуву глибоких 1-е (у терм1нологП Переля-Яссхевич, 1982) рхвихв, що мають симетрцо дна зони провйшост! Г0 i сформован! з хвильових функц1й електрон!в i легких д!рок, отримуемо:

6Е s - 5ЕАг/9-, ; Е =р£/2геь; Е =(ß./ni )Е . (G)

с g о* m п' о * п с g '

Тут mch - ефективн1 маси електронхв та важких д1рок. У випадку малих о! « 1 одершуемо 6Ес = 0. Це означав, що 1-е р!вень "в1дстежуе" зеув дна с-зони (енерПя вхараховуеться Bin дна с-зони). HaTOMicTb для h-plBHiB is симетр1ею вершини валентно! зони Г8, як! сформован! переважно з хвильових функд1й взжких д!рок, одержуемо:

6EV= - &Е£. (7)

Це означае, що h-дентр жорстко "вхдетежуе" зеув вершини валентно! зони. Таким чином теоретично обгрунтовано важливий результат: глк5ок1 piBHi р1зних "raniB симетрП по-р!зному поводяться з однов!сним стиском. Глибок1 1-е центри (таку симетрцо переважно маеть глибокх донори у вузькозонних материалах) зсуваються всл!д за дном зони провЛдност!, на той час як h-центри (таку симетрцо у вузькозонних напгвпровхдниках переважно мають глибок! зкцептори) виявляються енергетично "прив"язаними" до вершини валентно! зони. Таким чином, деформэцгйн! спостереження глибоких центр1в можуть бути експериментальним методом визнэчення ххнього типу симетрН.

Експериментально такий ефект досл1джувався (В.Брандт i enißp., 1987) для pafiiauiiffiHX piBHiB, викликаних опром!ненням гэрячими нейтронами в InSb. Хоча вказан! piBHi

в недеформованому кристал1 розтзтован! поблизу дна зони пров!дност1 (Ег= -О,СБ еВ, Е-, = -0,08 еВ), вони разом з годростатичним стиском (у д1апазон1 в!д 0 до 15 кБзр, заборонена зона при цьому зб1льшуеться в1д 0,25 до 0,43 еВ) змодуються строго вслод за вершиною валентно! зони, що дае добр! п!дстави одентифгкувзти !х як Ь-центри.

Нами також досллджено явице переходу в!д резонансного до локалозованого акцепторного рхвня при переход! в!д безщ!линного до вузькощ1линного нап!впров!дн!ка п!д доею г!дростатичного тиску. Оск!льки енергетична в1дстань в!д такого ровня до екстремуму зони Г8 Еа в усьому диапазон! тиск!в лишаеться сталою, то в момент, коли п!сля переходу безщ1линниа-вузькощ!линниа нап!впров!дник ширина заборонено! зони останнього стае р1вною Еа, водбувзеться перех!ц резонансного р!вня в локализований. При цьому поки Е„ вузькозонного нап!впров!дника все ще вужча в!д вказано! величини, р!вень лишаеться резонансним. Одержано вираз для п!вширини такого резонансного р1вня. У випадку бегщ!линного нап!впров!дника вона доргвяюе:

гь<Еа> = 2(шс/ть)3/2Еа, (8)

а при переход! до локал!зованого р!вня стае ровною нулев1. При цьому резонэнсний ровень у вузькощдлинному нап!впров!днику з Е„ < Еа лишаеться сильно локал!зовзним у силу мэлизни сп!вв!дношення тс/%.

0днов1сний стиск знижуе симетрцо кристалу ! призводить до р!зко! перебудови його зонного спектру (Г.Б!р, Г.Покус, 1972). При цьсму зони важких ! легких д!рок перемшуються (тепер зручно говориги про стзни 7+ та V), виродження валентно! зони в точщ Г8 зншаеться 1 виникэе енергетичнз щолинз ео моя екстремумами зон у+ та у_, пропорцгшза стисков! Р. Ефективна мзса електронов у однов!сно деформованому нап!впров!днику майже не змшоеться. Натом!сть ефективна маса д!рок стае р!зко ан!зотрошою, ! дор!внюе для ч± станов шо/(у1±2у> для поздовжнього ! гао/(у1+}'> для поперечного напрямков в!дпов!дно (ш0 - мзса в!льного електрона, уг тз у параметри !зотропно! модел! Латтгнджера).

Використовуючи розвинений равоше гр1н1вський формал1зм I п1дстэвляючи в <1) вираз для Кейн1вського гамольтоноана у випадку однов1сного стиску, одержуемо систему р1внянь, що мае три розв"язки: Ес (в!апов1дае 1-е р1ввев1 1 лише незнзчним чином зсуваеться у заборонен!« зона) та Е12 (описуе розщеплення глибокого 1о-центра под д1ею однов!сного стиску). Наш одержано вираз для ведичини цього розщеплення:

= £оА<Еа/Ее- то/ШЬ>- (9)

Тут Еа- енерг1я зв"язку й-акцептора в недеформованому нагцвпроводнику, А(Еа/Е_, - плавна безрозморна

функд!я, яка в ловойному каближенн! за вхдношенням П1с/шь дор!внюе просто А = 0.1 + 8тс/5т}1 ! не залежить вод енергП зв"язку Еа. Таким чином розщеплення глибокого акцепторного р!ввя за величиною в характернее наповпроводниках е на порядок меншим вод розщеплення вершини валентно! зони е0.

Нами також обчислено коефощент поглинэння «/,, ,(ы) для випромонення, поляризовзного вздовж (ц) 1 перпендикулярно (х) до ос1 стискування, зумоалений переходом електрон1в з глибокого центра у с-зону. Показано, що при цьому для переходу 1-е центр - зона пров1дност1 коефлдент поглинання а (ш) стае рлзко ан1зотропним в облзст! над порогом оптичного поглинання. При цьому отриманий Луковським (1965) клзсичшш вираз А. ~ (ад - 1Е11) справедливий лише для р1вн1в, розташованих неподалгк в1д дна с-зони, 1Е.1 « Е . Аналог1чн1 коефлценти поглинання А (и) для опгичнкх переход¿в з п1др1вн1в Ь-цевгтру, розщепленого стиском, е р!зко ан!зотропними для всох можливих значень енергХй фотон1в.

Ц! водмонносто в поведши енергетичних р1вн!в глибоких центр 1в р!зних типов симетр!!, а також у вигляги спектрэльних залежностей коеф!ц1ент!в поглинання для переход1в з цих ровнов до с-зони, дозволяють не лише 1центиф1кувати тип центр!в, зле й визначити значения параметров модел!.

Другий роздал присвячений побудов! теорИ електронних станов на точкових дефектах у неоднор одних напавпровШшкових сплавах.

Характеристики глибоких цетр1в у нзп1впров1аникових сплавах протягом минулих posia активно вивчэлися як теоретично, так i експеринентально. Однак TeopiH уширення таких piBHiB дос1 розглядалася (Б.Форд та Ч.Мавлз, 1988; та iH.) на наповфеноменолоПчному piBHi, на основ! розгляду вшэдкового заповнення вузлоз у потролному croiasi AxAj_xB нзвколо дефекту ззмодення 0 нэ Micni вузла В атомами А та А'.

В наш1й робот! натом!сть вперше розглянуто випадок макроскоШчних неоднор1достеа складу напгвпровхдникового сппаву (кореляц!йна довжина неоднородностей 1с може бути того ж порядку, що й рад!ус глибокого локал!зованого стану го, ! набагато большою вод стало! гратки а). При цьому просторов! неоднородност! складу сплаву хг на водстаяях порядку а ми вважаБмо плавними.

EneinpoHHi стани в наповпровишику з просторовими неоднор1дностяш складу описуються гамзльтоноаном:

Н = (р а~1р)/2 + Ur. (10)

Тут нуга Ur- неодяородн! ефективнэ «аса и енерг1я дна с-зояи. Додаючк в (10) потенщальну енергою випадкового ансамблю неоднор!дностеи, одержуемо ровняння для функцИ Гр!на електрона:

Ш + Е üc А(г - Rä)- e)G£(r,r') = 6(г - г'). (11)

d

Тут А (г) - короткодпочэ 5-под!бна функц!я, локал!зовэнз в p3fliyci порядкз стало! гратки, R^ - випадкова координата дом!шки А. Це р!вняння можна переписати в одтегральному вигляд!:

G.(r,R,)C <R,,r')

С (г,г') = G (г,г') - U r—-5 В *-• (12)

1 + ücGe(Roi.Rd>

Тут G£(r,r') - функц!я Грйа електрон!в у сплав! без домхшок (е розв"язком piBHfiHHfl, аналог1чного до (11), де, однак, вддсутнол середнол член у квадратних дужках); G„(R ,,R ,)= loin G„(R,,R ,). Вхдзначимо, що вирзз (12) одержано

6 * d г, г' iR | &

of

в наближенн! мало! концентрац!! дефектiB, коли внеском член1в Ge(Ro[,R ) можна знехтувати. Використовуючи вирзз для

густини електронних стан!в (4) (при цьому в нього мае бути

поставлено усереднену за неоднор1дностями «спаду функц!ю

Гр1нз <С£(г,г')>), запишемо внесок, який роблять у цю густину дом!шов1 стани:

= -пг- +иА<кЛ>]>1^Е+{0-<13>

Таким чином, вираз (13) записуе дом1шкову густину стан1в через точну Грон!вську фувкц!ю сплаву без домлпок.

Для випадку, коли довжина кореляцП неоднорадностей 1с значно менша в1д рад1уса локал1зованого глибокого стану го, (випадок неодноропностей малого масштабу), додаткове задане неоднор!дностями збурення в оператора (10) можна записати в лхнИшому за водхиленням воц однородного значения складу &= х - <х> як:

£Н^= Д£с6г. (14)

Тут Дес - швжтстъ зсуву дна зони проводносто з! змшою складу. У запис1 цього рХвняння знехтувано малим членом, зумовленим неоднородностями ефективно! маем електронов. Тому функщлз Гр!нэ сплаву можна записати через континуальний 1нтеграл Фейнмана-Гобса:

" оо £ х^вт- ^ Ь

С£(г,г»)= сггехр(-£Г)Г 1с{зе}ехр[ - [йк"^1-- Десбг)3.(15>

О о и

Взявши суму за Л у вираз1 (13), перепишемо вираз для густини локалозованих стан!в через 1хню концентрацою п1т як:

г,г' -*К

Усереднене значения функцП Гр1на, що входить до виразу для густини локал!зованих стан1в (16), знайдемо з виразу (15), використовуючи припущення про Гаус1в вигляд корелятора <5Г,6Г,> = 52¥(1г-г'1). Застосовуючи метод оптимально! траектор!! при длтегруванн! (16), одержимо вираз для густини домшкових стан1в у випадку короткомасштабних неодноропностей:

&р^е> = 77=—Л-г; Ео= V • <17>

п (Ео - Е) + у Енерг!я у тут визнзчаеться як г= П^^/Е^3; де 0 = БЬе ,

Ес=(ъ/1с)2/2тс. Як легко бачити з (17), глибокий домшковий ргвень зазнае в цьому випадку уширення та зсуву на характерну евергаю порядку у (малу в ему мализни 1с). Використовуючи р1вняння Даясона, можна також покэзати, що спричинений неоднор1дн!стю сплаву зеув дна зони пров1цност1 в випадку короткомасштабних неоднор!дностей е значно меншим в1с енергП у.

У протилежному випадков1 довгомасштабних

неоднорханостей (1с» го) аналог1чна процедура обчислень з

використанням континуального гнтегрзлу Фейнмзнз-Пбоа

дозволяе одержзти Гаус1в вигляд криво! уширено! густини

стан!в глибокого домшкового рХвня:

2п. Е„ - Е „

6р,т(Е) = —ехр( - [-2-Г). (18)

■Ш П У2 О

Як видно з наведеного виразу, глибокий ргвень у цьому

випадку так само уширкзеться, эле вже не зазнае зеуву в

забороненгй зов!.

Тагам чином нэми покзззно, то ф!зично Гаусове ушрення равн!в у випадку довгомэсштабних неоднорхдностей визначаеться флуктуацхями енерг!! дна зони пров!дност!, на той час як Доренцове уширення та зеув р1вня в випздку короткомасштабних неоднородностеи спричиняеться випэдковими електричними полями, що входять до гнтегралу (15). Такз р!зниця в поведши глибоких центр!в у сплавах дозволяе Хдентифгкувати випадки довго- та короткомасштабних неодшрлшостей виходячи з анал!зу експериментальних даних. Очевидно, випадком реэл!зацП довгомасштабних кеоднор!дностей е сплав СаА81_хРх, де глибокий р!вень донора мае енерг!ю зв"язку Ео = 340 меВ, сталу в усьому д!апэзон1 значень х, що вХдповшають прямозонному випэдков! (В.Зубков, А.Шггга, А.Соломонов, 1989). При цьому значения п!вширини уширеного р1вня (30-40 меВ) добре узгоджуеться з нашими теоретичними оцшкзми. Натомость дан! щодо сплав!в АХ^з^Аз (М.Ярош, 1985), де енерг!я зв"язку глибоких донор!в суттево залежить в!д х, вкззують на можливХсть реал!зэц!1 випадку короткомзештзбних неоднор!дностей.

TpeTia роздол присвячений побудов1 теорП aHiBOTponii коефощента поглинання та дхйсно! частини д!електрично! npomucHocTi, зумовлених оптичними та в1ртуальними можзоняими переходами у куб1чних нап1впров1дниках nia д1ею однов1сного стиску.

Однов!сний тиск суттево змгнюе темп м1жзонних переход1в вже при малих (ео « Ее) значениях деформацИ, коли е0 стае одного порядку з характерною енергоею д!рок, що беруть участь у цих переходах. Помггно змоюшгься матричн1 елементи переходу м!ж с тэ v+ зонами, що обумовлюе ан!зотроп1ю дижзояного коефлдента- поглинання i визначае характер його спектральних залежностей поблизу порогов переходов у v± зони, причому переход у v_ стан для поляризацП випром1нювэння, пзралельно! до oci деформацИ, виявляеться забороненим. Оскольки ефективн! маси v+ зони е суттево меншими поровняно з ефективною масою важких д1рок недеформованого матер!элу, то 3i збольшенням eQ бопьшз частина HipoK термалозуеться в облает! малих ¿мпульсов, так що прям! випром1нювальн1 переходи з с-зони йтимуть онтенсивнше.

Наш обраховано коеф!ц!ент поглинання випром1нювзвня, поляризованого вздовж oci деформацИ (ц) та перпендикулярно до не! <х), при переход! електрона з v± зон у с-зону. Показано, що для випромояювэння, поляризованого в площин!, перпендикулярн!й до oci стиску, повинен спостерогатися р!зкий злам спектрально! залежностх коефадента J, зумовлений "вмиканням" електронних переходов з v_ зони. В силу зэбороненост! перходов з v_ зони для поляризацП вздовж oci стиску такого аламу немэе.

В достатньо товстих зразках (oíd » 1, ü - товшина зразка) спектральний розподол J. можна дослодита фотоелектричними методами. Так, спектральнэ заленшость çoTonpoBiflHDCTi (ФП) для випэдку велико! швидкост! поверхнево! рекомб1нац1! мае вигляд криво! з характерним максимумом. 3í збольшенням коеф!ц!ента поглинання зменшуеться товщика шару нап!впров1дника, в якому воцбуваеться фотогеверэц!я hocüb струму. В результат!, поверхнева рекомбояащя стае штенсивнлвою, що призводить до

зменшення сигналу ФП. При цьому большому значению <к для одн!е! 2 Т1б1 ж енерШ ьш водповЩае менша величина сигналу ФП. Тому якщо о! на певн1й частот! зазнае р1зко! змгни (а саме так водбувзеться за однов1сно! пружно! деформацХХ для енергХй ьа = Е„+ ео/2, коли "вмикэються" переходи з у_ зони, для поперечно! поляризэцо!), то в спекгральнХй залежност! ФП так само повинен виникнути р1зкий злам.

Нами разом з Г.А.Шепельським та сп!вроб!тниками (1995) досл!джувэвся спектральниа розподлл ФП у зрззкэх 1пБЬ та СйхН^_хТе в д!апазон! пружних деформац.1й Р = (0-3) кБар. На одержаних кривих ФП з високоенергетичного боку в!д максимума для поляризащ! Е ->- Р чутко виявляеться особлив!сть у вигляд! сходинки, яка при зб1льшенн! тиску Р змХщуеться в бХк видах енерг!й. Дая поляризац!! Е ц Р тзка структура в!дсутня. Тому можна впевнено пов"язати вказану особлив1сть з краем фундаментального поглинання для переходов 7_-зона -зона пров!дностХ. Було одержано значения для коефлиента пропорцоаност! X (ео = ХР): (8,4 ± 1) меВ/кБар для 1пЗЬ та (10,2 ± 2) меВ/кБар для СйхН£1_хТе. Щ. цифри перебувэзсггь у доброй в!дпов!дност! з наявними лотературними даними (9 та 12 меВ/кбар в!дпов!дно). Так! втайрювэння можуть являти значний !нтерес для ХдектифлсацП механХчних напружень у тонких шарзх та ллХвках, що ззстосовуються в оптоелектрон!ц!, й для визначення величини таких напружень.

Також досл!джене явище ан!зотроп!1 викликано! в!ртуэльними м!жзонними переходами частини доелектрично! проникност! одновЮно деформованого нап!впров!дника. У типових куб!чних нзп!впров!дниках дисперс!я д!електрично! проникност! к (и) на частотах и < Е„/ь обумовлена перевзжно електронами поблизу кра!в зони пров!дност1 й валентно! зони. Водночзс дисперс1я частини д!електрично! проникносто, зумовлено! внеском Гратки, не!стотна в сипу сшввХдкошення ьщ « Е„, (и - частота оптичного фонона). Тому дисперсХю г (и)

о О

нами обчиелено в рамках чотиризонно! модело Кейна.

Нами протэбульовано величину 6г(ш) = а»(((щ) - хх(и) для параметров рХзних матер!ал!в. Ан1зотроп!я 6г»(о>) викликае явице поденного променезаломлення: при проходженн! випромоненняя через однов!сно нзпружений матероал виникае

зсув фаз м1ж хвилями, поляризованими вздовж 1

перпендикулярно до ос1 стиску.

Експериментально явище деформацойно 1ндукованого подбойного променезаломлення вивчалося нами рззом з Г.А.Шепельським та сповроб!тниками (1995) для СзАб та СсГГе. Основна в1дм1нн1сть 1хн1х даних для 77 К вод результатов для 300 К (що повторить дано, одержан! ранме М. Кард оною та он., 1989) у Сс1Те полягае у знэчно р!зклюму спад! криво! 5^(и)/Р з наближенням до краю фундаментального поглинання. Еда водмдлпйсть не вдавэлося пояснити в рамках одеально! кейновськоо зонно! модеп1. Однак у реальному кристал! СйТе, як водомо, край власного поглинання виявляеться "розмитим" за рахунок фононов. Тому в онтеграли для обчислення а (и) було введено феноменолог!чний параметр Г, який описуе це розмивання. Значения Г, що залежить в!д Т, може бути ощнене з наявних у лотератур! даних про температурну залежность краю власного оптичного поглинання. Значения Г = 50 меВ, 150 меВ для Т = 77 К 1 Т = 300 К дозволили з високою точностю узгодити теоретичну криву з експериментальною.

Таким чином, було вперше побудовано строгу теорцо явища шдукованого однов!сним стиском подбойного променезаломлення в куб!чиих нап!впроводниках. Ця теор1я дозволила вперше поясзиги наявн! експериментальн! крив1 в широкому д!апазон! температур.

Четвертая роздол присвячено побудов! теорП Оже- (зона-зонних) та випромонювальних переход!в в однов!сно та годростатично стиснутах куб!чних нап!впроводниках вузькозонних та безщолинних.

Мала ширина заборонено! зони та велике в!дношення ефективних мае важких д1рок та електрон1в у вузькощолинних нап!впровоиниках (ВН - 1пБЪ, Сс^Нё^Те для х > 0,16) обумовлюють конкуренцою декопькох механ!зм!в рекомбонзцП. Внесок кожного з канал!в рекомб!нацП - випромллювального, м:Ькзоннога ударного (Оже-рекомбшагая) ! дом!шкового (рекомбхнэщя Шокп!-Родз) - ззлежигь в!д температур« Т, величини та концентрац!! рекомбхнэщйних центр!в.

Принщпове значения мають власн! мехзнозми рекомбонацП (вшром!нювзльна та 0же-рекомб!нац1я), як! визначають верхню

теоретичну межу часу жкття носИв струму. Нами Оуло показано, що трансформация енергетичного спектру при однов1сному стиску може спричинити до змгяи дом!нуючого механизму рекомбшзцП, а з хншого боку деформащя може стати методом 1дентиф1кац11 мехзи1зму рекомб1нацП.

ОскШьки з прикладенням однов1сного стиску ефективва маса д1рок у зон1 помгтно зменшуеться пор!вняно з мзсою важких д1рок недеформованого матер!алу, то з1 збдпьшенням еа бхльша частина дорок термал1зуеться в облает! малих 1мпульс1в, тобто прям! випром1дювальн1 переходи з с-зони йтимуть 1нтенсивн1ше, а час ышромгнювально! рекомбгнзцН падатиме 31 збхдьиенням тиску.

Конкурентниг мехая1зм зона-зонно! Оже-рекомбгнацН (електрон рекомб!нуе з даркою, енерг1я рекомбанацИ порядку ширини заборонено! зони передаеться ллшому елекгронов!, що переходить у високозбуджений стан) в силу необх!дност1 одночасного виконання закон!в збереження енерП! та 1мпульсу характеризуеться енергетичним порогом: мгншальною сумою кхнетичних енергШ трьох нос Ив, почшэючи з яко! процес стае мояшивим. У рамкзх трьохзонно! модел! Кеяна порогова енергхя становить: = 2(тс/ть)Е„ (Б.Гельмонт, 1978). У ВН. де в!дношеняя пгс/ть дуже мзле, Оже-рекомбгаащя в практично безпороговою, а в!дтак вельми 1нтенсивною. особливо в облает! високих температур.

При стискуванн1 кулонгвський матричний елемент дае ск1нченний внесок, але через зменшення ефектквних мае у валентн!й зон1 пороги Оже-процес!в р1зко збдпьшаться для вс1х канал !в, окр 1м випадку переходу елекгрона в стан зони з хмпульсом, пзралельним напрямков1 деформацП. (Ця в!тка енергетичного спектру дала характеризуеться масою важно! д!рки). Оскмьки ж кониентрац!я д1рок зменшуеться з1 збьльшенням стиску, то темп Оже-процесу (на противагу випадков! випромшювально! рекомбхнацП) падатиме як ехр(-£0/Т). У борн!вському наближенн! нами одержано вирззи для час!в Оже- та та випромгвювально! тг рекомбшзцП в одновхено стиснутому нап1впров1днику.

Експериментально залежност! часу життя в1д деформацП т(Р) було одержано нами разом з Г.А.Шепельським та сп!вр.

(1989) з вимхрювзнь стащанарно! фотопров!дност! в д!апэзонх температур т = 77 - 250 К i деформация Р = 0-2 кбар на зрззках Cd^Hgj.^Te п-типу 3i складом х " 0,30 (Е„= 0,25 меВ) та х £ 0,2 (Ej£ 0,1 меВ), Для зразкхв з *х ~ 0,3 в температурному диапазон! 160 - 250 К спостерхгаеться зменшення т, на той час як для х ~ 0,2 - явне зростзЕНЯ т зх збхльшенням Р. При цьому экспериментально. крив! з доброю точн!стю узгоджуклъся г нзшою теорхею. Для максимэльних знэчень вхдношення ео/Т ~ 2,5, що були реал1зован1 в експериментх, т змхшовалося в 2-2,5 рази. Суттево, що с-зм характер змхни т з деформэцхею (збольшення або зменшення) однозначно визначэе механ!зм власно! рекомб1вацП.

Показано, що граничн1 значения часу життя у таких матерхалах, як InSb, InAs, CcfflgTe, записан! з урахуванням Оже- та випромллювально! компонент, 1/т = 1/та + 1/тг можуть при оптимальному вибор! Р i Т зм!н»ватися быын нхж нз порядок порхвняио з випадком без деформэцП. Проведена оц!нки можуть мата не лише фундаментальне, але а значив прикладне значения з урзхувэнням того, що в резльних умовах припади фото- та оптоелекгронЛки часто працюють в охолоджувзному режим! i е механ1чно напруженими.

TeopiH процесхв рекомбанацП в недеформованих безщ!линних нап!впров!днкках (БН) була побудованз М.Д"яконовим та О.Хзецьким (1980). Ниш показано, що харзктерний час життя у БН становить (1-5) Ю-13 с i слзбко залежить в!д температуря та ступеня легування. Основними рекомб!нац1йними каналами при цьому е Оже-цроцес за участю двох большее д!рок та електрона i процес з ем1с!ею оптичного фонона. TxHi iHTeHсивностi в HgTe приблизно однзков1.

3 прикладанням одновхсного стиску вздовж ос! 0Z енергетичний спектр БН радикально змояюеться (М.Кзрдона, 1967): виникае заборонена зона, причому екстремум валентно! зони зм!шуеться з центра зони Брхллюенз, утворюючи петлю з ампульсом рт у rmoamHi, перпендикулярна до ос! стискувзння. Енерг1я екстремуму валентно! зони залежно Bifl складу х сплаву КРТ може бути нижче або вище середини енергетично! щ!лиии е0, що под д1ею стиску виникае в центр! зони Брхллюенз (при цьому Е_= ео/2 - em).

Нами було ветановлено, що, на в!дм!ну в!д випздку недеформованого БН, Оже-процеси в однов1сно стисненому БН виявляеться чутливими до змши температуря i ряду зоиних параметров. Тому варцовання £0 змоною прикладевого стиску i ет зм!ною складу х потрШних сполук дозволяе в принцип одержувзти HaniBnpoBiaHHKDBi мзтер1али з наперед задзними властивостями, як! можуть бути використэн1 як фотоприймзч! в зктузльному дзлекому 14 д1апззон1.

Нами також розраховзно в дипольному наблкженн! темп вшромхнювзльЕо! рекомб1нац11 в одновхснс деформованих БН. Особлив!стю цих процесгв е те, що електрони переходить з с-зони в стани поблизу максимуму у-зони, якиа зсунутий водносно центру зони Брхллюенэ. Таким чином» прямо випромовювально переходи з вщускаввям субм1л1метрових фотон1в можуть в1дбуватися лише з дуже вис-окоенергетичних апектронних станов, i тзкий процес виявляеться неефективним для термал!зованих носПв поблизу крэгв с i у-зон. Вон меже лроявлятися лише в випздку висоноо концентрзцП пзр, близьк!й до 1нверсного ззеелення. На водмону вод випадку Оже-рекомбхнацП, теш випром1нювально1 рекомбодац!! зболыпуеться зо зболывенням овдуковано! тискам щолини як £3. Таким чином залежной! тг ~ £~3, та ~ e3Q можуть бути

використан1 для дискршгнэцП основного рекомбгнащйного каналу в однов1сно стиснених БН: зростзння часу життя з тиском вказуе на домонування Оже-рекомбшацП, нз той час як спад - нз переважання вштромлповэльнкх переходiB. Зззначимо, що год1бний за знаком ефект, як було показано ран1ше, водбувзеться i в деформованих ВН.

Нэрешто, нами для деформованих БН було одержано час переходу з випусканням оптичного фонона. Показано, ¡до тзкий процес для HgTe приводить до часов життя порядку 1СГес, ! е, очевидно, головним канэлом рекомб1нацо! для пор1вняно невеликих деформац!й, коли енерг!я фонона б!льшэ в1д ширини ондуковзно! тиском заборонено! гони (для HgTe це водповхдае Р s 1 кбэр). Однзк у протилежному випздку ьио < ео/2 - ет цей механ!зм стае забороненим через неможлш!сть виконання закону збереження енерг!!, i рекомбонацоя водбувзеться за Оже- чи випром!нювзльним каналом.

П"ятий розя1л присвячено побудов1 теорИ Оже-рекомсЯнацИ з участю одно- та багатозарядних домпдкових стан1в.

Широке зэстосування в сучзсной електронщ! високолегованих матер1ал1в, що працюють в умовах сильного збудження, стимулювзв интерес до вивчення Оже-рекомбхнацИ через домхшкова центри. Справд!, Оже-рекомбгнавдя через flOHiuiKOBi стани не мае енергеткчного порогу, що знижуе темп зона-зонного процесу, особливо в области низьких температур. Якщо ж у рекомбшзцП беруть участь два чи больше hocxib, локалозованих на одному чи на сус!дв!х центрах, такиа процес може бути ефективним для вайширшого спектру материалiB - в!д вироджених напхвпровхдников до д1електрик1в (М.Шейнкман, 1982). Однак теор!я такого явицэ донедзвна вивчалася лише в рамках спрощеиих моделей (воднепод1бна модель чи однозонна модель Луковського для домшкового центра, оц1нка ¿нтегралхв перекриття зонних стан!в пэрэметрзми теорИ, тощо).

Спектр Оже-переход1в зз участю двох I больше локзл!зованих стзн1в е вельми широким. Нами було побудовано теоретичну модель для двох нэйхарзктернппих процес1в 1з цього класу. Перший процес - захошення електрона на подвгйний глибокий акцептор з передачею енергП рекомболацП другому вольному електронов1, локалозованому на тому ж центр!. Другий - захоппення вольно! д!рки на ргвень глибокого донора з передачею енергП рекомбгнацП enempoHOBi на м1пкому донорному piBHi. Перший з процес!в може в!дбуватися, зокрема, у GaSb, де icHye рхвень глибокого подвгйного природного акцептора, другий у GaAs, де нзйб!дом.шим рекомб!нац!йним центром g ровень EL2, розташований приблизно посередине заборонено! зони. Цьому piBHesi присвячена дуже велика л!терэтура. Було показано (Н.Колчановз та cnißaBT., 1882), що електронний стан на цьому piBHi за даними ЕПР е одноелектронним ! мае симетрооо дна зони провхдност! Г6. При цьому !он!зований EL2 донор мае заряд z = 2, !, як насл!док, такий центр, ззхопивши електрон на глибокий р!вень (Ed = 0,7 еВ), може влигравзти роль м!лкого кулон!вського донора щодо другого електрона з eHepriero зв"язку Ec« Ed. Зауважимо, що в обох випадках

концентрэщвна залежя!сть темпу Оже-рекомб!нацП не в!др1зняеться в1д концентрацИшо! залежност! швилкост1 багатофононного процесу, 1 тому для правильно! лдентифхкацП екперименту принципового значения нзбувае питания про !хн! температуря! зэлежноста.

При обчисленн1 швидкост! 0же-рекомб1нацИ в обох випздках використовуемо борн1вське нзближення, кейн!вськ! хвильов! функцП та спектри зонних стан!в та узэгзльнення моделI потенциалу нульового рад1уса на випадок багэтоззрядних центр1в (Н.Аверк1ев, Ю.Ребане, 1.Ясс1бвич, 1985) . Нами одержано анал!тичн1 вирази для перер!з1в захоплення електрон!в ! д!рок для двох описзних виде випадкьв. Показано, що Оже-зэхоплення електрон1в на глибокий подвояний акцептор призводить до слзбко! температурно! залежност! е>п~ Т1/2. 0ц1нка для параметров СаВЬ при Т = 77 К 1 Еа= 0,1 еВ дае достатньо велике значения бп= 6-Ю-1'см2, що подтверяжуе висновок про ефекгивн1сть такого процесу.

1мов1рн!сть багатофононного захоплення д!рок на Е12 р!вень вивчалася рано-ше (В.Абакумов ! сп!вавт., 1987). Було показано, що в актуальней облает! температур процес мае хзрзктер термостимульованого тунелювзння. Однак одержана в ц1й робот! крива £П(Т) н! кглыисно, н! як1сно не в!дпов1дае экспериментов! (В.Принц, С.Рехунов, 1983). Натом1сть одержана нами теоретична крива # (Т)= 10 -Т см , де Т -температура в градусах Кельвхнэ, добре описуе експеримент ! пояснюе ход залежност! б в усьому дослоджуваному штервал! температур в!д ззотно! ! до комнатно!.

Таким чином нами показано, що оцгнка можливих перер!з1в Оже-зэхоплення нос!!в двоззрядяими центрами в реальних нзп±впров!дникзх А3В3 призводить до знзчень б ~ 10-16-10~18см2, що п1дтверджуе висновок про високу ефектквн!сть такого класу Оже-переход!в. Оск!льки основний конкурентний безвипром!нювальний канал - багатофононна рекомбонац!я через глибок! центри - характеризуеться р1зкою залежн!стю £(Т), то езме Оже-процесами можна, очевидно, поясните велик! й майзке неззлежн! в!д температури перер1зи безвипром!нювэльного захоплення нз глибок1 центри в СаАз, 1пР, СаБЬ та 1н.

Окремо нами дослужено Оже-рекомбонэцгю через глибокх

центри в кремнП та телур!. Для цих матер!ал!в в рамках багатозонно! модел1 потенщалу нульового рад1уса одержано значения водповодних Оже-коефяиентов. Показано, що домашкова Оже-рекомбонацХя через однозарядн! акцептори не водогрэе !стотно! рол о в рекомб1нац!йних процесах у р-Бо. Натом1сть Оже-рекомбонзщя через глибок1 центр« в телур! е високоефективною 1 може визнэчэти час неровноважних д!рок при низьких температурах. Щ. результата добре узгодкуються з екопериментальними даними ЮЛ.Мззура, 1937.

Дослоджено також Оже-рекомбгнаццо зв"язаних ексигств у одновосно стиснутому СйТе. Показзно, що вваслодок змши под д1ею стиску енергП екситона та енергП зв"язку домшки, що цей екситон зв"язуе, квантовий виход екситона, зв"яззного на молкому донор1, мало змонюеться з тиском (Ед лишаеться майже сталим), але внэсллшк розщеплення р1вня акцептора й немонотонно! залежност! енерг!! акцепторного екситона вод Р залежн!сть квантового виходу такого екситона вод Р мае вигляд криво! з максимумом: в область малих Р водбувзеться замання люм!несценцН, а для вищих Р - И гасшня Оже-каналом. Побудована теор!я подтверджуеться

експериментальними даними Г.А.Шепельського ! сп!вр., 1935.

Теоретично передбэчений ! експериментально спостережений ефект р!зних деформацШгих залежностей лггенсивност! люмонесценцП донорних та акцепторних зв"язаних екситон!в може бута використаний для !дентиф!кац!! типу основних домошок (донори або акцептори).

ВИСНОВКИ

У дисертацолнод робот! створено послодовну теор!ю оптичних та рекомб!нац±йних процес!в у нап!впров!дниках з дефектами, деформащями й неоднородностями складу; побудовзно к!льк!сну теорцо явщ деформацойво ондуковзних подбойного променезаломлення та ан!зотроп!! фотопроводност!; теоретично обгрунтовано способи !дентаф!кац!! тип!в рекомб!нац!иних переход!в, локальних центр!в тз механ!чних напружень у матер1алэх нап!впров1дниково! електрон!ки; визначено шляхи п!двщення грзничних рекомбоаац^них

характеристик таких матер1алАз.

Основно науков1 результата, одержан! в робот!, вводиться до подальшого:

1. Доведено, що глибок1 центри р!зних тип1в симетрП в прямозонних нап!впров!дникзх мають р!зну залежн!сть знаку зсуву в зэбороненой зон! п1д д1ею гоцростзтичного стиеку. Глибок1 1-е центри (що харэктеркзуються симетр!ею дна зони провоцност! Г6) змлцуються разом з дном зони провоцност!. Глибок1 Ь-центри (!з симетр1ею вершини валентно! зони Г8) змлцуються разом !з вершиною валентно! зони. Под д!ею годро статичного стиску внаслодок переходу безпйлинний-вузькозонний наповпровоаник може вхдбуватися переход в1д резонансного до локал1зовзного акцепторного стэну.

2. П!д д1ею однов1сного стиску глибокий чотириразово вироджений Ъ-центр розщегшюеться на два вироджен! за сп!ном р1вн1. Величинэ розщеплення л!н1йно залежить вод стиску ! визнзчаеться сп!вв!дношенням ефективних мае ! глибиною р1вня в недеформованому кристал1. В большост! характерних нап!впров!дник!в А3В5 величина розщеплення ровня е суттево меншою вод величини 1ндукованого стиском розщеплення м1ж двома валентними зонами в точщ Г8.

3. Вперше теоретично дослоджено р!зн1 ексдариментзльн! ситуэцП, як1 можуть мзти м1сце в реальних напхвпроводникових сплавах : а) масштаб неоднорхдностей складу б1льший зэ рзд1ус локал!зованого стану; б) масштаб неоднородностей менший за рэд1ус локал1зовзного стану. У першому випздков! 5-под!бний глибокий р1вень уширюеться, але не зззяае зсуву в заборонен1й зоно; його густина станов при цьому описуеться гаусовською кривою. В другому випадков! уиирення глибокого р1вня описуеться лоренц1вською кривою густкни стэнов, кр1м того, ровень зззнае зсуву, знзчно б1льшого в1д зсуву днз зони провоцност!.

4. Встзновлено, що перер1зи поглинзння внаслодок переходу електрона з глибокого центру в с-зону однов!сно деформованого нэповпровошшеа стають суттево зн!зотропними; зигляд анозотроп1! визнзчаеться типом екметр!! центру.

5. Показано, що жауковзнэ однов1снш стиском ан1зотроп!я коеф!ц!ента поглинзння в облэст1 виде краю

фундаментального прямого оптичного переходу спричиняе явище aHisoTponil фотопров!дност1: спектральна зэлежв!сть фотопровхдност! залежить в!д напрямку поляризацП поглинутого кристалом випром1нювання, i для поляризацП в площинх, перпендикулярна до oci стиску, на sis спостерггаеться злам, пов^язаний хз вмиканням переход1в з нижньо! вздщеплено! стиском валентно! зони. Для поляризацП вздовж ос! стиску така особлив!сть водсутня через заборонений характер в!дпов!дного оптичного переходу.

6. 1ндуковане оптичним стиском явище подвйшого променезаломлення, спричиненого ан0зотроп!ею зумоапеко! в1ртуальними мЬкзонними переходами частини д!електрично! проникно ст i, е температурно залежним б!пя краю фундаментального оптичного поглинання. Показано, що така зэлежн1сть зумовлена фононним "розмивэнням" краю оптичного поглинання.

7. Вперше однозначно встановлено, ¡до в однов!сно деформованих вузькозонних напхвпровхдниках теш випромшювально! рекомб!нац!! зростэе через локал!зац!ю б!льшо! к!лькост! д!рок в облает! малих !мпульс!в верхньо! з розщеплених вэлентних зон, а теш Cae- рекомбХяацН зменшуеться внаеллдок зменшення концентрац!! д1рок у нижнгй is розщеплених валентних зон, яка характеризуемся нижчим енергетичним порогом Оже-рекомб-шацП. Показано, що час життя hocííb може зм.1нюватися на порядки для експериментально досяжних значень пружного однов!сного стиску. Побудовано к!льк1сну Teopiio цього явища.

8. Встановлено, що в oahobícbo деформованих безщ!линних ваповпровйдниках, де конкурують три механ!зми рекомб-шащ.!: фононнии, Оже, та випромхнювзльний, рекомб!нац!я з випромйенням оптичного фонона дом!нуе в облает! порхвняно малих стиск!в £ 1 кбар, однак стае забороненою, коли шдуковзна стиском заборонена зона стае ширшою в!д fyo. Нзтом!сть показано, що випромгнювальна рекомб!нац!я може вддбувзтися лиие з високоенергетичних електронних стангв i е ефективною лише для облает! високих концентрзцП, близьких до iHBepcHo! ззселеност!. Оже- процеси в oakobícho стиснутому безш.1пинному напхвпровйцшку, на в1цм!ну в!д

вкладку без дефорнацП, е разко чутливими до зм!ни темлератури й зонних параметра.

9. Показано, що Оже-рекомб!нац!я через двозарядн! центри в характерних нэп1впров1аниках груш А3В3 призводить до великих 1 слабко залежних вха темлератури значень перер!з!в захопления б ~ Ю-16- 10~18см2. Оскольки основний конкурентами канал - багатофононна рекомб1нац1я - носить характер теркостимульованого тунелювання й характеризуемся р1зкою залежн!стю в1д темлератури, то саме Оже-рекомб1нзЩею через багзтозарядн1 центри можна лояснити експериментальн1 велик! а магже неззлежн1 в!д Т значения б для ззхоплення на центри в СаАз, 1пР, СзБЬ.

10. Теоретично доведено, що !нтенсивн1сть люм1несценц11 екситон!в, зв"язаних на кулон!вських акцепторах, мае вигляд криво! з максимумом (займзння люминесценцИ в облает! малих стискгв, !! гас1ння для вкщих Р), що пояснюеться зм!лою енергП зв"язку акцепторного р1вня та немонотонною залежнастю енерг!! рекомбшзцП "акцепторного" екситона в1а стиску. Одержан! закономерности можуть бути використзн! як для !дентиф!кац!! наявност1 в материал! локальних напружень, так ! для визначення типу зв"яззного екситона: донорного або акцепторного.

OcHQBHi результата дисертзт! опублгковзао в роботах:

1. M.V.StriWia, I.N.Yassievich. Tlieory of Auger Recombination Involving Traps in III-V Semiconductors/ZCryst.Prop.prepar..-1987. -v.12. - P.215-218.

2. М.В.Стргха. 0же-рекомб1нац1я в кремнИ: новий п!дх!д до обчислення !нтеграл!в перекриття//Допов!д! АН УРСР. -1987. - N 8. -С.57-61.

3. О.В.Снггко, ЮЛ.Мазур, Ю.Г.Рубо, M.B.CTpixa. Дсм!шкова Оже-рекомбшащя в телурЬ-УДоповли АН 5ГРСР. -1987. - N 9. - С.56-61.

4. M.B.GTpixa. Новий мехзнгзм безвкпром!нювального захоплення д!рок на глибокий piseHb структурного дефекту в

арсенШ гэл1ю//ДоповШ АН УРСР. - 1988. - N6 - С. 52-55.

5. M.V.StrUtha. Zero Radius Potential Model and Auger Recombination via Deep Centres//Aeta Physica Polonica. - 1989. - v. A75, N1. - P.159-163.

6. M.B.CTpixa. Теортя 0же-рекомб1нацП через двозарядк! центри в нап1впров1дниках//УФШ. - 1989. - т.34, N10. -С.1547-1558.

7. Ф.Т.Васько, С.Г.Гасан-заде, М.В.Стрижа, Г.А.Шепельский. Изменение механизма рекомбинации в узкощелевых полупроводниках при одноосном сжэтии//Письма в ЖЭТФ. - 1989. - т.50, в.6. - С.287-290.

8. Ф.Т.Васько, M.B.CTpixa. 0же-рекомб1нац1я в одновосно деформованих безщитининних нап1впров1дниках//УФЖ. - 1990. - Т.35, N4. -С.617-624.

9. Ф.Т.Васько, M.B.CTpixa. Оже-рекомб1вэц1я в однов1сно деформованих вузькозонних нап1впров1дниках//УФШ. - 1990. -Т.35, N8. - С.1240-1244.

10. Ф.Т.Васько, М.В.Стриха. Междузонные Ж переходы в одноосно деформированном узкозонном полупроводнике//ФТП. -1990. - Т.24, в.7. - С.1227-1233.

11. Yu.I.Mazur, Yu.G.Rubo, O.Y.Snitko, M.V.Strikha. Auger Recombination via Defects in Tellur iuin//phys. stat. sol. (b). - 1990. - v. 162, N.2 -P.531-538.

12. E.A.BahanoTa, M.V.Strikha, F.T.Vasko. Non-equilibrium Carriers Recombination Channels in Uniaxially Stressed Gapless Semiconductors//phys. stat. sol.(b). - 1991. - v.164, N.1. - P.157-172.

13. M.B.CTpixa. Оже-рекомбхнац1я в однов1сно деформованих вузькощ!линних нзШвпровьдникзх р-типу//УФЖ. -1992. - Т.37, N.5. - С.722-724.

14. Ф.Т.Васько, БЛ.Песецький, M.B.CTpixa. Ан1зотроп1я д1електрично! проникност! в однов1сно деформованих вузькозонних нап1впров1ДНИках//УФШ. - 1993. - т.38, N 8. -С.1201-1204.

15. M.V.Strikha, F.T.Vasko. Hydrostatic Pressure Effect on Point Defects Electronic States in

Narrow-Gap and Gapless Semiconductors//phys. stat.

sol.(b) -1994. -v.181, N1. - P.181-188.

16. F.T.Vasko, M.V.StriXha. Impurity States and Optical Transitions in Uniaxially Deformed Narrow-Gap Semiconductors//phys.stat.sol.(b). -1994. - v.181, N2. -P.447-455.

17. B.I.Pesetsky, G.A.Shepelsky, M.V.Strikha, N.I.Tarbaev. Piezooptical Diagnostic of Elastic Tension and Identification of Defect Types in CdTe by Examination of Exciton Defect Complexes/ZInternational Workshop on Optical Diagnostic of Materials and Devices for Opto-, Micro-, and Quantum Electronics. - 1994. -v.2113. - P.133-137.

18. G.A.Shepelsky, M.V.Strikha, N.I.Tarbaev. Piezooptic Examination of Bound Exciton Recombination in Uniaxially Strained CdTe//Sol.St.Commun. - 1995. - v.94, N 3. - P.237-241.

19. Ф.Т.Взсько, С.Г.Гасан-зэле, М.В.Стриха, Г.А.Шепельский. Поляризэдаонно-зависимзя фотопроводимость в одноосно деформированных полупроводниках//ФТП. - 1995. -т.29, в.4. - С.708-713.

20. Н.И.Тарбаев, М.В.Стриха, Г.А.Шепельский. Деформационные исследования излучзтельных рекомбинационных переходов через состояния связавых и свободных экситонов в теллуриде кадмия//ФТП. - 1995. - т.29, в.Э. - С.1611-1621.

21. Ф.Т.Васько, М.В.Стриха, Н.И.Тарбаев, Г.А.Шепельский. Двулучепреломление теллурааа кадмия при 77 К, индуцированное одноосным упругим напряжением//ФТП. -1996. - Т.30, в.8. - С. 1026 - 1035.

22. M.B.CTpixa. Зм1ва грзничних рекомб1нац1йних парзметр1в у нап1впров1дниках nifl д1ею однов1сного стиску//Допов1д1 НАН Украгви. - 1996. - N.6. - С.82-83.

23. M.V.Strikha, F.T.Vasko. Electron States on Point Defects in Nonuniform Semiconductor Alloys//J.Phys.:Cond.Matter. - 1997. -v.9, n.3. - P.663-672.

24. Ю.И.Мззур, Ю.Г.Рубо, М.В.Стриха. Безызлучэтельная рекомбинация через связанные состояния в теллуре//В кн.: III школа по актуальным вопросам физики полупроводников и полуметаллов. Кииенев. - 1987. - С.56-57.

25. М.В.Стрихз. Оже-рекомбкнация через двухзарядные центры/'/В кн.: XIV всесоюзное (Пекзровское) совещание по теории полупроводников. Донецк. - 1989. - С.152.

26. Ф.Т.Васько, М.В.Стрихз. Механизмы рекомбинации неравновесных носителей в одноосно сжатых бесщелевых полупроводниках//В кн.: XIV всесоюзное (Пекаровс-кое) совещание по теории полупроводников. Донецк. - 1989. -С. 173.

27. Е.А.Бахановэ, Ф.Т.Васько, М.В.Стриха. Механизмы рекомбинации неравновесных носителей в одноосно сжатых бещелевых полупроводниках// В кн.: Физика х xiMin поверхнх та границь роздхлу вузькощЛлинюк наШвпровхдникхв. Львхв. -1990. - С.193.

28. M.B.GTpixa. Вшив гОдростатично! деформацП на глибок1 дом1шковх центри в безщхлинних та вузькощ!пинних напхвпров1дниках//В кн.: Пятнадцатое пекаровское совещание по теории полупроводников. Львов. - 1992. - С.117.

29. S.G.Gasan-zade, G.A.Shepelsky, M.V.StriMia. Dominant Mechanism of Recoffibination Change in Uniaxially Pressed Hg1_xCdxTe//In: International Conference on Narrow Gap Semiconductors. Southampton, UK. -1992. - P. 93.

30. E.A.Bahanova, M.V.Strikha, F.T.Vasko. Optical Properties of the Uniaxially Stressed Semiconductors in the Interband Transition Region//B кн.: Зб1рник доповхдей юводейно! конференцИ 1ЕФ-93. Ужгород. - 1993.- С. 16 - 19.

31. F.T.Vasko, M.V.Strikha. Broadening of the Deep Levels in Senic-onductor Alloys//In: 16th Pekar International Conference on Theory of Senuconductors. Odesa. - 1994. - P.23-24.

32. G.A.Shepelsky, M.V.Strikha, N.I.Tarbaev, F.T.Vasko. Optical Diagnostic of a Short-Scale Stress Fields in CdTe Substrates//In: International Conference on Optical Diagnostics of Materials and Devices for Opto-, Micro- and Quantum Electronics QPTDIM'95. Kyiv. - 1995. -P.14-15.

33. M.V.StriMia, F.T.Vasko. Effect of Local Nonhomogenities on Defects in Semiconductor Alloys//In:

NATO Advanced Study Institute. Workshop "Mesoscopic "95". Materials oî Seminar and Poster Sessions. Kyiv. - 1995. -P. 36.

34. S.Gasan-zade, G.Shepelsky, M.StriMia, and M.Tarbaev. Properties and Diagnostics oî Solid Filrns under Uniaxial Compression//In: International Workshop on Advanced Technologies of Multicoraponent Solid Films and Structures and their Application in Photonics. Book oî Abstracts. Uzhgorod. - 1996. - P. 41.

РЕЗЮМЕ

Стрихз M. В. Оптические и рекомбинационные переходы в полупроводниках с дефектами, деформациями и неоднородностями состава. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук, специальность 01.04.10. - физика полупроводников и диэлектриков. - Институт физики полупроводников Национальной Академии Наук Украины, Киев, 1997 г..

В диссертационной работе построена теория оптических и рембинащгавных процессов в реальных полупроводниках, содержащих дефекты, деформации и неоднородности состава. Исследовано поведение глубоких примесных центров под действием гидростатического и одноосного сжатия. Показано наличие двух предельных случаев для уширения линий глубоких центров под действием неоднородностей состава полупроводникового сплава. Построена количественная теория явлений деформационно индуцированных двойного лучепреломления и анизотропии фотопроводимости. Теоретически обоснованы способы идентификации типов рекомбинационных переходов, локальных центров и механических напряженка в материалах полупроводниковой электроники. Теоретически предсказано явление радикального (на порядок величин) изменения времени жизни в одноосно сжатых узкощелевых полупроводниках. Построена теория Оже-рекомбинации через многозарядные глубокие центры.

SUMMARY

M.v.striklia. The Optical and Recombination Transitions in

the Semiconductors with Defects, Deformations and Nonuniformity of Composition.- Manuscript. Thesis for a Degree of the Doctor of Sciences in Physics and Mathematics, speciality 01.04.10. - Physics of Semiconductors and Dielectrics. - Institute of Semiconductor Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1997. In this thesis the theory of optical and recombination transitions in semiconductors with defects, deformations, and nonuniiormity of composition is worked out within the framework of the original Green's function formalisms. The characteristics of the deep centers are investigated under hydrostatic and uniaxial compression. The existence of the two limit cases for the broadening of the deep level lines to nonuniform semiconductor alloys is shown. The quantitative theory of the phenomena of deformation induced piezobirefringence and photo conductivity anizotropy is built. The methods for the identification of the local centers, recombination transitions and mechanical tensions are well-grounded theoretically. Hoe phenomenon of the dramatic (in order of values) change of the minority carriers lifetimes in narrow-gap semiconductors is predicted in this theory. The theory of Auger recombination via the multi-charged defects is built.

KmcraoBi слова: нэп!впров1дник, оптдоний nepexin, рекшб1на1ДЯ, час життя, дефект, деформация, неодворхшисть складу, теоретичн1 формал!зми.