Радиационно-стойкие фотоприемники на основе слоистых полуроводников GaSe, InSe, GaTe тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФОТОЭЛЕКТРОНИКИ

На правах рукописи УДК 621.383.52.621.59

РГБ ОД

¿7 ДВГ 2003

АСКЕРОВ КЯМАП АСКЕР ОГЛЫ

РАДИАЦИОННО-СТОЙКИЕ ФОТОПРИЕМНИКИ НА ОСНОВЕ СЛОИСТЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ваве, 1п8е, ваТе

01.04.01- Техника физического эксперимента, физика приборов, автоматизация физических исследований

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Баку-2000

Работа выполнена в Институте Фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики

Официальные оппоненты: Доктор физико-математических наук,

профессор Дирочка А.И.

Доктор физико-математических наук Бархалов Б.Ш.

Доктор физико-математических наух Исаев А.И.

Ведущая организация: Сектор Радиационных Исследований АН Азербайджанской Республики.

Защита состоится «2/>ишА. _2000 года в «. 10 » часов на заседании Специализированного Совета Б/Д.004.25.01. по присуждению ученой степени доктора физико-математических наук при Институте Фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики по адресу. 370141, Баку-141, ул. Ф.Агаева, квартал 555.

С диссертацией можно ознокомиться в научной библиотеке Института Фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики.

Автореферат разослан «7,7» 2000 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор физико-математических наук, профессор п

«л

4

Нуриев И.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Практический интерес к классу полупроводниковых единений АШВМ стимулировал проведение значительного количества работ по учению их электрофизических, галъваномагнитных, фотоэлектрических и ряда утих свойств. Однако, практически отсутствуют работы, посвященные зработкам фотоприемников на основе этих материалов и исследованиям по здействию ионизирующих излучений на физические свойства кристаллов единении и преобразователей на их основе.

Разработка новых видов фотоприемников, стойких к воздействию низирующнх излучений различного вида и предназначенных для видимой и ижней ЙК области спектра, является одной из важных задач современной науки. 1ГОтовление радиационно стойких фотоприемников в своей основе опирается на вышение радиационных характеристик используемых материалов. В связи с им важным является и изучение влияния ионизирующего излучения на вические явления, происходящие в полупроводниковых материалах и руктурах.

Полупроводниковые соединения типа АШВУ1 - имеют слоистую структуру, в горой атомы внутри слоев связаны ковалентными, а между слоями, в основном, н-дер-Ваальсовскими силами с некоторой долен ионной составляющей. Среди ких соединений селенид галлия, селенид индия и теллурид галлии обладают дом особенностей, представляющих интерес, а именно: значительной фоточув-зительностью в видимой и ближней ИК области спектра, годолюминесценцией и электролюминесценцией, наличием индуцированного лучения при возбуждении быстрыми электронами, эффектом переключения на нтакте с металлом и т.д. Перечисленные особенности указывают на болышую рспективность использования этих материалов для создания приемников димого и ближнего ИК излучения. В связи с этим большой практический терес представляют разработки технологии и изготовления фотоприемников на нове слоистых, полупроводников, исследование образования и распределения циационных дефектов, влияние их на изменение свойств слоистого кристалла, а оке изучение радиационной стойкости фотоприемников на их основе.

Целью диссертационной работы является разработка физических основ здания радиационно - стойких фотоприемников на основе слоистых пупроводниковых соединений ваБе, ЫЗе, ОаТе и термоэлектрических надителей (ТЭО) на основе твердых растворов В^гТез,установление сономерностей влияния ионизирующих излучений различного вида на :ктрические и фотоэлектрические свойства указанных материалов и фото-иемников на их основе, а также выявление механизмов их радиационной

стойкости.

Для решения поставленной задачи: разработаны физические основы изготовления радиационно-стойю фотоприемников на основе слоистых полупроводников и термоохладителей 1 основе твердых растворов систем В12Тез-8Ь2Тез и В12Те3- В125е3;

- получены однородные монокристаллы йаЯе, 1п8е и СаТе;

- исследованы температурные зависимости коэффициентов диффузии и растворимости примесей,принадлежащих к различным группам периодической системы элементов в соединениях Са8с, 1п8е ваТе

- исследованы закономерности изменения электрических и фотоэлектричесю свойств селенида галлия, селенида индия и теллурида галлия при облучеш ионизирующими излучениями различного вида;

- изучены термическая стабильность, образование и распределение радиацвдннъ дефектов кристаллов в указанных соединениях;

- исследованы влияния ионизирующих излучений на термоэлектрические свойсп кристаллов твердых растворов систем В12Те3-8Ь2Тез и В12Тез-В12Без и термобатаре на их основе ;

получены систематизированные данные по радиационной стойкост фоторезисторов и фотодиодов на основе слоистых полупроводников.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработаны физические основы создания радиационно-стойких фотодиодов I основе слоистых полупроводников селенвда галлия, селенида индия и теллурщ галлия, предназначенных для видимой и ближней ИК области спектра максимумом спектральной характеристики при Атпах= 0,63 мкм, Яша* = 0,95 мкм

= 0,85 мкм соответственно, с повышенными значениями монохроматической вольт-ваттной фото чувствительности по сравнению с существующими аналогам] Изготовлены и исследованы их экспериментальные образцы.

- разработаны физические основы создания радиационно-стойких фотодиодов I основе селенида индия с термоэлектрическими микроохладителями температурой охлаждения -260К, обладающими повышенным фотоэлектрическими параметрами для области спектра 0,5-1,1 мкм максимумом Ятах=0,95 мкм;

определены зависимости коэффициентов диффузии и растворимое! различных примесей от температуры в кристаллах слоистых соединени селенида галлия,селенида индия и теллурида галлия и установлен меха низ миграции диффундирующих примесей, необходимых при технологи изготовления барьерных структур;

- в монокристаллах селенида галлия, селенида индия и теллурида галли определены схемы уровней мелких и глубоких акцепторов и доноро!

возникающих при их облучении ионизирующим излучением различного вида;

- при воздействии ионизирующего излучения установлены энергии активации отжига дефектов и температурный интервал, в котором проявляется их термическая стабильность. Показано, что во всех случаях облучения ионизирующим излучением поверхностные эффекты не играют заметной роли;

- установлены закономерности влияния ионизирующих излучений на термоэлектрические свойства кристаллов твердых растворов систем В1УГез-8Ь2Те3, В^Те^-В^ез (ТЭМ) термоэлектрических охладителей (ТЭО) на их основе на область температуры 223 +228 К. Показано, что результаты воздействия ионизирующих излучений различного вида на физические свойства термоэлектрических материалов и охладителей зависят от состава и структуры материала, вида и флюенса облучения и удовлетворительно объясняются образованием и взаимодействием в них вакансионных, междоузельных и антаструктурных дефектов. Увеличение и стабилизация термоэлектрической эффективности ТЭО при облучении ионизирующими излучениями обусловлены изменением сопротивления коммутационного переходного контакта. Определен температурный интервал стабильности радиационных дефектов в ТЭМ и ТЭО;

- показано, что высокоэнергетическое облучение низкими и средними флюенсами в монокристаллах Ga.Se, ¡пБе и Оа'Ге создает в них дефекты акцепторного типа, приводящие к образованию высокоомной прослойки, увеличивающей энергетические барьеры между слоями;

- установлено, что изменение фоточувствительносги фотоприемников на основе селенида галлия, селенида индия и теллурида галлия при воздействии ионизирующим излучением различного вида имеет одинаковый характер: при малых флюенсах облучения фоточувствителъность увеличивается, а большие флюенсы приводят к уменьшению фоточувствительности. Показано, что изменение фоточувствительности фотоприемников при облучении обусловлено, главным образом, изменением времени жизни основных носителей заряда;

- получены данные о радиационной стойкости фотоприемников на основе слоистых полупроводников. Определено их среднее значение времени потери работоспособности при воздействии имитирующих факторов ядерного взрыва.

Научная и практическая ценность работы Основная научная ценность 1боты состоит в том, что исследованиями влияния ионизирующих излучений [зличного вида на слоистые полупроводники, установлены механизмы ¡разования и распределения радиационных дефектов и уровней дефектов,их

термическая стабильность, а также механизмы диффузии примесей, используем! при разработки радиационно-стойких фотоприемников на их основе.

Практическая ценность полученных результатов состоит в разработ конструкции и технологии изготовления радиационно-стойких фотодиодов основе селенида галлия, селеяида индия и теллурвда галлия о высокю фотоэлектрическими параметрами, предназначенных для видимой и ближн области спектра (0,45-И, 1 мкм), удовлетворяющими современным требовани) электронной техники и стойкими к воздействию ионизирующего излучения.

Некоторые усовершенствования, введенные нами в метод медленно охлаждения при постоянном температурном градиенте, позволяют получить бол совершенные мнокристэдцш исследуемых соединений с высокой подвижносп основных носителей заряда.

Разработаны и изготовлены несколько вариантов ТЭО на оптимальш температурные уровни для фотоприемников.

В результате исследования влияния ионизирующих излучений на слоистс материалы, созданы детекторы ионизирующих излучений. Разработ оригинальные методики испытаний фотоприеников и фотоприемных устройств процессе непосредственного воздействия ионизирующего излучения.

Получены и систематизированы данные о радиационной стойкое фотоприемников с предложениями путей повышения радиационной стойкости рекомендациями для их работы в условиях повышенной радиации. Результат исследований нашли применение в разработках ряда предприятий и внедрены производстве.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Физические основы конструирования и технологии изготовлен; радиационно-стойких фотодиодных структур на основе селенида галлия, селени, индия и теллурида галлия для области спектра 0,454-1,1 мкм с максимумами А* =0,63 мкм Хщах = 0,95 мкм и Атаах= 0,85 мкм при комнатной температуре повышенными фотоэлектрическими параметрами,стойкие к воздействи ионизирующих излучений, а также термоэлектрический охладитель мощносп 1,7-4,0 Вт, холодопроизводителыюстыо 200^400 мВт на область температур 223н-228 К.

2. Конструкция и технологии изготовления фотодиодов с ТЭО с температур! охлаждения ~260 К на основе селенида индия, предназначенных для ближней V области спектра с максимумом спектральной характеристики /Чпах=0,95 мкм < значениями монохроматической фоточувствительности 0,3-6,0 А/Вт, вольт-ватпх чувствительности (2,0-9,5)-104 В/Вт. Данные о радиационной стойкости и среди значение времени потери работоспособности фотодиодов с ТЭО при воздейств1 факторов имитирующих ядерный взрыв.

3. Механизмы диффузии и растворимости примесей:

В монокристаллах селенида галлия, селенида индия и теллурида галлия зфузия различных примесей, в зависимости от вида примесей, осуществляется кдоузельным или вакансионным механизмами, с учетом наличия межслойных енциальных барьеров и возможности скопления примесей между слоями, к Физическая модель, объясняющая изменение электрических и гоэлектрических свойств соединений ваЗе, 1пЭе, ОаТе в результате действия ионизирующих излучений. >. Механизмы действия радиационных дефектов:

Радиационные дефекты не изменяют характер температурных зависимостей ктрофизических, термоэлектрических и тепловых свойств кристаллов твердых твороп систем ВъТегВ^ез и термобатарей на их основе, а лишь изменяют ;ленные значения параметров. Изменение свойств исследуемых кристаллов в ультате воздействия ионизирующего облучения качественно хорошо уясняется образованием и взаимодействием в них вакансионных, кдоузельных и антиструктурных дефектов.

Увеличение и стабилизация термоэлектрической эффективности ТЭО при I учении ионизирующими излучениями обусловлены понижением и бипизацией коммутационного переходного контактного сопротивления.

6. Механизмы влияния ионизирующих излучений на фотоэлектрические шства фотоприемников:

Изменение фоточувствительности фотоприемников на основе слоистых тупро водников в результате воздействия ионизирующего излучения ^словлено, в основном, изменением времени жизни основных носителей заряда.

7. Технологии создания детекторов ионизирующего излучения на основе :рдого раствора Саво^-Бе^

8. Систематизированные данные о радиационной стойкости фотоприемников основе слоистых полупроводников, их время потери работоспособности по

/м значениям напряжения сигнала и шума в процессе воздействия итирующих факторы ядерного взрыва, пути повышения радиационной )йкости исследуемых фотоприемников с рекомендациями для их работы в ювиях повышенной радиации.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы нуждались и докладывались на семинарах Ш1ИПФ (г.Москва), НИИ Приборов Москва). Института Фотоэлектроники АН Азербайджанской Республики, на [I, ХУ Всесоюзных научно-технических совещаниях и семинарах по вопросам гспечения радиационной стойкости электрорадиоизделий,элементов и гериалов при воздействии ионизирующих излучений и ядерного взрыва (г. >сква ЦНИИ Информации 1979, 1960, 1985, 1986, 1987, 1989, 1990, 1998, 1999), 5-ой Республиканской конференции молодых ученых-физиков (г.Баку,май

1980), на 6-ой Республиканской школы молодых физиков (г. Ташкент июль 19? и на Республиканской научной конференции "Физика-93" ( г. Баку).

Публикации По теме диссертации опубликованы одна монография, научных статьи, в т.ч. получено 7 авторских свидетельств.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 2 страницах машинописного текста, состоит из введения, шести глав и основш выводов. В работе 128 рисунков и 20 таблиц. Список цитируемой литерату] включает 151 работ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирова цель, научная новизна, практическая ценность проделанной работы, приведе! основные положения, выносимые на защиту и кратко изложено основн содержание диссертационной работы по главам.

В первой главе приведены методика выращивания и контро однородности монокристаллов исследуемых соединений, харакгеристи источников облучения, схемы экспериментальных установок и метод определения характеристических параметров образцов.

Предложенный нами технологический вариант метода медленно охлаждения при постоянном градиенте температуры без перемещения расплава печи дал возможность предотвращать ряд недостатков в случае выращивав соединений с легколетучими компонентами , и получить однородш монокристаллы исследуемых соединений. Легированием кристал радиакгивными изотопами с последующим снятием авторадиографи контролировалась однородность распределения атомов в монокристаллическ! образцах. Результаты исследований показали неоднородность распределен] индия в селениде индия и теллура в теллуриде галлия по длине, слитка и поч-однородное распределение в тонких слоях поперечного сечения слип Поражающее действие радиации на фотоприемники определяется нейтронам гамма-квантами, электронами и протонами.

Моделирование гамма-излучений осуществлялось на электрофизичесю установке и на мощном генераторе гамма-излучений. Вторичное гамма-излучен и нейтронный импульс моделировались на импульсном реакторе. Непрерывн гамма-облучение образцов проводилось на стандартной гамма-установк состоящей из стандартных источников излучения Со60. В качестве источни электронов использовался линейный ускоритель с энергией электронов 6 и ' МэВ.

Измерение эффекта Холла проводилось методом переменного ток Регистрация сигнала при снятии спектральных характеристик фотоприемнша производилась по стандартной методике с помощью монохроматора МДР-

змерение и определение диффузионных параметров различных примесей поизводилось с помощью метода меченых атомов.

Термоэлектрические параметры термоэлементов измерялись при зстоянном токе потенциометрическим и абсолютным методами.

В процессе облучения различного вида ионизирующим излучением 1мерения параметров проводились дистанционно на специально разработанной ши универсальной и автоматизированной установке. Установка позволяет юизводить измерения спектрального распределения чувствительности, шряжения сигнала, шума и темнового сопротивления фотоприемника (ФП) и этоприемного устройства (ФПУ) до, после и в процессе воздействия на них шизирующего излучения. Разработаны методики измерений охлаждаемых и ¡охлаждаемых ФП и ФПУ и их отдельных узлов при рабочих режимах, а также эдели для испытаний ФП и ФПУ с целью определения их радиационной ойкости.

Во второй главе работы излагаются особенности диффузии различных жмесей и их растворимости в слоистых полупроводниках типа селенида галлия, ленида индия и теллурида галлия.

Диффузия проводилась параллельно главной оптической оси кристалла " ", т.е. перпендикулярно слоям с помощью радиоактивных изотопов П0Ад, 113 % 114 1п,115 С<1,125 Те в интервале температур 200-700 °С.

При расчетах коэффициента диффузии был использован метод аложения стандартной кривой, при этом принималось, что граничные условия ^ответствуют диффузии из постоянного источника. В исследуемых слоистых монокристаллах характер изменения коэффициентов диффузии в зависимости от температуры для указанных выше примесей подчиняются закону Аррениуса. Основные параметры диффузии в исследованных соединениях сведены в таблицу где показаны коэффициенты диффузии 0„ для бесконечно большой температуры и энергии активации ДЕ различных дидфузантов в слоистых полупроводниках.

Установлено, что в исследуемых слоистых кристаллах диффузии, в зависимости от вида примесей осуществляется междоузелъным или вакансионным механизмом с учетом наличия межслойных потенциальных барьеров и возможности скопления примесей между слоями.

Поведение растворимости данных элементов может быть объяснено с позиции химии точечных дефектов, согласно которой растворимость донора тем выше, чем больше в материале концентрация дырок.

Таблица

Диффузанты Соединения 1п Ад са Те 5п

Бо 6,3 ЛО"2 6.3.10-2 1,45. Ю"8 2,1(У6 -

АЕ,еу 0,9 0,57 0,27 0,46 -

ваБе Оо 2,10"5 1,6.10'9 - 1,25.10"3

ДЕ,еу 0,7 0,14 - - 1,06

ваТе Бо 4. Ю"9 Ю"6 0,5.10'5 4.10-6 6,3.10"5

АЕ,еу 0,23 0,45 1,44 0.7 0,55

Атомный радиус, А0 1,66 1,44 1,56 1,7 1,58

Ионный Радиус, А° 1,3 1,13 0,99 2Д 0,67

Результаты исследований процессов диффузии различных примесей слоистых полупроводниках в направлении перпендикулярном к слоя показали возможность получения электронно-дырочных переходов в них помощью диффузии или сплавления компенсирующего элемента.

Третья глава диссертации посвящена разработке физических оси конструкции и технологии изготовления фотоприемников на основе слоист полупроводников и термоэлектрических охладителей, а также исследован! некоторых их свойств.

Для получения электронно-дырочных переходов были использовш методы сплавления и диффузии компенсирующего элемента. Монокристал. селенида галлия и теллурида галлия имеют р-тип проводимости при комнатн температуре. С целью создания электронно-дырочных переходов на эт материалах выбрано олово, являющееся компенсирующим элементе Монокристаллы селенида индия имеют п-тип проводимости при комнатн температуре. Здесь в качестве компенсирующего элемента было использова золото.

Из монокристаллических слитков селенида галлия или теллурида галл и: помощью лезвия препарируются слои толщиной 100-150 мкм перпендикулярн оси "С" кристалла. Эти слои далее нарезаются на части с определенны] размерами, определяемыми дальнейшим назначением будущ

>точувствительных элементов. Элементы распаиваются на площадки корпусов, едварительно металлизированных индием в целях получения нижнего ического контакта с зазорами между ними 0,2 мм. Распайку элементов на рпус производит помещением корпусов с элементами в специальных кассетах в породную печь. Температуру печи постепенно поднимают до 250-300 °С и в шние пяти минут производят распайку чувствительного элемента на площадку эпусов. Затем корпуса извлекаются из печи, охлаждаются, переносятся на итажный стол для размещения оловянного шарика на центр элемента и ;пайки контактов термокомпрессным способом на выводы корпусов. Оловянные рики получают электролитическим способом осаждения олова на концы келевых проволочек. Диаметр шариков составляет 0,02-0,05 мм. После шеуказанных операций корпуса погружаются в специальных кассетах в дородную печь с температурой нагрева 500-550°С и выдерживаются 15-25 минут и заданной температуре. После извлечения из печи кассета с корпусами резко таждается под струёй воды до комнатной температуры. Полученные структуры эедаются для измерения их параметров.

Отличие технологии изготовления фотодиодов на основе селенида индия технологии изготовления фотодиодов на основе селенида и теллурида галлия лючается в том, что на монокристаллические слои селенида индия с помощью суумного напыления на горячую подложку наносятся слои золота толщиной 0,35 мкм в виде точечных кружков диаметром до одного миллиметра и ¡положенных на расстоянии 0,5 мм друг от друга. В течение двух часов тылен-ные золотом пластины подвергаются вакуумному отжигу при темпера->е 250°С. Ззтем слои нарезаются на отдельные элементы с нужными мерами. Эти элементы монтируются на специальные, заранее выбранные >пуса фотодиодов, предварительно металлизированных индием в целях хучения нижнего омического контакта. Далее технология изготовления годиодов на основе селенида индия совпадает с технологией изготовления годиодов на основе селенида и теллурида галлия. Однако, необходимо 1етить, что дополнительный отжиг элементов в водородной печи, жзводимый при температуре 400-450°С благоприятствует получению более бокого и устойчивого р-п перехода, а олово, настроенное на центр золотого окка, не повреждая его поверхности, играет роль второго контакта.

Полученные фотодиодные структуры на основе исследуемых соединений ¡ладали выпрямляющими свойствами. Коэффициент выпрямления в отдельных учаях достигал 10"3 при 1,5+2,0 В. Значения коэффициента качества ссчитанные на кривых ВАХ фотодиодов оказались близки между собой и :нялись в интервале 1+5 при комнатной температуре. Показано,что механизм ютекания тока через р-п переход соответствует генерации-рекомбинации в ъеме и на поверхности перехода. Фотодиоды на основе селенида

галлия,теллурвда галлия и селенида индия обладают фоточувствительностью области спектра 1,4 +1,1 мкм с максимумами спектральной характеристики Хщах = 0,63 мкм, ?чпЛХ=0,85мкм и Хщ^ 0,95 соответственно, имеют повышснн фотоэлектрические параметры, по сравнению с параметрами фотодиоде имеющих фогочувствителышй элемент с традиционными р-п переходами объеме полупроводника и работающих также в этом диапазоне спект] Фотоэлектрические параметры полученные фотодиодов составляют для селени галлия монохроматическая фоточувствительность 0,3 +0,8 А/Вт, волът-ватпз чувствительность (1,37+3,0)- 1С4 В/Вт, интегральная чувствительность к источни «А», 2+10 мА/лм; для теллурвда галлия монохроматическая чувствительное (0,3-1,5) А/Вт, вольт-ваттная чувствительность (1,0+3,3)-104 В/ВТ и для селени индия монохроматическая чувствительность (0,95+4,0) А/Вт, вольт-ватта чувствительность (1,3- 7,1)-104 В/Вт, интегральная чувствительность к источник А" (10+ 20) мА/лм

В этой главе также излагаются разработки конструкции и технолог изготовления двухкаскадных термоэлектрических охладителей (ТЭО) д охлаждающих фотоприемников и методики определения их термоэлектрическ параметров.

Разработаны, изготовлены и испытаны два варианта микроохладига основные параметры которых при температуре окружающей среды ~20°С и открытом воздухе были следующие: диаметр корпуса 18 мм, общая высота -мм, охлаждающая площадь 4x8 мм2 температура охлаждения Тх = -45°С, си питающего тока 1]=4,5 А, 12,=1,8 А, потребляемая мощность Вт, =1,7 1 число каскадов -2, время выхода на режим ~45с, питание каскадов-параллельное Теплосьем с горячего спая термобатареи непринудительный, т.е. теп от поверхности корпуса микроохладителя рассеивается в окружающую сре (атмосферу).

В качестве полупроводниковых термоэлектрических материал использовались монокристаллы твердых растворов систем В12Тез-ВЬ2Тез1 В12Т В128ез- Термоэлектрической эффективностью Ъ =(3,0+ 3,2) 10~3 К"1.

В четвертой главе работы приводятся результаты исследования влиял гамма-квантов, электронного облучения с энергией 6 и 25 МэВ и гама нейтронного облучения на электрофизические свойства монокристаллов селени галлия, селенида индия и теллурида галлия, а также изохронный от» облученных образцов.

Исследуемые монокристаллические образцы слоистых соединен селенида галлия, селенида индия и теллурвда галлия подвергались к воздейств! гамма-квантов в интервале флюенсов 105+108 Р, электронами с энергией 3; 6 и МэВ в интервале флюенсов 1012+1016 см"2 и гамма-нейтронами в интервЕ

¡оенсов 10м -ь10,4см"2. До и после облучения измерялись температурные исимости коэффициента Холла и удельного сопротивления в интервале шератур 80 + 300 К.

Оказалось, что при нейтронном облучении изменение удельного фотивления характеризуется в основном изменением подвижности дырок, а I гамма и электронном облучении, изменением концентрации дырок. Кроме •о, в облученных образцах было обнаружено несколько типов локальных гтров. Это прежде всего мелкие акцепторы и доноры с разностной щентрацией N„-N(1.

Эта величина ведет себя по разному в различных случаях. При облучении ма-квантами и электронами с энергией 6 МэВ она сначала возрастает осительно исходного значения (для гамма-облучения) и даже принимает тения ниже исходного (для электронов с энергией 6 МэВ). Тогда же, когда учение проводилось электронами с энергией 25 МэВ и нейтронами [ульсного реактора, N¡,-N<1 лишь уменьшалась, стремясь к некоторому дельному значению.

Другим характерным для облученных образцов селенида галлия дефектом 1яется более глубокий центр М! вероятно акцептор с энергией 0,2 эВ. Этот пр достаточно четко проявляется лишь на малых флюенсах, а в дальнейшем нние его маскируется ионизацией другого уровня. В случае облучения :ктронами с энергией 25 МэВ также наблюдаются центры, похожие на М[. нцентрация М] при облучении медленно падает от 5,10й см'3 для гегрального флюенса электронов Фэ =1014 см"2 до 3,10" см"3 после 1016см"2. юе поведение центра позволяет предположить, что он является каким-то южденным" дефектом, присутствующим и в исходном состоянии и гезающим при взаимодействии с первичными радиационными дефектами.

Третьим из основных обнаруженных нами дефектов, присутствующим всех исходных и облученных образцах, является центр с энергией ионизации ■ эВ (М2). Центры М2 - это структурные дефекты, присутствующие в исходном гтоянии и образующиеся при облучении, например вакансий галлия или их иплекгов с примесными атомами.

В образцах селенида галлия, облученных нейтронами, наблюдались еще ентры с энергией ионизации 0,7 эВ (Мз), происхождение которых неизвестно.

Температурные зависимости подвижности в исходных образцах (чиняются закону ц -Т1, где а - ниже 150 К равна 2,1, а выше 150 К имеет чение-1,8.

Воздействие указанных видов излучения приводит к изменению [вижности дырок как в низкотемпературной, так и высокотемпературной астях, конкретный вид которого определяется видом излучения.

В низкотемпературной области температурная зависимость подвижности после достаточно больших интегральных флюенсов облучения также характеризуется очень крутым ростом подвижности с температурой М~Т" , где а - 3-ь8, что характерно для электрически неоднородных компенсированных образцов. Кроме того, подобный крутой рост может быть в ряде случаев наблюдаться при рассеянии на областях разупорядочения. В высокотемпературной области помимо сильного уменьшения абсолютной величины подвижности после облучения наблюдали и очень резкое падение подвижности с ростом температуры (отрицательный коэффициент а в ц.~Та достигал 5по-видимому это связано с увеличением (под действие облучения) неоднородности и анизотропии электрических свойств Оа5е. Уменьшение подвижности дырок с ростом флюенса облучения обусловлено возникновением областей скопления дефектов (т.е. большого числа центров рассеяния) а межслойных промежутках селенида галлия, способствующих образованию крупных радиационных дефектов типа областей разупорядочения.

Для малых флюенсов облучения электронов наблюдается линейное уменьшение концентрации дырок, предсказываемс расчетом. Дальнейшее облучение приводит к тому, что концентрация дыре вновь начинает приближаться к исходной, т.е. либо образовавшиес радиационные дефекты начинают при таких потоках распадаться, либо вводятс центры иного характера, увеличивающие концентрацию дырок. Если принимат пороговую энергию образования разупорядоченных областей в БаБе около КэВ, то число точечных дефектов, которые образуются атомами отдачи меньшей энергией, должно составлять менее 0,1 от соответствующей величин) при электронном облучении с энергией 6 МэВ. Однако измеренные в наше работе скорости удаления дырок в том и другом случаях сравнимы между с обо? Это возможно лишь в том случае, если разупорядоченные области в частично распадаются с выделением точечных дефектов (такие процеса наблюдались) либо если дырки захватываются областями объемного зарядг окружающими разупорядоченные области. Исходя из данных подвюкноетт можно считать последнее вероятным. Концентрацию разупорядоченных облаете можно для Са8е оценить сечением образования 10 барн (10"23 см2). Тогда и число для небольших флюенсов нейтронов составило бы N,,0 «ОД Фи и числ дырок, удаленных одной разупорядоченной областью, равнялось бы пример» 100.

Число точечных дефектов введенных электронным облучением, може быть оценено по изменениям обратной величины подвижности Д (1/р) г кЫэФэ, (ЭД - число смещенных атомов на один электрон). Проведенная оценка показывает что наблюдаемые изменения подвижности не согласуются с теоретичеси

.ененной выше величиной N<1 (отличие N4 почти на порядок), что, возможно идетельствует в пользу неоднородного распределения точечных дефектов по разцу. Вероятно,что их концентрация выше в межслойных промежутках, где язи ослаблены (в расчете N<1 это не учитывалось и бралось одно значение роговой энергии образования дефекта для всего кристалла) и шоке в слоях исталла.

Было исследовано влияние изохронного отжига на электрические юйства облученных образцов, продолжительность изохронного отжига )ставляла 30 минут, интервал температур 350+525 К, каждая фаза отжига гличалась от предыдущей на 20 + 50°С.

Выяснено, что концентрация дырок в образцах, облученных ыстрыми нейтронами, электронами с энергией 6 МэВ и гамма-квантами постанавливается уже после отжига на стадии 50-150°С. Измеренные энергии ктивации отжига составляют 0,5-0,6 эВ для электронов с энергией 6 МэВ и ейтронов, и около 0,2 эВ для гамма-квантов. В случае лее электронов с энергией 5 МэВ отжиг происходит лишь на стадии 150-180°С с энергией активации гжига около 0,7 эВ. Трудно сказать, чем вызвано такое различие, поскольку при омнатной температуре, к которой относились измерения, концентрация дырок во сех случаях связана с одним и тем же центром Еу+ 0,4эВ. Отметим лишь, что в ервых трех случаях концентрация акцепторов Еу+0,4 эВ в отжигаемых образцах ыли близки между собой, в образцах же, облученных электронами с энергией 25 1эВ, она значительно ниже. Близость энергии активации отжига для гсектронного и нейтронного облучения позволяет все же предположить, что в эм и другом случае речь идет об одном и том же процессе.

Как показывает измерения подвижности в процессе изохронного гжига, дефекты изменяющие концентрацию дырок - не единственные в атериале. Подвижность в образцах, облученных гамма-квантами, отжигается в сновном при 150-250°С при тех же температурах, что и для облучения гсектронами с энергией 25 МэВ. Эта же дополнительная стадия наблюдается и в бразцах, облученных нейтронами и электронами с энергией 6 МэВ ( в последнем пучае, правда, начало стадии сдвинуто к температуре 100°С).

Для изучения влияния облучения на структуру монокристаллов были

юведены рентгеновские исследования. Из сравнения снятых дифракгограмм

мснилось, что после облучения электронами с энергией 25 МэВ потоком 1015 2 -> :м изменились интегральная интенсивность и полуширина разрешенных линии.

основном структурных превращений не происходит, кристалл сохраняет 1ежнюю структуру.

До и после облучения исследовались также температурные 1ВИСИМОСТИ удельного сопротивления и коэффициента Холла в интервале :мператур 80-300 К в направлении параллельно оси "С" монокристаллов ОаБе

концентрацией дырок ~4.1012см"3

Измерения показали, что в этом случае с ростом флюенса гами квантов коэффициент Холла резко возрастает во всем исследован» температурном интервале. По-видимому, резко меняется разности концентрация N¡,-"N4 при флюенсе 108Р концентрация N^-N<1 резко падает исходного значения 7,8-10юсм"3 до 3,1-108см'3. Одновременно с ростом флюеи гамма-квантов монотонно уменьшается концентрация глубокого акцеоторнс уровня с энергией ионизации около £у +0,4 эВ, присутствующего в исход» материале.

Движение носителей в направлении оси "С" имеет прыжков! механизм, в результате чего происходит экспоненциальный рост подвижности. ] зависимости 1£ц„ от 103/Т межслойного энергетического барьера АЕ в селенц галлия (для исходного образца) найдено значение 0,09 эВ, а рассчитанн значение АЕ после облучения гамма-квантами дозой 107 и I О8 Р оказалось равнь 0,13 эВ. Из этого, следует, что облучением увеличивается высота энергетичесю барьеров, существующих между слоями. Таким образом, полученные нами да ные указывают на возможную неоднородность в распределении радиационщ дефектов в ОаБе и предпочтительное их образование в межслойнь промежутках.

При электронном облучении с энергией 25 МэВ в направлении ос "С": в сущности происходит то же, что и при облучении гамма-квантами направлении, перпендикулярном оси "С": концентрация Ка,-Ка в процео облучения падает, как в случае гамма-облучения. По-видимому, концентрат N3, Ид уменьшается из-за образования нейтральных комплексов доноров акцепторов с первичными радиационными дефектами. Скорость образован» комплексов тем больше, чем больше концентрация акцепторов и тем меньш чем меньше концентрация доноров.

В образцах с высокой или низкой N0 концентрация N уменьшается быстрее, чем N0 и Ыл-М0 падает. Концентрация глубок! акцепторов с уровнем около Еу+0,4 эВ, по-видимому, уменьшается, подвижность основных носителей такой же характер, что и в гамма-облученш При потоке эдегсгронов 1015 э/см2 и в высокотемпературной низкотемпературной областях уменьшается. Найденные значения для ДЕ до после облучения также совпадают со значениями при облучении гамм: квантами. Для сравнения в таблице приведены в дух кристаллографически направлениях отношения значений Ых, р и ц энергией 25 МэВ потоком 10 э/см2. Как видно из таблицы, отношения значений параметров Кх, р и ц параллельном направлении оси «С» намного превышают данные перпендикулярном направлении, т.е. увеличиваются коэффициент анизотропи

ристаллов. Такая большая разница в различных кристаллографических аправлениях и рост подвижность дырок, по-видимому, связаны с низотропическим свойством селенида галлия, т.е. с облучением изменяется ысота энергетических барьеров, существующих между слоями. Эти факты епосредственно подтверждают предположение о том, что радиационные ефекты, созданные облучением, накапливаются именно в межслойных ромежутках.

Т,К Кх1обл тет. р!_обл "р! |дЛ-обл "¿г ЯхНобл 1йТГ р|!обл р11 М-Побл ЩГ

амма-кванты 300 0,1 0.8 0,1 13 6.0 2,2

Зу=108 Р 80 0,6 0,75 0,3 250 5.0 2

Электроны 25 МэВ , 300 0,25 0.4 0,8 5 5 1

1>э1015э/см2 80 10 0,5 0,04 3,3 2,3 1.4

Наши предположения подтверждаются также влияние отжига на значение . Действительно, у отожженных образцов АЕ восстанавливается до исходной 1ичины. Таким образом, начиная с малых интегральных флюенсов облучения, утачивается коэффициент анизотропии кристалла. С этим же фактом связаны ;т и крутой наклон в температурной зависимости подвижности.

В двух кристаллографических направлениях исследованы изменения -шовых сопротивлений образцов селенида галлия в процессе гамма и гктронного облучения с энергией 6 МэВ. Кратность изменения и т образцов тенида галлия, имеющих контакты перпендикулярно слоям в несколько раз шыпе,чем образцов, имеющих контакты вдоль слоев. Восстановление Кттаких разцов при комнатной температуре тоже отличается.Таким образ ом,полученные 5ультаты дают хорошее согласие с предположением о том, что с ростом дозы пучения дефекты в основном накапливаются в межслойных промежутках. ;еличивается коэффициент анизотропии кристалла. В исходных образцах тенида индия, подвергшихся облучению существуют, по крайней мере, два норных уровня: один из них проявляет себя в диапазоне температур 300+200К, а угой при температурах ниже 77К. О наличии первого свидетельствует споненциальная зависимость постоянной Холла от температуры с энергией гивации, которая обнаруживается в пределах 0,24- 0,25 эВ в зависимости от разца. Последнее обстоятельство означает, что специфическая кристаллическая

структура селенида индия допускает существование дефектов в значительт отличающихся положениях( внутри слоя на границе ело й- между слой! к пространство, в самом межслойном пространстве прослойки и т.п.), в результат чего наблюдаемый на опыте электронный спектр дефектов и примесей мож< носить квазнепрерывный сложный характер. Контур такого спектра формируете вкладом дефектов и примесей, находящихся в различных положениях деформируется в зависимости от преобладания тех или иных дефектов конкретной ситуации. В отдельных случаях такой квазинепрерывный спекч может напоминать узкую полосу у ровней, похожую на хорошо известнуи ставшую уже модельной, строчку у ровней, характеризуемых единственной эне] гией активации.

Что касается другого (низкотемпературного) уровня, то о его существовании свидетельствует лишь переход к насыщению постоянной Холла при понижении температуры образца. Оба уровня сообщают кристаллу (строго говоря-слоистой структуре) электронную проводимость, т.е. имеют донорный характер.

После облучения дозой 106 -107 Р значительно увеличивается Б проявляется преимущественная роль глубокого уровня с энергией активации 0,2 эВ. При облучении дозой гамма-квантов 108 значения и р резко возрастают, наблюдаемая энергия активации уменьшается вновь до 0,20 эВ.

Поскольку облучение гамма-увангами приводит к уменьшенш концентрации электронов возможны 2 случая:

1. При облучении преимущественно вводятся дефекты акцепторного типа, чт ведет к компенсации доноров,

2. облучение уменьшает концентрации донорных центров в результат радиационного отжига.Категорично ответить на вопрос какой из случае преобладает из температурной зависимости коэффициента Холла трудно.

Однако исследования холловской подвижности позволяют сделат определенные суждения по этому вопросу. В области низких температур при доз 105р подвижность уменьшается почти в два раза.

С ростом дозы облучения подвижность растет и при дозе облучения 10 Р оказывается в два раза выше исходного. Резкое уменьшение подвижности пр) повышении температуры тесно связано с температурной зависимости, концентрации носителей тока, т.е. определяется увеличением сечения рассеивани носителей тока дефекта и при их ионизации.

В облученных электронами с энергией 6 МэВ кристаллах наблюдаете: тенденция к инверсии проводимости: в области температур 100-110 К постоянна Холла имеет минимум и изменяет свой зйак. Облучение до флюенса 1016 см" привело к уменьшению концентрации электронов в области низких температур к два порядка и смещению области "инверсии" в сторону высоких температур. Был(

(мечено, что с ростом флюенса электронов доминируют большие энергии сгивации локальных донорных уровней, т.е. сначала уровень с энергией гошации Ес-0,2 эВ, затем Ес -0,3 эВ при изменении флюенса от 1013 см"2 до 315см"2. По-нашему мнению, наблюдаемое изменение энергии активации связано ) сложным спектром доноров.

блучение кйе гамма-нейтронами флюенсом 1012 см"2 почти не влияет на фактер изменения температурной зависимости коэффициента Холла и удельного зпротивления за исключением появления дополнительного наклона в области ;мператур 125-250 К с энергией ионизации Ес- 0,2 эВ.

Рачительное изменение на характер температурных зависимостей наблюдается эи больших флюенсах 1013 и 1014 см'2. В этом случае появляется глубокий ювень с энергией ионизации Еу+0,53 эВ. Появление дефектов преимущественно щепторного характера, также подтверждается из температурных зависимостей эдвйжности основных носителей тока, которые имеют тенденцию к изменению та проводимости. Причем, подвижность дырок оказывается близкой к величине здвижности электронов.

Результаты изотермического отжига свидетельствовали о значительной рмической стабильности радиационных дефектов, которые в основном пжигаются при интервале температур 200-250°С. В указанном температурном гтервале почти полностью возвращаются к исходному значению концентрация, 1ельное сопротивление и подвижность основных носителей тока.

Анализ показал, что во всех случаях отжиг радиационных дефектов ютекает по реакции первого порядка с энергиями активации для электронов с [ергией 6 МэВ-0,26 эВ для гамма-квантов и для импульсных гамма-нейтронов 29 эВ.

Полученные значения энергии активации отжига, вероятно, идетельствуют о близкой природе дефектов, образующихся при облучении мма-квантами и нейтронами, а также при облучении электронами с энергией 6 эВ.

Установлено, что природа возможных механизмов радиационного фектообразования в 1п8е близка к природе процесса дефекгообразования в лениде галлия.

Исследование температурной зависимости коэффициента Холла в ваТе я различных доз облучения гамма-квантами, как и при облучении ГпЯе п-типа азывает на рост степени компенсации. Причем дефекты с мелкими уровнями с ергией ионизации 0,18 эВ от потолка валентной зоны под действием излучения ■ жигаются.по появляется доминирующий уровень с энергией ионизации 0,53 эВ, торый обусловлен перестройкой радиационных дефектов. Сильная зависимость движности основных носителей тока от температуры в ваТе обусловлена

наличием в образцах дефектных барьеров при облучении гамма-квантами.

Облучение образцов р- ваТе электронами с энергией 25 МэВ также вызывает изменения типа проводимости, но сильно компенсирует дырочнз проводимость и делает его практически изолятором при низких температур; Подвижность основных носителей тока после облучения также имеет силыц температурную зависимость, обусловленную возможно результатом изменен типа-рассеяния на заряженных примесях и на колебаниях решетки при высок температурах.

Из приведенного эксперимента следует, что облучением увеличивает высота энергетических барьеров, существующих между слоями. Таким образо полученные данные указывают на возможную неоднородность в распределен] радиационных дефектов и предпочтительное их образование в межслойнх промежутках, т.е. начиная с малых интегральных флюенсов облучени увеличивается анизотропия. С этим же фактом связаны рост и крутой наклон температурных зависимостях подвижности, а уровни в запрещенной зоне мог быть связаны наличием в межслойных промежутках значительного количест атомов компонентов.

В результате облучения образцов селенида индкя температурнь зависимости коэффициента Холла обнаруживали некоррелирующую температурным ходом проводимости, т.е. инверсию в области 110К. Дальнейш< облучение, увеличение флюенсов, ведет к "исправлению" характера изменеш коэффициента Холла и проводимости с температурой: они становятся похожим на привычные четно коррелирующие друг с другом зависимости,характеризуемь наклоном в высокотемпературной области примерно Е, + 0,53 эВ.

Все эти факты не могут найти простого объяснения в рамкг привычных представлений. Как нам кажется, непротиворечивое толковаш эксперимента по радиационному облучению слоистых полупроводников могз получить в нижеследующей модели:

Высокоэнергетическое облучение низкими и средними флтоенсами в эти материалах создает дефекты типа акцепторных уровней неоднородным,вероятнее всего, слоистым распределением, в результате чего м получаем электрофизическую ситуацию, характеризуемую наличием, по крайне мере, четырех групп носителей заряда, участвующих в формирован« электропроводности и эффекта Холла: чередующиеся высокоомные и низкоомны слои с различными соотношениями между концентрациями электронов и дыро! которые можно, запараллелив холловские и токовые контакты (именно в тако геометрии проводились измерения) для упрощенной интерпретации пересчитать два параллельных сопротивления. Первая сцена знака,низкотемпературна: происходит вне заметной связи с температурным ходом, электропроводное™ Вероятно, если бы нам удалось измерить температурные зависимости эде Холла

роводимости при более высоких температурах, мы обнаружили бы еще одну иену знака постоянной Холла и соответствующие ей изменения проводимости.

В справедливости изложенной модели нас убеждают данные по гмпературной зависимости подвижности, которые следуют из формального множения константы Холла на проводимость в области первого изменения аака. Нам представляется, что объяснение температурной зависимости одвижности, например, потребовало бы слишком уж искусственных редположений о механизме рассеяния носителей заряда и вряд ли оказалось ы более убедительным, чем модель "слоистого Холл-эффекта".

Изменение свойств слоистых полупроводников при облучении связано ааимодействием радиационных дефектов, возникающих в кристаллических слоях I межслойных промежутках. Невысокие по сравнению со слоем энергетические »арьеры, существующие в межслойном промежутке, благоприятствуют миграции >адиационных дефектов. Это, в свою очередь, облегчает процесс образования :омплексов из радиационных и исходных дефектов в межслойных промежутках. Следствием этого явления будет изменение свойств указанного промежутка т.е. фактически происходит образование новой монокристаллической высокоомной фослойки. Начиная с малых интегральных флюенсов облучения увеличиваются «ергетические барьеры, существующие между слоями. Воздействующие виды юнизирующего излучения не вызывают в слоистых полупроводниках рансмутационных реакций, а отличия в полученных результатах состоят в 1азличии сечений взаимодействия реакции с частицами вещества.

Пятая глава посвящена экспериментальному исследованию шияний гамма-нейтронного, электронного облучений с энергией 25 МэВ и амма-квантов на термоэлектрические свойства кристаллов твердых «створов систем В1'2Тез-5Ь2Тез и В12Те3-В128ез применяемых при изготовлении термоэлектрических охладителей и отжига дефектов, озданных облучением. Кроме того рассматриваются влияния юнизирующих излучений на электрические свойства границ раздела ристаллов твердых растворов систем В1'2Тез-8Ь2Те3 и В12Тез-В128е3 ермоэлементов и двухкаскадных охладителей. Измерения удельной лектропроводпости, коэффициента Холла и термоэдс проводились в штервале температур от 77 до 300 К, на одних и тех же образцах до и после :аждого вида облучения.

Установлено, что после облучения рассмотренных видов облучения арактер температурной зависимости термоэлектрических параметров не еняется,изменяется лишь их численное значение. Во всех облученных образцах эхраняется исходный тип проводимости. Следует отметить, что изменения исленных значений ст, 11х, и а вследствие облучения значительно больше, чем гличина допустимых погрешностей измерений, которые не превышают 5 4-6 %.

В результате измерений установлено, что в исследованных образцах (1 и р - типа проводимости) как до, так и после облучения с изменение температур электропроводность изменяется.

Сравнение изменений элеюропроводности и коэффициента Холг после облучения показывают, что электропроводность изменяется, в основно! вследствие роста подвижности происходящего за счет упорядочения кристалла результате радиационного легирования. Что касается изменения коэффициент Холла или концентрации свободных носителей заряда, то оно скорее всег обусловлено изменением степени компенсации образцов при облучении.

При рассмотренных нами условиях как до, так и после облучен* быстрыми электронами гамма-нейтронами и гамма-квантами во всех образца зависимость термоэдс от температуры подчиняется закону: а= (5Т+ а0, где а зависящий от концентрации примесей параметр, а Р=(0,8-1,1) мкв/К2 до различных образцов.

Расчеты показали, что рост общей теплопроводности во все случаях, за исключением облучения кристаллов системы Bi2Teз-Bi2Seз гамм: квантами и кристаллов системы В12Те3- 8Ь2Те3 электронами (при которых рост ] происходит за счет роста) обусловлен ростом электронной составляюще теплопроводности.

Совместный анализ результатов электрических свойств теплопроводимости показывает, что наблюдаемый рост Хр после облучения кристаллах В12Те3-8Ь2Те3 под действием электронного облучения происходит з счет залечивания дефектов рассеивающих фононов. Аналогичным образо: можно объяснить изменение теплопроводности кристаллов системы В12Тез-В128( при облучении их гамма-квантами .

Исследованы также 'влияния ионизирующих излучений на термоэлектрические свойства экструдированных образцов В2Те3- 8Ь2Т3, В12Те3 -В128е3. Выяснено, что влияние облучений на Ъ твердых растворов обусловлено, главным образом, изменением электропроводности, абсолютные изменения которые могут достигать до ~70%.

Анализ результатов экспериментов дает основания предполагать, чт при облучении нейтронами кристаллов твердых растворов В2Те3- 8Ъ2Т3, р-тип междоузельные атомы В1 заполняют вакансии теллура и создают антиструктурны дефекты. При этой, как следует, несколько уменьшается концентрация дырок концентрация дефектов структуры. Поэтому Их, а, %р и ц кристаллов поел облучения нейтронами растет. Рост подвижности носителей заряда приводит росту оиь

При облучении нейтронами и электронами кристаллов Bi2Te3 -В128е избыточный В1 переходит из антиструктурных мест в междоузельные. Поэтом

шцентрация электронов и о растет, Их и а падают. За счет образования новых ¡фектов (междоузельный В1 и вакансия теллура) несколько падают подвижность юителей тока и решеточная теплопроводность. Некоторое несогласие изменения <-(т с предложешшм механизмом обусловлено, по -видимому, наличием 1ешанной проводимости в исследованных кристаллах систем В^Тез-ВггЗез.

В кристаллах Bi2Teз-Sb2Teз избыточных В] из антиструктурных мест междоузельные приводит к некоторому увеличению концентраций дырок. 5разовавшиеся вакансии Те и междоузельный В1 создают дефекты, сильно ссеивающие дырки. При этом нужно предполагать, что антиструктурные фекты в кристаллах В12Тез-8Ь2Тез рассеивают фононы сильнее, чем дефекты, зданные междоузельньм В1 и вакансией Те.

Под действием гамма-квантов в кристаллах могут происходить два фекта - эффекты, связанные электронным возбуждением и нарушениями в шетке. Установлено, что после отжига при комнатной температуре в течении 10-часов первый эффект исчезает. Поэтому наблюдаемые нами изменения раметров кристаллов под действием гамма-квантов обусловлены нарушениями в тетке. Вероятно гамма-кванты с высокой энергией смещают атомы теллура и гена из узлов решетки в междоузлия. При этом образуются акцепторные итры, связанные междоузельный Те и вакансией Те, т.е. конце1гграция дырок лет. Вакансии Те создают условия образования антиструктурных дефектов за 5Т междоузелъных атомов В1, Последнее и процесс компенсации приводят к еныпению концентрации электронов в кристаллах В12Те3- В125ез. Образования зых дефектов( междоузельные атомы Те и Бе вакансии Те) и "залечивание" нетки с образованием антиструктурных дефектов за счет междоузельных атомов поразному, влияют на рассеивание электронов, дырок и фотонов в кристаллах, ) заканчивается уменьшением подвижности электронов в материале п-типе и ;том подвижности дырок в р- материале, а также ростом решеточной сос-;ляющей теплопроводности.

Установлено, что при гамма-нейтронном облучении границы раздела .темы В12Те3 -5Ь2Те3 со сплавами В1+8п, существенно (в 2-4 раза) падают. В 'чае же облучения границы раздела системы ВУГез -8Ь2Те3 с эвтектикой В^п ктронами и системы В12Те3, - В12Зе3, эвтектикой В1+8п гамма-квантами г£ тет. Уменьше1гие гк при облучении сопровождается ростом а' кристаллов и гборот.

Облучением гамма-нейтронами границы раздела кристаллов В12Те3 с ектикой ВН- Яп в поверхностном слое возникают дефекты, создающие в рещенной зоне полупроводника большой число локальных акцепторных вней. Это приводит к увеличению, концентрации дырок в поверхностном слое иеныпению контактного сопротивления.

При облучении границы раздела кристаллов систем В^Тез-БЬгТез с

эвтектикой В1 + 8п электронами, а также систем В12Те3- В^Без с эвтектике гамма-квантами в поверхностном слое создаются локальные центр! компенсирующие центры, создающие основные носители заряда. Вследств! этого концентрация основных носителей заряда и проводимость поверхностно! слоя в обоих случаях падает, что приводит к увеличению контактного сопротивл! ния границ раздела. Характер изменения электропроводности кристалле изученных систем при облучении подтверждает сказанное.

Установлено, что облучение поверхности раздела могут привести так» к рассеиванию локальных деформаций, образовавшихся при коммутации взаимной диффузии атомов компонентов кристалла и контактного материала др} к другу. Оба фактора также могут влиять на сопротивление переходного контакт Показано, что после облучения термоэлектрических охладителей на основе В12Те БЬгТез и В12Тез-В128е3 гамма-нейтронами флюенсом 5-1013 см"2 ДТ значителен растет. При облучении же охладителя электронами и гамма-квантами ДТ падае Оптимальный ток, питания, время выхода на режим и другие параметры ТЭ после облучения не претерпевали заметного изменения.

Установлено, что изменение ДТ охладителей при облучени обусловлено, как изменением параметров ветвей, так и изменением сопротивлени переходных контактов.

Показано, что изохронный отжиг приводит к залечиванш радиационных дефектов как в объеме, так и в приконтактной области ветве термоэлементов в интервале температур 100+ 200°С.

В шестой главе приводятся влияния ионизирующего излучения I фотоэлектрические параметры фотоприемников на основе селенида галли селенида индия и теллурида галлия и систематизированные данные г радиационной стойкости этих фотопримников. До и после различного в и; облучения сняты вольт-амперные и спектральные характеристик фотоприемников. При этом контролировались монохроматическая интегральная вольт-ваттная чувствительности фотодиодов. Также приводятся изменен! темповых сопротивлений образцов Са8х 8е].х(1<х<0,25) в процессе облучения возможность создания на основе этих твердых растворов детекторов ионизируй щего излучения. В процессе имитирующих факторов ядерного взрыва снималис осциллограммы изменения напряжения сигнала и шугда фотоприемников, г которым определены время потери работоспособности фотоприемников.

Исследованные наш фотореэиоторы на основе селенида галлт обладали фоточувстзителъностью в области спектра 0,4-0,64 мкм пр ЗООК.Максимум,обусловленный между зонной генерацией находился пр Ящах^б мкм. При флюенсе гамма-квантов 107Р изменение фоточувствителыюст составлял 20-30%. В области интенсивности 80+650 р/с зависимость темновог

»противления от мощности гамма-излучения носит линейный характер. Характер [менения темнового сопротивления в процессе гамма-излучения в различных >едах (вакуум, кислород, инертный газ) также не зависит от природы среды, что ганывает на незначительную роль поверхностных эффектов. При облучении эторезисторов электронами с энергией 6 и 25 МэВ при малых флюенсах эточувствителъность увеличивается в максимуме спектральной характерно тики, льнейшим ростом флюенса исходное значение фоточувствителъности юстанавливается или даже уменьшается, но одновременно с этим имеет место еличение фоточувствительности в длинноволновой области спектра.

В монокристаллах твердого раствора СаБо^ев^ обнаружено (ксимальное изменение и быстрое восстановление темнового сопротивления, ж облучении темповое сопротивление указанного состава твердого раствора меняется примерно на три порядка. Изготовлен детектор ионизирующего лучения,защищенный авторским свидетельством СССР, который обеспечивает зможность определения мощности гамма-излучения до 800Р/С и интенсивности ектронного пучка до 5-10 э/см2 -с.

Исследуемые фотодиоды подвергались действию гамма-квантов в тервале флюенсов 104-108Р, электронов с энергией 25 МэВ в интервале поенсов 1012-1016см"2, импульсными гамма-нейтонагли в интервале флюенсов 12-1014 см'2 и протонами в интервале флюенсов 1012- 1014 см'2 .

Изучалась зависимость темновых токов фотодиодов от флюенса има-квантов в интервале флюенсов 104 - 107 и мощности 30-650 Р/с при мнатной температуре. Показано, что возрастание обратных токов при гамма-лучении является обратимым процессом,связанным,в основном, с эффектами низации и эффектами на поверхности.

Установлено, что изменения фоточувствительности фотоприемников основе монокристаллов ваБе, СаТе, 1п8е при воздействии ионизирующего тучения различного вида носит одинаковый характер :при малых флюенсах пучения фоточувствителъность увеличивается, а большие флюенсы приводят к еньшению фоточувствительности.

Время потери работоспособности фотодиодов на импульсной гамма-гановке при эффективности длительности импульса т =10,3 10,9 не по 1чению напряжения сигнал ис при мощности Р, = 1,7.10 Р/с составляет т ;ст. < 1,0 с, а по значению напряжения шума при мощности Ру =3,08.10 Р/с петляет т ЯОссг. < 0,05 с.

В результате измерений на импульсном реакторе по восстановлению яений ио и иш найдены следующие величины для времени потери ¡отоспособности : при флюенсе нейтронов Ф„ =3,08. 1012 см"2т Е0ССТ. < 2,5 по становлению ис, а по восстановлению иш при флюенсе нейтронов Фв

=3,35.1012 см'2т восст. < 0,01с, соответственно.

Таким образом, с учетом результатов проводимых исследование среднее значение "времени потери работоспособности" фотодиодов на основ< теллур ид а галлия в условиях импульсного гамма-облучения и импульсногс нейтронного облучения составляет величину по восстановлению иш/г ВОСС1. < 2,5 с, а по восстановлению иш, % В0сст. ^ =0,05 с при суммарном флюенсе нейтроно) Фя=6,39- 10,2см"2 и максимальной мощности гамма-излучения Рг = 4,15- 10ю Р/с.

Найденные значения "времени потери работоспособности" п< значениям сигнала и шума сильно отличаются друг от друга. Поэтому считаен неправильным определять время потери работоспособности фотодиодов только п< одному значению сигнала или шума.

Через 6-11 суток после облучения на этих же фотодиодах снималос] спектральное распределение чувствительности. Чувствительность фотодиода н: основе теллурида галлия до облучения проявляется в области спектра 0,6-1,0 мк\ с максимумом длины волны Атаах= 0.85 мкм. После облучения фотодиодов из чувствительность увеличивается и максимум ее сдвигается в длинноволновун область спектра. Монохроматическая чувствительность таких фотодиодов ) максимуме спектральной характеристики составляет примерно 0,55 А/Вт, ; величина вольт-ваттной чувствительности равна 2,1.104 В/Вт.

Установлены физические основы изготовления фотодиодов на основ< селенида индия с термоэлектрическим охладителем (ТЭО).

До и после в процессе облучения на полученных фотодиодах с ТЭС измерялись ВАХ спектральное распредяление чувствительности,напряжен» сигнала и шума. Установлено, что при охлаждении до ~ 263 К фотодиодов н; основе селенида индия их фотоэлектрические параметры увеличиваются в 2-'. раза. Определены средние значения времени потери работоспособносп фотодиодов на основе селенида индия с ТЭО в условиях импульсного гамма I импульсного гамма-нейтронного облучения, которые составляют: по восстанов леншо напряжения сигнала тВ11р < 1,7 с и по восстановлению напряжения шума 0,05 с, при суммарном флюенсе нейтронов Фн =6,39.1012см"2 и мощности гамма квантов Рг = 4,15. Ю10 Р/с.

Расчетные значения монохроматической фоточувствителъност] фотодиодов при максимуме спектральной характеристики изменяются 0,2 н- 4,1 А/Вт, при этом вольт-ваттная чувствительность составляет ( 2,9 ч- 9,1)-104 В/Вт. ( ростом флюенса облучения указанные выше значения уменьшаются не более, чел на 30%. Одновременно в фотодиодах растет значение дифференциальноп сопротивления. Установлено, что дефекты, вводимые облучением являютс; нестабильными, они исчезают за одну стадию изохронного отжига в интервале 70-180°С.

В исходных образцах релаксация фотопроводимости носила сложный арактер и описывалась суммой двух экспонент: "короткой" со временем спада коло 4 мкС и "длинной" с характеристическим временем около 100 мкС. После блучения электронами 25 МэВ потоков 1015 э/см2 характер релаксации не зменился,но времена "короткого" и особенно "длинного" спада сильно менынились ("длинное" время равно -30 мкс, а " короткое" - 2,6 мкс). Подобное зменение наблюдалось после облучения импульсных гамма-нейтронов флюенсом 014см'2. При облучении малыми дозами гамма-квантов до 107 Р на фотодиодах аблюдался рост времени спада фототока, что и приводит к росту юточувствителъности в максимуме спектральной характеристики. Из данного ксперимента следует, что не наблюдается корреляция между изменением времени мзни (точнее, время жизни носителей в селениде галлия-есть время релаксации отопроводимости) и изменением фоточувствительности облученных структур, [оэтому можно предположить, что изменение времени жизни- это один из сновных факторов, ответственных за изменение фоточувствительности блученных структур. Отсюда следует точное согласие расчета с экспериментом и, о-видимо, нет необходимости учитывать какие-то дополнительные эстоятельства. Однако, следует отметить, что при облучении гамма-квантами эзой 107 Р в параллельном направлении оси "С" наблюдалось увеличение эдвижности основных носителей тока. Поскольку подвижность рямопропорционалъна времени релаксации, не исключена возможность вклада эследнего на увеличение светочувствительности фотодиодов.

Приведенные данные показывают, что ряд изменений электрических и отоэлектрических свойств исследуемых слоистых соединений при облучении ютицами высоких энергий, связан со специфической особенностью жсталлической структуры слоистых материалов. Изменение параметров 5разцов при облучении, обусловлено взаимодействием радиационных дефектов, вникающих в кристаллических слоях и межслойных промежутках. Не высокие ) сравнению со слоем энергетические барьеры, существующие в межслойном юмежутке, благоприятствуют миграции радиационных дефектов. Это, в свою гередь, облегчает процесс образования комплексов из радиационных и исходных :фектов в межслойных промежутках.

Таким образом, при облучении фоторезисторов и фотодиодов на нове кристаллов со слоистой структурой фактически происходит образование в к новой высокоомной прослойки. Увеличение чувствительности, при этом, едует рассматривать как следствие особенности структурного строения кокоомных прослоек.

В исследуемых фотодиодах рассчитывались значения коэффициента чества до облучения которые изменяются- от I до 2. С ростом флюенса лучающих гамма-квантов и нейтронов токи прямых и обратных ветвей ВАХ

увеличиваются. Анализ ВАХ прямосмещенных диодов облученных различны* частицами показывает, что коэффициент качества Р резко возрастает (2<(3<5) ч можно связать с образованием поверхностных каналов проводимости. Уменьшение темнового сопротивления фоторезисторов при облучении связано увеличением концентрации дырок в объеме образца. Фотоприемники на осно твердых растворов CdxHg^Te нашли широкое применение в инфракрасш технике, в частности, телевизионных космических спутниковых система предназначенных для диапазона спектра 8-14 мкм. Однако данные по i радиационной стойкости почти отсутствуют. Учитывая этот факт и для обобщеш результатов по радиационной стойкости фотоприемников Hav исследовались радиационная стойкость фотоприемников типа «РФ «Арктур», «Планета-СФ», «Вулкан», «Шафаг», Кулик» на основе CdxHg хТе.

При исследовании радиационной стойкости указанных фотоприемников решал< ряд технологических вопросов, позволяющих улучшить параметр фотоприемников и повысить радиационную стойкость подобных фотоприемнико Результаты этих исследований отражены и защищены в четырех авторсю свидетельствах. Установлены систематизированные данные о радиационнс стойкости фотоприемников на основе слоистых и узкозонных полупроводнико Определены их время потери работаспособности по двум значениям напряжет сигнала и шума в процессе воздействия имитирующих факторов ядерного взрыв Предложены пути повышения радиационной стойкости исследуемь фотоприемников с рекомендациями для их работы в условиях повышение радиации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработаны физические основы конструирования и технологии изготовлсш радиационно-стойких фотодиодных структур на основе селенида галли: селенида индия и теллурида галлия на область спектра 0,45 +1,1 мкм.

2. Впервые разработаны физические основы создания радиационно-стойки фотодиодов на основе селенида индия с термоэлектрически микроохладигелем с температурой охлаждения ~260К, обладающи повышенными фотоэлектрическими параметрами для области спектра 0,6 + 1, мкм. .

3. Систематизированы данные о радиационной стойкости разработанны фотодиодов, определено их среднее значение времени потер

работоспособности при воздействии имитирующих факторов ядерного взрыва, осуществленных с помощью оригинальной методики дистанционного измерения параметров непосредственно в процессе ионизирующего излучения. Впервые установлено, что в монокристаллах селенида галлия, селенида индия и теллурида галлия в зависимости от вида примесей диффузия обуславливается межузельным или вакансионным механизмами с учетом наличия межслойных потенциальных барьеров и возможности скопления примесей между слоями. Показано, что высокоэнергетическое облучение низкими и средними флюенсами в монокристаллах селенида галлия, селенида индия и теллурида галлия создает в них дефекты акцепторного типа, приводящие к образованию высокоомной прослойки, увеличивающий энергетические барьеры между слоями.

Определена схема уровней мелких и глубоких акцепторов и доноров в монокристаллах ваЗе, 1п8е и ОаТе, возникающий при воздействии ионизирующего излучения, а также установлены энергии активации отжига дефектов и температурный интервал, в котором проявляется их термическая стабильность.

Установлено, что ионизирующие излучения различного вида существенно влияют на электрофизические, термоэлектрические и тепловые свойства монокристаллических и экструдированных образцов твердых растворов систем В12Те3-8Ь2Тез, В12Те3- В128ез и термобатарей на их основе. При этом радиационные дефекты не изменяют характер температурных зависимостей указанных параметров, а лишь изменяют их численные значения. Показано, что изменение указанных свойств качественно хорошо объясняется образованием вакансионных, межузельных и антиструктурных дефектов. Показано, что увеличение и стабилизация термоэлектрической эффективности термоэлектрических охладителей при воздействии ионизирующего излучения эбусловлены понижением и стабилизацией переходного сопротивления коммутационных контактов.

На основе твердого раствора ОаБо^Вео^ созданы детекторы ионизирующего «лучения для измерения мощности гамма-излучения до 800 Р/с (1,25-^3,5 У1эВ) и интенсивности электронного пучка до 5х1012 э/см2. с) 6-н25МэВ). Установлено, что фоточувствителыюсть фотоприемников на основе монокристаллов ОаЭе, [гйе и СаТе при малых флюенсах облучения тонизирующими излучениями различного вида увеличивается, а большие [шоенсы приводят к уменьшению фоточувствительности, что обусловлено, в »сновном, изменением времени жизни основных носителей заряда в [увствительных элементах этих фотоприемников.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Исмайлов Ф.И., Заитов Ф.А., Горшков A.B., Аскеров К.А., Амиров Д. Исследование диффузии индия в системе CaSe-CaS// ДАН Азерб ССР 197 Т.ЗЗ. №6. С. 16-18.

2. Амиров Д.Г., Аскеров К.А., Шаляпина Г.М., Заитов Ф.А.. Исмайлов Ф.1 Исследования диффузии серебра в кристаллах CaSe, InSe, GaTe //Изв. А Азерб. ССР 1979. №4. С.80-82.

3. Абдуллаев Г.Б., Абасова А.З., Аскеров К.А., Заитов Ф.А., Соловьева Л.Г Стафаев В.И. Влияние гамма и электронного облучения на спектральиь характеристики моноселенида галлия.// ДАН Азерб.ССР. 1979.Т.35.№2.С.1 13.

4. Аскеров К.А., Аббасова А.З., Заитов Ф.А., Соловьева Л.И. Влияш проникающего излучения на фоточувствительный элемент из селени; галлия. // 8-е Всесоюз. Научно-технич. совещание (11апреля 1978г.) Вопрос оборонной техники. Москва. 1979.№68.С.З1-32.

5. Аскеров К.А., Горшков A.B., Амиров Д.Г., Заитов Ф.А.. Исмайлов Ф.1 Исследование дифузии олова в GaSe// Изв. АН Азерб. ССР 1979.№4 С. 7' 79.

6. Абдуллаев Г.Б., Аскеров К.А., Аскеров Г.М. Бабаев P.A., Заитов Ф.А Исмайлов Ф.И., Салаев Э.Ю. Детектор ионизирующего излучени Авторское свидетельство. № 135343.1979.

7. Абдуллаев Г.Б., Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И., Заитов Ф.А., Аскеров К.^ Горшков A.B., Амиров Д.Г. Влияния гамма и электронного облучения i электрофизические свойства селенида галлия.// ДАН Азерб.ССР. 1980, Т.З №2, С.24-27.

8. Амиров Д.Г., Аскеров К.А., Шаляпина Г.М., Заитов Ф.А., Исмайлов Ф.И Салаев Э.Ю., Мамедов М.И. Исследование диффузий индия и теллура монокристаллах InSe, ОаТе//ДАН Азерб.ССР. 1980.№10. Т. 36. С.21-23.

9. Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И., Заитов Ф.А., Аскеров К.А., Амиров Д.Г Ахундов H.A. Влияния ионизирующего излучения на электрофизическ1 свойства селенида индия. Всесоюзный семинар по радиационным эффекта в полупроводниках и полупроводниковых приборах-80. //Тез. докл. ФИ А Азерб.ССР. 1980. С.126

10. Аскеров К.А., Амиров Д.Г., Ахувдов H.A. Влияния электронного облучени с энергией 6 и 25 МэВ на свойства селенида галлия.// 5-я Респ. коне молодых ученых-физиков. Тез.докл.ФИАН Азерб.ССР. Баку, 1980. С.126.

11. Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И., Аскеров К.А., Заитов Ф.А., Амиров Д.Г Нифталыев A.C., Новрузова Ф.М. Радиационные эффекты в селении

галлия.// Всес. Семинар по радиац.эффектам. в п/ п и п/п приборах. Тез.докл. ФИАН Азерб.ССР, 1980. С. 126.

I. Аскеров К.А., Амиров Д.Г., Новрузова Ф.М., Ахундов H.A. Радиационные дефекты в GaSe созданные высокоэнергетическим облучением. VI-я Респ.школа молодых физиков. Тез.докл. ИЯФ АН Уз. ССР г.Ташкент. 1981. С 207.

1. Абдуллаев Г.Б., Аскеров К.А., Аскеров Г.М., Бабаев P.A., Исмайлов Ф.И., Салаев Э.Ю., Сеидли Г.С. Способ изготовления фоторезистора. Авторское свидетельство № 18510. 1983.

t. Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И., Заитов Ф.А., Аскеров К.А., Амиров Д.Г. Влияние гамма-нейтронного облучения на электрофизические свойства селенида индия.// Матер.сем. Вопросы обеспечения PC РЭА, ЭРИ и матер, к воздействию ИИ и ЯВ. ЦНИИ информация и ТЭИ, Москва. 1984.С.39.

5. Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И., Заитов Ф.А., Аскеров К.А., Алиев Э.М., Амиров Д.Г., Мехтиев А.Г. Радиационные дефекты в селениде и теллуриде галлия. //Мат.сем.: Вопросы обеспечения PC РЭА ЭРИ и матер, к воздействию ИИ и ЯВ. ЦНИИ информация и ТЭИ. Москва. 1984. С.40.

5. Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И/, Амиров Д.Г., Атакишиев С.М., Аскеров К.А. Дефектная проводимость в InSe/ADTIL 1984. Т. 18. в.8.С. 1492-1494.

7. Салаев Э.Ю., Исмайлов Ф.И., Аскеров К.А. и др. Влияние ионизирующего излучения на электрофизические свойства n-Cdo^Hgo/Te //Мат.сем. Вопросы обеспечения РС.РЭА.ЭРИ и матер, к воздействию ИИ и ЯВ. ЦНИ информации и ТЭМ. Москва. 1984.С.42.

8. Аскеров К.А., Алиев Э.М., Заитов Ф.А., Гусейнов Э.К., Мехтиев А.Г., Исаев Ф.К. Влияние ядерного взрыва на фоторезисторы типа «Вулкан»// ЦНИИ и ТЭИ. Москва. 1985. 14-16 мая С.202.

?. Аскеров К.А., Зейналов И.А., Абдинов Д.Ш., Алиев Э.М., Заитов Ф.А., Данчев В.Я. Влияние гамма-квантов на основные параметры ТЭО типа ТЭО изделия «Бурт». // Мат.сем. Вопросы обеспечения стойкости. РЭА. ЭРИ и материалов к воздействию ИИ и ЯВ.ЦНИИ информации и ТЭМ. Москва. 1985.С.201.

0. Салаев Э.Ю., Аскеров К.А., Исмайлов Ф.И., Амиров Д.Г. Радиационные дефекты в слоистых кристаллах типа А"'В//Мат.сем. Вопросы обеспечения стойкости РЭА,ЭРИ и материалов к воздействию ИИ и ЯВ. ЦНИИ информация и ТЭИ. Москва. 1985.С.207.

1. Абдуллаев Г.Б., Абасова А.З., Аскеров К.А., Заитов Ф.А., Салаев Э.Ю., Стафеев В.И. Влияния проникающего излучения на электрические свойства-селенида галлия// Изв.АН СССР. Неорг. материалы. 1983. Т.19. №4. С. 679681.

22. Абдуллаев Г.Б., Аскеров К.А., Аскеров Г.М., Бабаев P.A., Исмайлов ФТ Салаев Э.Ю. Способ получения слоистых полупроводниковых материале без свободного объема. Авт.свид №187182,1983.

23. Аскеров К.А., Исмайлов Ф.И., Заитов Ф.А,, Алиев Э.М., Амиров Д.Г., Иса< Ф.К. Радиационное дефектообразование в селениде галлия.// Изв.А Азерб.ССР. 1986.№7.С.28-32.

24. Алиев Э.М., Аскеров К.А., Везиров Х.Н., Салаев Э.Ю. Способ тренировь фотоэлектронного прибора. Авторское свидетельство. № 239220. 1986.

25. Аскеров К.А., Алиев Э.М., Заитов Ф.А., Андерсен Г.., Исаев Ф.К., Али( К.А. Влияния ионизирующего излучения на основные параметр фоторезисторов «Арктур». // Мат. сем. PC РЭА ЭРИ и материале воздействия ИИ иЯВ. ЦНИИ информации иТЭИ. Москва. 1986. С.115.

26. Абдинов Д.Ш., Алиев Э.М., Аскеров К.А., Исмайлов Ф.И., Исаев Ф.К Зейналов И.А. Влияние высокоэнергетического облучения i электрофизические свойства Bi2Te3.// Мат.сем. Вопросы обеспе. Стойкое! ЭРИ и материалов к воздействию ИИ и ÜB. ЦНИИ информация и ТЭ1 Москва. 1987.С.58-59.

27. Аскеров К.А., Алиев К.А., Алиев Э.М., Аскеров H.A., Данчев B.J Исрафилов А. Влияния факторов ядерного взрыва на основные параметр ФПУ типа «Кулик». Мат.семинара «Вопросы обеспечения Р электроизделий элементов и материалов к воздействию ИИ и ЯВ». Москв ЦНИИ и ТЭИ. 1987. С.59-60.

28. Алиев Э.М., Ахмедзаде К.А., Аскеров К.А., Керимов Р.В., Гаджиев 3.' Влияние факторов ядерного взрыва на основные характеристики фотодиоде типа «Шафаг»// ЦНИИ и ТЭИ. Москва. 1987. «Вопросы обеспечения PC ТЭИ. Москва. 1987. Материалы семинара. Вопросы обеспечения PC ЭР! элементов и материалов к воздействию ИИ и ЯВ». С.60-61.

29. Аскеров К.А., Алиев К.А, Алиев Э.М., Данчев В.Я., Исаев Ф.К. Влияш ионизирующих факторов ядерного взрыва на основные характеристики ФП «Кулик».// Мат. семинара «Вопросы обеспечения PC РЭА, и ЭРИ материалов к воздействию ИИ и ЯВ» Баку. 1989. С. 110.

30. Салаев Э.Ю. Исаев Ф.К., Исмайлов Ф.И., Аскеров К.А. Исследоват диффузии примесей в слоистых полупроводниках типа АшВУ1.//Изв.А СССР Неорган.материалы. 1989.Т.25. №9. С.1560-1563.

31. Аскеров К.А., Алиев Э.М, Данчев В.Я, Исаев Ф.К. Установ[ дистанционного измерения параметров охлаждаемых ФЭПП в процесс воздействия ионизирующего излучения.//Мат.сем. Вопросы обеспечен! стойкости РЭА, ЭРИ и матер, к воздействию ИИ и ЯВ. ЦНИИ информация ТЭИ. Баку. 1989. С.130.

32. Азизова P.M., Аскеров К.А., Исмайлов Ф.И., Сеидли Г.С. Спосс

изготовления германиевого фогорезистора. Авторское свидетельство № 290099.1989.

Алиев Э.М., Аскеров К.А., Ахмедзаде К.А.. Гаджиев З.Т.. Данчев В.Я., Керимов Р.В. Способ получения р-п переходов на основе узкозонных твердых растворов. Авторское свидетельство № 302510. 1989. Аскеров К.А., Алиев Э.М, Абасова А.З., Амиров Д.Г., Исаев Ф.К. Способ изготовления фотодиода. Авторское свидетельство № 1759200.1992. Аскеров К.А., Алиев Э.М., Исаев Ф.К., Амиров Д.Г. Исследование некоторых свойств фотодиодов на основе селенида индия.//ДАН Азерб.ССР. 1990. №12. С. 85-87.

Аскеров К.А., Исаев Ф.К., Алиев Э.М., Караев Д.Н., Надиров З.Б. Фотодиоды с термоэлектрическим охладителем для ближней ИК-области спектра.// Мат.сем. Вопросы обеспечения стойкости РЭА, ЭРИ и матер. К воздействию ИИ иЯВ. ЦНИИ информации и ТЭИ. Москва. 1990. С.216. Зейналов И.А., Аскеров К.А., Алиев Э.М., ДикМ.Г., Абдинов Д.Ш. Влияние облучения на электрические свойства твердых растворов систем В)2Те3-БЬгТез// Изв.АН СССР.сер. Неорган.материалы. 1990. Т. 26.№8.С. 1770-1772. Зейналов И.А., Аскеров К.А., Алиев Э.М., Дик М.Г., Абдинов Д.Ш. Электрические свойства твердых растворов В12Тез-8Ь2Те3> В12Те3 -ВтгБЬз с точечными дефектами. // ВИНИТИ «Деп.н.раб.» 1990, №7 (225)С.113. Зейналов И.А., Аскеров К.А., Алиев Э.М., Абдинов Д.Ш. Влияние излучений на теплопроводность твердых растворов систем В12Те3-ЗЬ2Те3 и ВЬТе3-В128е3.// Изв.АН СССР Неорган.материалы. 1991.Т.27.№9.С. 19741976.

Аскеров К.А., Исаев Ф.К., Амиров Д.Г. Дефектообразование и диффузионные процессы в некоторых слоистых полупроводниках. Баку: Изд-во Азернешр.1991.126 с.

Аскеров К.А., Алиев Э.М., Надиров З.Б., Абасова А.З. Радиационностойкие фотоприемники на основе слоистых полупроводников.// Мат.сем. Вопросы обеспечения стойкости РЭА, ЭРИ и материалы к воздействию ИИ и ЯВ. ЦНИИ информация и ТЭИ. Харьков 1990. С. 126.

Аскеров К.А., Исаев Ф.К., Оруджева С.А. Методика испытаний фотоприемников и фотоприемных устройств в процессе воздействия ионизирующего излучения.// «Физика» Азерб.Респ. 1995. №3. С 56-58. Алиев Р.Ю., Караев Д.И., Амиров Д.Г., Аскеров К.А. Исследование свойств фотодиодов с термоэлектрическим охладителем.//ДАН Азерб.Респ. 1992.Т.48.№1-6. С.58-60.

Исзев Ф.К., Оруджева С.А., Аскеров К.А. Действие ионизирующих излучений на свойства фотйдиодовриз теллурида галлия. // Респ.научн.конф. Физика-93. Баку. 1993. С.46.

45. Аскеров К.А., Алиев Р.Ю., Караев Д.И., Оруджева С.А. Действ! ионизирующих излучений на основные параметры фотодиодов на ochoi селенида индия.// Респ. Научная конф. «Физика-93». Баку. 1993. 8-1 сентября.

. 46. Оруджева С.А., Исаев Ф.К., Аскеров К.А., Мамедов А.К., Алиев Р.К Влияние ионизирующих излучений на работоспособность фотодиодов i основе теллурида галлия.//Журнал «Физика» АН Азерб.Респ. 1995.№3.С.б1 62.

47. Зейналов И.А., Аскеров К.А., Алиев Э.М., Дик М.Г., Абдинов Д.Ш. Влияга облучения на электрические свойства твердых растворов систем Bt2Te Bi2Se3.//h3b.AH СССР. сер.Неорган. материалы. 1991.T.27.№3.C.623-625.

48. Зейналов И.А., Аскеров К.А., Алиев Э.М., Фейзиев Я.С., Абдинов Д.И Влияние облучений на электрофизические свойства монокристалле твердых растворов Bi2Se3-Bi2Te3, В^гТез-БЬгТез.// Сборник Примеси дефекты в узкозных полупроводниках. Материалы II всесоюзного семина} по проблеме «Физика и химия» в полупроводниках. Павлодар. 1989. Час III. С. 119-123

49. Аскеров К.А., Караев Д.И., Оруджева С.А., Исаев Ф.К. "Влияния гамм квантов на фотоэлектрические свойства на основе теллурида-галлия"// Бак журнал "Физика" 1995.T.I №4.С.34-38.

50. Аскеров К. А. Дефектообразование в селениде галлия при воздейств» проникающей радиации. //Журн. «Физика», 1996, №2, С.36-39.

51. Аскеров К.А. Радиационно-стойкие фотоприемники на основе слоисть полупроводников.//Журн. «Физика», 1996, №2, с. 19-21.

52. Караев Д.И., Исаев Ф.К., Аскеров К.А. Исследование влияш проникающих излучений на спектральные характеристики монокристалле селенида индия, легированных серебром и германием.// Баку, журнг «Физика» 1997.Т.З. № 2. С.35-37.

53. Аскеров К.А., Алиев Р.Ю., Караев Д.И. Фотодиоды на основе селенщ индия с термоэлектрическим охладителем.// Баку, журнал «Физика» 199 Т.4. № 3. С 3-4.

54. Аскеров К.А., Алиев Р.Ю., Караев Д.И., Исследование воздейстю ионизирующих излучений на свойства термоохладителей.// Баку,журнг «Физика» 1998. Т.4. №.1. С.38-40.

55. Askerov К.А. Influence of ionizing irradiation on the properties of thermoelectr coolers.// International Conference on Photoelectromcs and Night Vision Device 28-30 October 1998. Moskow, Russia, 206-208.

56. Аскеров K.A., Исаев Ф.К., Оруджева С.А. Влияния ионизирующег излучения на электрофизические свойства теллурида галлия.// Баку, журнг «Физика» 1998 Т.4. № 3. С.42-44.

1. Askerov K.A. Influence of ionizing radiation on the basic parameters of photodiodes on the base of indium selenide.// International Conference on Photoelectronics and Night Vision Devices 28-30 october 1998. Moskow, Russia,

5. Аскеров К.А,, Алиев Р.Ю., Караев Д.И. Исследование воздействия ионизирующих излучений на свойства термоэлектрических охладителей.// Прикладная Физика, 1999.в.З. С. 102-104. >. Алиев Р.Ю., Аскеров К.А Влияния ионизирующих излучений на основные параметры фотодиодов на основе селеннда индия.// Прикладная Физика, 1999.в.З. С. 132-135.

). К.А.Аскеров, Влияния ионизирующих излучений на основные параметры фотодиодов на основе селенида индия. //Журнал «Физика» АН Азерб.Респ. Т.3.№3. С. 44-48.

К. А. Аскеров, Влияние ионизирующих излучений на фотоэлектрические свойства твердых растворов Журнал

«Физикк» АН Азерб.^сп. Т.3.№4. С.14-18. '.. К.А. Аскеров, Влийййе ионизирующего излучение на основщ/е характеристики охлаждаемых фоторезисторов на основе СёхН2!_х Те.// Журчал иФтбШ» АН Азерб.Респ. Т.3.№4. С. 20-24

Р. 76-79.

«GaSe, InSe, GATe LAYLI YARIMKE?ÍR¡CÍLGRÍ 9SASINDA RADÍASiYAYA DAVAMLI FOTOQ9BULEDÍCÍL9R» MÖVZUSUNDA DOKTORLUQ DÍSSERTASÍYASININ XÜLAS9SÍ

Layli qurulu§a malik GaSe, InSe, GaTe monokristallari esasinda spekt 0,45+1,1 mkm obtastinda iflayen radíasiyaya davamli fotoqsbuledicila konstruksiyasi va altnmasi texnologiyasi i§lenib hazirlanmi§dir.

Birinci dafa olaraq indium seien monokristali asasinda yükssk fotoelekt parametrlere malik spektrin 0,6-5-1,1mkm oblastinda i?layan termoelekt soyudujulu radíasiyaya davamli fotodiodun yaradilmasinin fiziki asaslari i$lai hazirlanmifdir.

Alinmi$ fotodiodlarin müxtalif növ nüfuzedici §üalanmaya qar§i davamlil öyrenilmi? va sistem halina salinmi§dir.

Göstarilmi§dir ki, qallium seien, indium seien va qallium tel monokristallarinda müxtalif növ a§qarlarin diffuziyasi düyünlararasi va vakansiya mexanizmi vasitasile ba§ verir. Müeyyanle§dirilmi§dir ki, a?qarla laylararasinda toplanmasi ehtimali daha böyükdür.

Göstarilmi?dir ki, GaSe, InSe, GaTe monokristallanni a§agi va orta s< malik yüksak enerjili §üalaria §üalandirdiqda bu kristallarda akseptor ti defektlar yaranir, laylararasi masafada yükssk müqavimetli qat emala gelir laylararasi enerji gaperinin qiymeti böyüyür. §üalanma neticesinda amele gel dayaz va darin akseptor ssviyyelerinin enerjisi, defektlerin termik aktivla§r enerjisi va temperatura davamliligi te'yin olunmu§dur.

Müxtalif növ nüfuzedici §üa!ar B|2Te3-Sb2Te3 va BÍ2Te3-BÍ2Se3 berk mahlul sisteminin ve onlar asasindaki termobatareyalarin elektrofiziki, termoelektrik istilik xasselerinin adadi qiymatlerini dayifir ki, bu da vakansion, düyünlararasi antistruktur defektlarin yaranmasi ila izah olunur. Te'yin edilmi§dir ki, nüfuzec §üalann ta'sirinden termoelektrik soyuducularin termoelektrik effektivliyii artmasi va sabitla§masi, komrnutasiya kontaktlarinin kegid müqavimatii azalmasi va sabitla§masi ila elaqadardir.

Elektron ve qamma ^üalarinin intensivliyini ta'yin etmak ü?ün GaS0 25Se, bark mahlulu asasinda detektorlar hazirtanmi§dir. Göstarilmi§dir ki, müxtalif n ionla§dirici §üalarin ta'siri zamani GaSe, InSe, GaTe monokristallari asasin hazirlanmi§ fotoqebuledicilarin fotohassaslagimn dayi§masi asasen fotohass elementlerin esas yükda§iyicilarin ya§ama müddatinin deyi§masi ila elaqedard

Askerov K.A.

RADIATIONPRO OF PHOTORECEIVERS ON THE BASIS OF LAYERED InSe, GaSe, GaTe SEMICONDUCTORS.

Abstract

Construction and producing technology of radiationproof photoconductors, operating 0,45-1,1 mem spectral region on the basis of GaSe, InSe and GaTe single ciystals of ered structure have been developed.

For the first time physical foundations of construction of thermoelectrically cooled iationproof photodiodes, operating 0,6-1,1 mem spectral region posessing high ameters have been developed on the basis of InSe single cristals. Radiation resistance of diodes obtained to different kinds of penetrating radiation been studied and sistematized.

It is shown that diffusion of impurities of different kinds into GaSe, InSe and GaTe ;le crystals are realized thorough interstital or vacancy mechanisms.

It is found that probability of impurity accumulation in interlayer space is more ortant.

It has been shown that when GaSe, InSe, GaTe single crystals irradiated by low and in fluxes of high energy radiation, acceptor-type defects are crated in these crystals, a a high resistive layer occures in interlayer space and interlayer energetic barriers ;ht increase in magnitude in this case. Effect of penetrating radiation of different kinds on Bi2Te3-Sb2Te3 and Bi2Te3-Se3 solid solutions and thermobatteries on their base results in magnitude changes of r electrophysical, thermoelectrical and thermal properties which can be explained by mcy, interstitital and anti-structural defects generation. It is established that increase stabilization of thermoelectric efficiency of thermoelectrical coolers under effect of Uniting radiation are associated with decreasing and stabilization of transient itivity of commutational contracts.

Dedectors for electron and gamma-ray intensity determination have been prodused be basis of GaS 0,25 Se0,75 solid solution single crystals. It is shown that changes in osensitivity of photoreceivers fabricated on the basis of GaSe, InSe, GaTe single lals under the effect of penetrating radiation of different kinds are mainly due to iges of majority charge carriers lifetime in photosensitive.