Применение модели антипересекающихся зон в случае высокого легирования кислородом CdS тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

На правах рукописи

Канахин Алексей Алексеевич

ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИ АНТИПЕРЕСЕКАЮЩИХСЯ ЗОН В СЛУЧАЕ ВЫСОКОГО ЛЕГИРОВАНИЯ КИСЛОРОДОМ Сс18

Специальность 01.04.10 - Физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ 2 2 Щ] 2015

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-2015

005570827

005570827

Работа выполнена на кафедре полупроводниковой электроники

ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ»

Научный Доктор физико-математических наук, профессор

руководитель: Морозова Наталия Константиновна

Официальные Доктор физико-математических наук, профессор оппоненты: Никитенко Владимир Александрович, заведующий кафедрой физики ФГБОУ ВПО Московский государственный университет путей сообщения «МГУПС «МИИТ».

Доктор физико-математических наук, профессор Олешко Владимир Иванович, кафедра лазерной и световой техники ФГАОУ ВО НИ Томский политехнический университет.

Ведущая ЗАО «НИИ Материаловедения»

организация:

Защита диссертации состоится « 24 » сентября 2015 г. в 16 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.157.06 при ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ» по адресу: г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, ауд. К-102а.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью организации)

просим направлять по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый совет ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО НИУ «МЭИ» и на сайте [URL: http://www.mpei.ru]

Автореферат разослан « 15 » июля 2015 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.06 =

к.т.н., доцент ---- Сарач Ольга Борисовна

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Несмотря на термодинамическое обоснование присутствия изоэлектронной примеси (ИЭП) кислорода в соединениях А2Вб и данные о влиянии его на оптику кристаллов, до настоящего времени проблема требует подтверждения основных закономерностей. Это связано и с недоступностью методик анализов на кислород, низким содержанием этой примеси на поверхности сульфидов при устойчивости в объеме, новизной неустоявшейся еще теории антипересекающихся зон, band anticrossing (ВАС), впервые учитывающей роль ИЭП.

Попытки управляемо ввести кислород в CdS извне в концентрациях, заведомо превышающих содержание его в реальных кристаллах, предпринимались ранее. Так, кислород вводился методом ионной имплантации, однако эффект влияния ИЭП на оптические свойства и уменьшение ширины запрещенной зоны сульфида кадмия, определяемые теорией ВАС, не был обнаружен.

Ионная имплантация кислорода в CdS в предельно больших концентрациях, проведенная в данной работе, и целенаправленные исследования на основе теории антипересекающихся зон позволили получить подтверждение возможности использования теории ВАС для контроля ИЭП кислорода в этом материале.

Цель диссертации - выяснить возможную степень легирования кислородом монокристаллов CdS и ее зависимость от типа собственных точечных дефектов. Для достижения поставленной цели в работе были сформулированы и решены следующие задачи:

¡.Разработка методики измерения спектров микрокатодолюминесценции из объема слоев сульфида кадмия, ионнолегированного кислородом — CdS(O), и анализ данных эксперимента с привлечением теории антипересекающихся зон (ВАС), учитывая результаты предшествующих исследований систем ZnS(0)-ZnSe(0)-CdS(0).

2. Изучение уменьшения ширины запрещенной зоны слоев CdS(O), полученных ионным легированием CdS кислородом в концентрации, превышающей присутствие этой примеси в чистых кристаллах сульфида кадмия на два порядка, с целью подтверждения выводов теории ВАС.

3. Оптимизация методики расчета дефектообразования в CdS для выяснения роли и типа собственных точечных дефектов, взаимодействующих с кислородом и способствующих его растворению в сульфиде кадмия.

4. Выяснение природы эффектов, сопровождающих легирование CdS кислородом и не получивших интерпретации ранее, таких как -свечение, наведенное облучением, и реструктуризация поверхности.

Объекты и методы исследований

Объектами исследования являются слои CdS(O) с предельно большим содержанием кислорода, полученные методом ионного легирования в монокристаллические подложки CdS с разным составом собственных точечных дефектов. Основными методами исследования являются: растровая электронная микроскопия, рентгеновский микроанализ, химический газохроматографический анализ. Оригинальные методики на основе компьютерной обработки данных с использованием индивидуальных программ в случае спектров фотоотражения, катодо- и фотолюминесценции при разных интенсивностях возбуждения. Достоверность результатов основывается на их соответствии расчетным данным согласно теории антипересекающихся зон.

Научная новизна работы

1. Впервые при легировании кислородом обнаружен на CdS band gap bowing эффект-резкое уменьшение ширины запрещенной зоны, что позволяет отнести систему CdS(O) к материалам типа HMAs — highly mismatched alloys.

2. Впервые обоснована зависимость результатов по ионному легированию СёБ кислородом от типа и концентрации собственных точечных дефектов в соответствии с анализом диаграмм дефектообразования.

3. Впервые показано, что наблюдавшаяся ранее на кристаллах СсЙ-Сс! серия эквидистантных полос с головной линией 514 нм при 80 К и ЬО повторами является экситонным свечением оксида кадмия.

4. Впервые обосновано, что краевое свечение отсутствует в условиях съемки при высоких интенсивностях возбуждения и 100К в растровом электронном микроскопе РЭМ на подложках СёБ с избытком Сс1.

5. Впервые показано, что интенсивное оранжевое свечение, возникающее в спектрах катодолюминесценции после ионной имплантации кислорода, не связано с 8А самоактивированным излучением Сс18(0).

6. Впервые расшифрованы результаты наблюдающегося высокоэнергетического смещения экситонных полос в отражении ионнолегированных слоев, которое зависит от концентрации кислорода в объеме образцов.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

В совершенствовании и развитии нового метода контроля кислорода в полупроводниках группы II-VI.

Обосновании оптимальных условий получения кристаллов СёБ из газовой фазы на основе модели дефектообразования в Сс18 и влияния определенного типа точечных дефектов на растворимость кислорода.

Результаты рекомендуются к использованию в области физики и технологии 11-У1, высокочистых веществ с управляемым составом.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Смещение экситонного спектра МКЛ сульфида кадмия с концентрацией кислорода Сс18(0) на сотни мэВ, предопределенное теорией антипересекающихся зон для материалов типа НМАэ.

2. Разработанная методика измерения спектров МКЛ из объема слоев Сс18(0) в РЭМ с учетом присутствия в подложках различных типов собственных точечных дефектов.

3. Природа оранжевого свечения, возникающего под пучком РЭМ, после ионного легирования или термообработки.

4. Изменение формы экситонных полос отражения и их коротковолновый сдвиг с увеличением концентрации кислорода в Сс18(0).

5. Соответствие наблюдаемых спектров МКЛ теории ВАС, определяющей излучательные переходы для экситонного и самоактивированного свечения СсШ.

6. Обнаружение экситонных спектров оксида кадмия, и уточнение ширины прямой запрещенной зоны СсЮ как 2,45 эВ при 80К, и 2,37 эВ при ЗООК.

Проведенные исследования носят фундаментальный характер и могут быть обобщены для объяснения аналогичных явлений по всей группе соединений АгВб.

Обоснованность научных положений основывается на полноте экспериментальных методов и комплексном анализе полученных результатов, показавших хорошее согласование с расчетами на основе теории антипересекающихся зон.

Достоверность полученных результатов основывается на хорошем совпадении результатов повторных экспериментов на близких по свойствам образцах и непротиворечивостью их с имеющимися в литературе данными.

Реализация результатов. Результаты диссертационной работы использованы в учебном процессе: в лекционных материалах по дисциплинам: "Материаловедение и Физхимия полупроводников", "Оптоэлектроиика", "Приемники оптического излучения и фотоприемные устройства", читаемых в НИУ «МЭИ» студентам Института радиотехники и электроники МЭИ, обучающимся в магистратуре по направлению 210100 (Электроника и наноэлектроника). Полученные новые данные относятся к фундаментальным результатам и вносят вклад в развитие оптики, спектроскопии и кристаллофизики реального кристалла.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на Международном научно -методическом семинаре "Флуктационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах" (Москва. МЭИ. 2010 - 2014 гг.) - 4 доклада; Международной научно - технической конференции студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва. МЭИ. 2010 — 2015 гг.) - 6 докладов; Международной конференции "Опто- наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы" (Ульяновск, 4-7 сентября 2012 г. и 17-22 июня 2013 г. - 2 доклада; 14th International Conference on II-VI Compounds. (23-28 August 2009, St. Peterburg) - 1 доклад; Международном Конгрессе International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2014) (21-26 September 2014, Tomsk) - 1 доклад.

Публикации

Основные результаты исследований по теме диссертации представлены в 16 печатных работах, в том числе одна работа в Physica Status Solidi С. (2010), индексируемом в базах данных Web of Science и Scopus и две - в ФТП (2013) и ФИЗИКА Изв. Вузов (2014) - изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Личный вклад автора состоял в модернизации программы и расчете равновесия дефектов для ряда соединений группы А2В6, участии в подготовке образцов для исследования, компьютерной обработке спектров катодолюминесценция и анализе полученных результатов, написании научных публикаций по результатам работы и выполнении докладов на конференциях.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 202 наименований, содержит 149 страниц текста, 65 иллюстраций и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи, научные положения, новизна, практическая значимость.

Первая глава предлагает обзор работ, необходимых для дальнейшего изложения материала. Дано описание энергетических зон сульфида кадмия. Рассмотрены особенности экситонного спектра CdS, его зависимость от характера возбуждения и температуры.

Даны основы представлений теории антипересекающихся зон - band anticrossing ВАС. Теория ВАС впервые введена в 1999 году [1]. Теория рассматривает воздействие сильнолокализованных состояний на зонную структуру кристалла с sp3 связями. При образовании твердых растворов HMAs с изоэлектронной примесью акцепторного типа зона проводимости изменениям подвергается, что приводит к реконструкции зоны проводимости с образованием двух подзон: Е_ (протяженные состояния) и Е+ (локализованные состояния). Это обуславливает резкое уменьшение запрещенной зоны - band gap bowing эффект.

Представлены исследования оптических свойств CdS(O) на основе теории ВАС, появившиеся за последнее десятилетие. Это зависимость Eg~[Os] как 90 мэВ на 1мол%, положение локализованного уровня кислорода

Е0 = 0,25 эВ в зонной модели С<18(0). Доказано, что деформации, которые создает С^ в решетке сульфида, типичны для твердых растворов типа НМАэ.

В разд. 1.4 описано влияние квантоворазмерных эффектов в нанокристаллах на величину запрещённой зоны (Е^) по спектральному положению полос экситонного спектра Сс18. Представлена зависимость Е8 сульфида кадмия от размеров нанокристаллов [3]. Рассмотрен вопрос дефектообразования в нанокристаллах CdS. Показано, что поверхность их является источником множественных Уз, которые ответственны за возникновение новой полосы люминесценции 630 нм, обязанной излучательным переходам возбужденного зонного электрона на поверхностные уровни рекомбинации вакансий серы [4]. Разд. 1.5 посвящен рассмотрению имеющихся сведений по оптическим свойствам CdO и результатов исследований ионного легирования CdS кислородом. В выводах сформулирована и обоснована цель исследований.

Вторая глава описывает методики проведения экспериментов и численного анализа полученных результатов. Комплекс исследований включал: изучение оптических спектров в растровых электронных микроскопах при различной интенсивности возбуждения, спектров отражения и фотолюминесценции, регистрацию катодолюминесценции методиками с малой глубиной информационного слоя, исследование особенностей микроструктуры объектов с локальным анализом состава образцов.

Проведена теоретическая оценка поглощенной энергии электронного пучка от глубины. Определены условия съемки спектров микрокатодолюминесценции из объема ионнолегированных слоев с максимальной концентрацией легирующей примеси. Получена аналитическая зависимость и необходимые табличные значения зависимости интенсивности возбуждения от силы тока пучка и ускоряющего напряжения. Изучена интенсивность возбуждения катодолюминесценции при различных

режимах работы растрового электронного микроскопа, влияние параметров движущегося пучка и растра на интенсивность катодолюминесценции.

Дана сравнительная характеристика спектров люминесценции от способов возбуждения. В разд. 2.5 приводятся расчетные соотношения между разными величинами интенсивности возбуждения, обеспечивающие сопоставимость спектров.

Третья глава посвящена взаимодействию собственных точечных дефектов и кислорода в сульфиде кадмия. Дан критический анализ различных схем дефектообразования. Показано, что ряд утвердившихся ранее моделей не соответствуют основным свойствам кристаллов. Это относится к упрощенной схеме Шоттки и антиструктурному разупорядочению. Доказана правомерность выбора модели Шоттки-Френкеля для описания равновесия собственных точечных дефектов в сульфиде кадмия [5]. Уточнены для нее исходные данные расчёта: энергии дефектообразования и ионизации дефектов в СёБ. Модернизирована программа расчета диаграмм равновесия собственных точечных дефектов.

Уточнение схемы дефектообразования для СёБ позволило выявить некоторые закономерности взаимодействия кислорода и собственных точечных дефектов различного типа.

Анализ центральной части диаграммы (от точки стехиометрии до точки, соответствующей давлению диссоциации С<18) показал, что вхождению кислорода в решетку Сей способствует избыточный над стехиометрией межузельный кадмий Сё/. Уточнена роль основных дефектов этой области в возникновении комплексных А-центров, определяющих уровень рекомбинации самоактивированного БА свечения. Рассмотрена модель А-центра, включающего кислород {Сс^'-Ус/У-О*. По экспериментальным данным максимум растворимости кислорода в С<18 совпадает с максимальной концентрацией А-центров в кристаллах.

В разд. 3.4 рассмотрены основные виды дефектов в кристаллах с избытком серы и стехиометрического состава. Последние согласно

диаграмме равновесия дефектов коррелируют с концентрацией комплексов {СсЗ"-Ус/Г- Эти комплексы не содержат кислород и не определяют его растворимость в сульфиде кадмия.

Раздел 3.5 посвящен возможности образования оксида при росте кристаллов Сей из газовой фазы. Впервые описана ЬО серия экситонных эквидистантных полос с головной линией 514 нм при 77К на совершенных кристаллах СсЮ в области прикраевого свечения Сей. Поскольку в литературе велик разброс данных по ширине запрещенной зоны С<10 (1,59-2,5эВ), то полученные данные уточняют рассчитанную теоретически величину ЕЁ~2,4 эВ при 300К прямой запрещенной зоны СсЮ,

В разделе 3.6 описаны особенности вхождения кислорода в С<33(0) с большим избытком кадмия, где обнаружена люминесценция неизвестной природы с максимумом бЗОнм. Усиление этого свечения сопровождает увеличение в кристаллах вакансий серы и избыточного над стехиометрией кадмия — дефектов благоприятствующих растворению кислорода.

В выводах проведена систематизация известных и разработанных данных по типам дефектов и их связи с спектрами излучения.

Четвертая глава представляет основной раздел работы, посвященной изучению экситонных спектров микрокатодолюминесценции (МКЛ) слоев Ссй(О), полученных ионным легированием до концентрации, заведомо превышающей присутствие этой примеси в выращенных обычными методами монокристаллах сульфида кадмия. В качестве подложек взяты газофазные монокристаллы Сей с исходным содержанием кислорода ~1019 см"3. Ионное легирование осуществлялось до расчетного уровня 5 Ю20 см"3 (или 4 Ю20 см"3 по данным МКЛ). Легировались травленые срезы (0001) Сей с разной степенью отклонения от стехиометрии. Имплантация ионов 16СГ осуществлялась при комнатной температуре и максимальной энергии пучка 300 кэВ.

В предшествующих работах [2] показано, что вблизи поверхности НМАб эффект приводит к выходу кислорода из решетки сульфида кадмия.

Поэтому на основе [6] была разработана оригинальная методика съемки MKJI в РЭМ из объема ионнолегированных слоев в области максимальной концентрации примеси. Эта методика исследования люминесценции слоев позволила исключить или ослабить влияние поверхности и подложки, подтвердив присутствие расчетного количества кислорода в объеме слоев, где твердый раствор CdS(O) стабилен.

Глубина легирования определялась по экспериментальным данным, позволявшим определить границы прохождения зонда через дефектный слой вблизи поверхности, имплантированный слой и выход в подложку. При энергии электронного пучка РЭМ 15 кэВ глубина имплантированного слоя составляет -0,6 мкм для 300 кэВ.

Выбор наиболее благоприятных подложек для внедрения Os в решетку сформированного кристалла сделан на основании анализа равновесия собственных точечных дефектов CdS в гл.З.

Полученные за последние годы данные [2] позволяют использовать теорию антипересекающихся зон для прогнозирования результатов ионной имплантации кислорода в CdS.

Исследование спектров MKJI подтвердило ожидаемый эффект- band gap bowing эффект. В спектрах ионнолегированных слоев CdS(O), снятых при 100К в диапазоне длин волн 480-800 нм, А-экситон бескислородного CdS 488,2 нм (100К) перемещается из голубой в зеленую область спектра.

Область экситонного спектра исследована на разных кристаллах и участках ионнолегированных слоев с целью выяснения характера вхождения кислорода в кристалл в виде твердого раствора замещения CdS(O). Наиболее длинноволновое положение А-экситона CdS(O) при 100К соответствовало 524-525 ± (1-2) нм, а максимальный уровень легирования по этим данным определен как 4-Ю20 см"3. Экспериментальные результаты свидетельствует о том, что кислород при ионной имплантации преимущественно входит в узлы решетки.

Подтвердилось, что подложки уже с незначительным избытком серы, близкие к стехиометрии, хуже легируются или вовсе не легируются при большем содержании серы.

В спектрах разных участков имплантированных слоев экситонные полосы при длинноволновом сдвиге испытывают уширение (от 80 до 150 мэВ при 100К), что определяется увеличением дефектности с увеличением уровня легирования. При этом интенсивность экситонной люминесценции с ростом [Об] падает.

Самоактивированное БА свечение непосредственно после ионной имплантации представлено исключительно красной полосой 700 - 780 нм. Резкое усиление этого свечения или возникновение в кристаллах, где оно отсутствовало, подтверждает связь с кислородом. Присутствие в МКЛ после ионной имплантации БА полос свидетельствует, что состав слоев Ссй(О) соответствует отклонению от стехиометрии к избытку кадмия.

Проведена термообработка слоев в диапазоне температур 415 - 520 °С. После отжига (~400°С) резко возрастали по интенсивности экситонные полосы, испытывая при этом КВ сдвиг от 525 до 494 нм при 100К. Это свидетельствовало не о снятии радиационных дефектов, а отражало уменьшение концентрации [Об] в слоях. С ростом температуры отжига экситонные полосы заметно загасали, однако продолжали смещаться до 491нм, т. е. почти до уровня в исходной подложке. (А экситон бескислородного Сей при 100К наблюдается при 488,2 нм). Очевидно, что отжиг приводит к распаду твердого раствора с удалением кислорода в виде летучего Б02. Повидимому, на поверхности при этом возможно образование вакансий серы.

Влияние отжига проявилось и для БА области спектра, где в результате первого отжига (~400°С) в спектрах МКЛ при 100К усиливалось на 2 порядка оранжевое свечение 620-740нм. Этот процесс наблюдался до температуры 450°С, а при увеличений температуры отжига до 475°С и более всю область

БА спектра перекрывало оранжевое свечение неизвестной природы с максимумом 630 нм.

Дополнительные сведения о природе свечении бЗОнм получены при исследовании в режиме КЛ РЭМ поверхности ионнолегированных кислородом слоев Сс18(0). Под пучком РЭМ в режиме КЛ обнаружено возникновение свечения отдельных участков моноблоков. Этот эффект наблюдался особенно после термообработки. Характерной особенностью светящихся образований являлась возможность их появления в произвольном месте - иногда на совершенной поверхности моноблоков.

МКЛ светящихся в РЭМ участков, как оказалось, отличается преобладанием в спектрах оранжевой люминесценции 630 нм. Возникновение оранжевой люминесценции первоначально [2] связывали с вакансиями серы, поскольку внутрицентровые переходы в Р+-центрах могли определять свечение.

Проведенный нами расчет образования собственных точечных дефектов в Сс18 показывает, что равновесная концентрация Уб для монокристаллов Сей сравнительно невелика. Множественные вакансии серы наблюдаются в нанокристаллах Сей на поверхности, и это сопровождается появлением оранжевой люминесценции с максимумом бЗОнм [4]. Установлена природа этого свечения: как переход зонного электрона на поверхностный уровень Уэ.

В ионнолегированных слоях Сс18(0), особенно после термообработки также возможно образование повышенных концентраций Уя на поверхности вследствие НМАя эффекта. Исследования в РЭМ морфологии поверхности ионнолегированных слоев вне зависимости от степени отклонения от стехиометрии подложек подтвердили микропористость структуры. Эти данные дают новую интерпретацию явлению, которое ранее связывалось с Р+-центрами или Н - составляющей БА свечения Сс18(0).

В разд. 4.5 приведены результаты исследования влияния на поверхность слоев СёБ(О) ионного легирования по данным

низкотемпературных спектров фотоотражения. Для ионнолегированных слоев СеЙ(О) полосы экситонов А, В, С испытывали уширение от 3 до 7-11 мэВ при 77К и изменяли форму с увеличением дозы имплатированного кислорода от 1017 до Ю20 см"3.

Выяснено, что изменение формы экситонных полос отражения происходит за счет сдвига минимума отражения и середины полосы в высокоэнергетическую сторону. Детальное изучение полосы свидетельствует, что новая форма экситонной полосы обязана возникновению очень узких ~3 мэВ и еще более коротковолновых полос, чем высокоэнергетический минимум полосы отражения. Ширина запрещенной зоны, судя по спектральному положению этих коротковолновых полос, превышает ширину запрещенной зоны бескислородного Сей, что может быть связано с образованием нанокристаллов сульфида кадмия.

В настоящее время появились работы, связанные с подобным явлением при исследовании Сей на базе электронномикроскопических методик и ЕХАББ [7]. Показано, что для пленок Сей-0 с повышенной в объеме концентрацией кислорода на поверхности наблюдаются наночастицы бескислородного Сей, размер которых тем меньше, чем больше кислорода в объеме.

Такая интерпретация в нашем случае подтверждается количественно наблюдаемыми коротковолновыми сдвигами высокоэнергетического минимума экситонной полосы отражения с ростом концентрации кислорода в объеме СсЙ(О). Ограниченная растворимость кислорода (~1-2%) определяет почти неизменное количество серы на поверхности при удалении кислорода. При отсутствии кислорода на поверхности происходит образование нанокристаллов бескислородного Сей. Размер их оказывается тем меньше, чем больше образуется микропор при удалении серы в виде летучего 802с поверхности.

Справедливость выводов теории антипересекающихся зон при этом не вызывает сомнения.

Полученные результаты позволяют несколько продвинуться в понимании процессов, происходящих в сульфиде кадмия, легированном кислородом, и сделать следующие

Выводы

1). Обнаружено, что экситонный спектр CdS(O) при введении извне больших концентраций ИЭП кислорода до уровня ~ 4-Ю20см"3 испытывает резкий длинноволновый сдвиг, band gap bowing эффект — соответствующий теории антипересекающихся зон.

2). Теоретически обоснована и успешно применена методика исследования спектров MKJI в растровом электронном микроскопе, что позволило подтвердить присутствие расчетного количества кислорода в объеме слоев.

3). Показано, что краевое свечение не наблюдается в условиях съемки в РЭМ, так как выходит на насыщение интенсивности при высокой плотности возбуждения, а также вследствие невозможности его возникновения в объеме кристаллов CdS с избытком кадмия.

4). Идентифицирована серия эквидистантных полос в прикраевой области спектра CdS(Cd) как экситонная серия спектра CdO. Полученные результаты уточняют спектральное положение экситонных полос оксида кадмия и подтверждают теоретически рассчитанную величину прямой запрещенной зоны оксида кадмия как 2,38 эВ при 300К.

5). Показано, что разнообразие выявляемых по электрофизическим свойствам кристаллов АгВб точечных дефектов не ограничивается вакансиями, а антиструктурная модель противоречит изменению свойств кристаллов в пределах области гомогенности. Дано обоснование для CdS схемы дефектообразования Шоттки-Френкеля.

6). Представлен анализ механизмов, определяющих величину растворимости кислорода в кристаллах CdS с различным типом собственных точечных дефектов или их комплексов.

7). Выяснено влияние радиационного отжига на оптические свойства ионнолегированных слоев. Обнаружено возникновение на поверхности ионнолегированных слоев после отжига неидентифицированного ранее интенсивного свечения, которое перекрывает всю область спектра 600-740 нм. Уточнена природа свечения, что подтверждает его отличие от Н-компоненты SA люминесценции CdS(O).

8). Обнаружено при исследовании люминесценции ионнолегированных образцов CdS(O) обедненного кислородом слоя вблизи поверхности и возникновение на поверхности бескислородных нанокристаллитов CdS. Это определяет коротковолновый сдвиг экситонного спектра отражения и возникновение люминесценции, обязанной оптике наночастиц.

Цитируемая литература

1. Shan, W. Band Anticrossing in GalnNAs Alloys [Text] / W. Shan, W. Walukiewicz, J.W. Ager III, E.E. Haller, J.F. Geisz, et al. // Phys. Rev. Lett. -1999.-Vol. 82.-№6.-P. 1221-1224.

2. Морозова, H.K. Кислород в оптике соединений II-VI в свете теории антипересекающихся зон [Текст] / Н.К. Морозова, Д.А. Мидерос, Н.Д. Данилевич. // - Saarbrücken Germany: LAP, 2013.-205с.

3. Sapra, S. Evolution of the electronic structure with size in П-VI semiconductor nanocrystals [Text] / S. Sapra, D.D. Sarma // Phys. Rev. B. - 2004. - Vol. 69. -P. 125304-1.

4. Yang Yanga, Synthesis and optical properties of CdS semiconductor nanocrystallites encapsulated in a polymatrix [Text] / Yanga Yang, Chena Huilan, Bao Ximao. // J. Crystal Growth. - 2003.- Vol. 252. - P. 251-256.

5. Канахин, A.A. Связь дефектообразования сульфида кадмия с

электрофизическими свойствами [Текст]: дис.....маг. / Канахин Алексей

Алексеевич. - Москва: МЭИ, 2012. - 92 с.

6. Галстян, В.Г. Комплексное исследование в РЭМ особенностей ионной имплантации сульфида цинка [Текст] / В.Г. Галстян, Т.П. Долуханян. // Электронная микроскопия и вопросы диагностики. Кишинев. Тезисы докладов. III Республиканская конференция. -1986. - С. 152-155.

7. Soo, Y.L. Local Structures Around S in CdS:0 Thin Films Photovoltaic Materials Probed by S K-edge X-ray Absorption Fine Structures [Text] / Y.L. Soo, W.H. Sun // Bulletin of the American Physical Society. - 2007. - Vol. 52. - № 1. - P. B39-3.

Список основных публикаций

Статьи в рецензируемых журналах из перечня ВАК РФ:

1. Канахин. А.А. Оптические свойства слоев CdS(O), ионнолегированных кислородом, с позиции теории антипересекающихся зон [Текст] / А.А. Канахин. Н.К. Морозова, В.Г. Галстян, И.Н. Мирошникова. // ФТП. - 2013. -Т. 47. - № 8. - С. 1014-1021.

2. Морозова, Н.К. Аномальная серия в спектрах краевого свечения CdS(O) при высокой интенсивности возбуждения [Текст] / Н.К. Морозова, А.А. Канахин. В.Г. Галстян, А.С. Шнитников. // Известия Вузов. Физика. - 2014. - Т. 57. -№ 10.-С. 122-126.

Публикации в зарубежных журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus:

3. Danilevich, N.D. S-A luminescence spectra of CdS(O) in the context of the ВАС theory [Text] / N.D. Danilevich, N.K. Morozova, A.A. Kanakhin. // Physica Status Solidi C. -2010. - Vol. 7. -№ 6. - P. 1501-1503.

Материалы конференций:

4. Канахин. А.А. СА люминесценция CdS(O) [Текст] / А.А. Канахин. Н.К. Морозова, Н.Д. Данилевич, И.Н. Мирошникова. // Материалы докладов 40 межд. науч.-метод. семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах" (Москва, 23-25 ноября 2009 г.) М.: Изд. МЭИ.-2010.-С. 90-95.

5. Канахин. A.A. Оптические свойства CdS, ионнолегированного кислородом [Текст] / A.A. Канахин. Н.К. Морозова, В.Г. Галстян. // Материалы докладов 42 межд. науч.-метод. семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах" (Москва, 28-30 ноября 2011 г.) М.: Изд. МЭИ.-2012.-С. 150-156.

6. Канахин. A.A. Оптические свойства ионно-легированных кислородом слоев CdS(O) в сравнении с ZnSe(O) [Текст] / A.A. Канахин. Н.К. Морозова, A.B. Коновалов. // Материалы докладов 43 межд. науч.-метод. семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах"(Москва, 27-28 ноября 2012 г.) М.: Изд. МЭИ. - 2013. - С. 199-203.

7. Канахин. A.A. Собственные точечные дефекты и проводимость тонких слоев CdTe в сравнении с CdS [Текст] / A.A. Канахин. A.B. Коновалов, Н.К. Морозова. // Материалы докладов 44 межд. науч.-метод. семинара "Флуктуационные и деградационные процессы в полупроводниковых приборах" (Москва, 28-29 ноября 2013 г.) М.: Изд. МЭИ. - 2014. - С. 103-111.

8. Канахин. A.A. Особенности экситонных спектров сульфида кадмия, содержащего кислород [Текст] / A.A. Канахин. Н.К. Морозова. // Труды 14 междунар. конф. «Опто- нано- электроника, нанотехнологии и микросистемы"(Ульяновск, 4-7сентября 2012 г.) С. 142.

9. Канахин. A.A. Особенности оптических свойств слоев CdS И ZnSe, ионнолегированных кислородом [Текст] / A.A. Канахин. Н.К. Морозова // Труды 16 междунар. конф. "Опто- нано- электроника, нанотехнологии и микросистемы" (Ульяновск, 17-22 июня 2013 г.) - С. 157.

Тезисы докладов научных конференций:

10. Morozova, N.K. Equidistant series of "edge" emission in CdS at high excitation intensity [Text] / N.K. Morozova, A.A. Kanakhin, V.G. Galstyan, A.S. Shnitnikov. // International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2014). Abstracts. - Tomsk: Publishing House of IAO SB RAS, 2014. - P. 497.

П.Канахин. A.A. Перспективы п/п соединений II-VI в современной нано электронике [Текст] / A.A. Канахин // Тез. докл XVI межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" Т.1.-М.: Изд. МЭИ. 2010. - С. 277.

12. Канахин. A.A. Исследование дефектообразования в сульфиде кадмия [Текст] / A.A. Канахин. С.М. Сальников. // Тез. докл. XVI Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика"Т.1. - М.: Изд. МЭИ. 2010. - С. 278-279.

13. Канахин. A.A. Исследование собственных точечных дефектов в CdS и ZnO с использованием обновленного программного обеспечения [Текст] / A.A. Канахин. // Тезисы докл. XVIII межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" Т. 1. -М.: Изд. МЭИ.2012. - С.273-274.

14. Канахин. A.A. Особенности оптических свойств легированных кислородом слоев CdS-О и ZnSe-О [Текст] / A.A. Канахин. // Тезисы докл. XIX межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" Т.1. -М.: Изд. МЭИ. 2013. - С. 248.

15. Канахин. A.A. / Собственные точечные дефекты и проводимость пленок CdTe, полученных вакуумной конденсацией [Текст] / A.A. Канахин. A.B. Коновалов. // Тезисы докл. XXII межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" T.l. -М.: Изд. МЭИ.2014. -С.228.

16. Канахин. A.A. Зависимость ширины запрещенной зоны нанокристаллиов CdS(O) от их размеров [Текст] / A.A. Канахин. // Тезисы докл. ХХШ межд. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" T.l. - М.: Изд. МЭИ. 201- М.: Изд. МЭИ. 2015. -С. 195.

Подписано в печать М» h зак. /¿Т^ЛиР. Ю П.л._

Типография Издательства МЭИ, Красноказарменная ул.,д.13