Релаксация метастабильных состояний в носителяхзаписи информации на основе стеклообразных полупроводников тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

1 4 АПР 1998

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ

МІКЛА Віктор Іванович

УДК 621.315.592

РЕЛАКСАЦІЯ МЕТАСТАБІЛЬНИХ СТАНІВ В НОСЇЯХ ЗАПИСУ ІНФОРМАЦІЇ НА ОСНОВІ СКЛОПОДІБНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ

01.04.07 - Фізика твердого тіла

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук

КИЇВ - 1998

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в науково-дослідному Інституті фізики і хімії твердого тіла Ужгородського державного університету

Офіційні опоненти: - доктор фізико-математичних наук, професор,

завідувач відділом Інституту фізики напівпровідників НАН України ІНДУТНИЙ Іван Захарович.

- доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач відділом Інституту електронної фізики НАН України

МАСЛЮК Володимир Трохимович.

- доктор фізико-математичних наук, професор, провідний науковий співробітник-консультант Інституту фізики НАН України САЛЬКОВА Катерина Миколаївна.

Провідна установа: - Київський університет імені Тараса Шевченка

Захист відбудеться ■23- 1998 р. о^; год.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.159.01 при Інституті фізики НАН України (252650, Київ-22, МСП, пр.Науки,46).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики НАН України (.252650, Київ-22, МСП, пр.Науки,46).

й«/# Шф

Автореферат розісланий ^ А/^ 1998 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат фіз.-мат. наук ІЩУК В.А.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Дисертацію присвячено експериментальному дослідженню метастабільних станів в некристалічних твердих тілах на основі аморфних халькогенідів. Зокрема, на прикладі ішзьковимірних некристалічних селенідів розглядаються загальні закономірності атомно-структурних і електронно-структурних перетворень, викликаних зонним фотозбудженням, термічним відпалом, введенням домішок. Встановлено послідовні стадії фотокристалізації та відповідні їм структурні трансформації при збільшенні експозиції. Виявлено . метастабільні електронні стани структурних дефектів, встановлено особливості їх збудження (сенсибілізації). Передбачено і експериментально підкріплено наявність локального структурного фазового переходу при зміні топологічної вимірності; чітко окреслені зовнішні прояви такого переходу. Запропоновано методи керування релаксаційними ефектами, розроблено носії запису на їх основі.

Актуальність теми.

Дослідження некристалічних напівпровідників на даний час складають одну з найбільш активних і привабливих областей фізики конденсованого стану. Потужним стимулом для фундаментальних досліджень некристалічних матеріалів е технологічні перспективи. Ці матеріали вільні від обмежень, притаманних матеріалам з дальнім порядком, і мають широкий діапазон застосувань - від фоточутливих барабанів для елеіп рофотоі рафії до дисків оптичної пам'яті.

Інтелектуальна привабливість некристалічних напівпровідників частково пов’язана з необхідністю пошуку для опису їх властивостей нових уявлень, не зв'язаних з поняттям бріллюенівських зон, правилами відбору, симетрійними аргументами чи іншими теоретичними положеннями, які базуються на трансляційній симетрії і тому незастосовні у випадку невпорядкованих систем.

Привабливість цієї області для експериментаторів також пов'язана

з відсутністю дальнього порядку. Більшість із класичних

напівпровідникових експериментів або важко виконати в умовах, коли середня довжина вільного пробігу носіїв заряду стає порівняною з міжатомною відстанню, або вони не допускають однозначної інтерпретації. Окрім цього, традиційні спектроскопічні методи дають переважно розмиті і безструктурні спектри без явних особливостей, які звичайно сприяють розумінню електронної структури кристалів.

Аморфні (склоподібні) халькогеніди вважаються типовими представниками некристалічних напівпровідників. Характерні для цього класу матеріалів структурна невпорядкованість, термодинамічна нерівноважність і водночас метастабільність визначають їх унікальні властивості. Серед останніх варто згадати наявність цілого ряду структурних перетворень і релаксаційних ефектів, що індукуються зонною засвіткою і термічним відпалом. Фізична природа процесів, що відбуваються при згаданих перетвореннях, вивчена ще недостатньо. Окремо слід зауважити, що в основному досліджувався квазістаціонарний стан - вихідний, початковий стан і кінцевий, після відповідної трансформації. При цьому перехідні процеси в системі, релаксаційні зміни залишились малодослідженими. Необхідність поглибленого їх вивчення зумовлена і тим, що з одного боку усунути повністю ці ефекти проблематично (тобто “чистих” експериментів без прямого чи опосередкованого їх впливу обмаль), а з іншого - вони є визначальними факторами фундаментальних фізичних характеристик.

- Відкритими залишаються питання структурної побудови аморфних халькогенідів на інтервалах середнього порядку, можливості та характер модифікації такої структури зміною хімічного складу, варіацією технологічних режимів приготування та наступної обробки (термічної, світлової, тощо). Поглибленого вивчення вимагає і внутрішньозонна структура електронних станів, їх природа, методи та способи керування густиною та локалізацією у псевдозабороненій зоні рівнів електрично активних дефектів. Все це безумовно негативно позначається на більш повному і ефективному технічному використанні очевидних переваг некристалічних напівпровідників в системах реєстрації інформації (електрографічний, голографічний та відеозапис).Втцезгадане визначає

з

актуальність експериментальних досліджень структурних перетворень і релаксаційних ефектів в аморфних халькогенідах.

Найбільш яскравим представником некристалічних халькогенідів € селен. Без сумніву, його можна вважати виключно багатообіцяючим об'єктом досліджень по цілому ряду причин. Так, ланцюжкова гратка тригонального селену має одну з найбільш сильно виражених анізотропій серед всіх напівпровідників. В некристалічному селені ланцюжки складають основний структурний мотив. Сили зв'язку між ланцюжками на порядок нижче, ніж усередині ланцюжка. Отже селен, як напівпровідник, має до певної міри молекулярний характер і може вважатися неорганічним полімером. При введенні у селен атомів миш'яку можна прослідкувати вплив переходу від одновимірної структури (ланцюжкової) до двовимірної (шаруватої) на специфічні фотофізичні властивості. У даній роботі елементарний селен і сплави Аб^єі-ц вибрані за модельні, оскільки результати, одержані для цих матеріалів, є загальними для великої групи некристалічних халькогенідиих напівпровідників.

Мета роботи

1. Дослідити характер і еволюцію структурних перетворень, викликаних лазерним опроміненням та термічним відпалом низько-вимірних некристалічних халькогенідів. З'ясувати вплив технологічних режимів та наступної обробки на вихідну структуру склоподібних та аморфних зразків в залежності від хімічного складу.

2. Встановити фізичну природу релаксаційних процесів за участю метастабільних станів, що можуть бути індуковані в світлочутливих селенідах. З'ясувати закономірності прояву метастабільних станів електрично активних дефектів в фундаментальних фотофізичних процесах в залежності від структури ближнього порядку.

3. Розробити фізичні і фізико-технологічні основи носіїв запису інформації, що базуються на використанні релаксаційних ефектів. Обгрунтувати принципи розширення діапазону функціонування

світлочутливих аморфних халькогенідів б системах оперативної та архівної пам'яті.

Науковий напрямок, розвитку якого підпорядкована дисертація -релаксаційні ефекти метастабільних станів в некристалічних халькогенідах, що використовуються для розробки несрібних світлочутливих середовищ.

Наукова новизна

Встановлено характер атомно-структурних перетворень, стимульованних зонною насвіткою, в низьковимірних аморфних халькогенідах АвхЗекх.

Вперше прослідковано хронологію і еволюцію структурних змін на масштабах ближнього і середнього порядку в залежності від величини лазерної експозиції.

Встановлені порогові значення енергії опромінення, що приводить до фазового переходу типу аморфна плівка - кристалічна плівка. Однозначно з'ясовано, що при значеннях величини експозиції, менших порогового, локальна атомно-молекулярна структура аморфних селена і селенідів залишається практично нечутливою до опромінення -помітні зміни відбуваються лише на інтервалах середнього порядку (другої координаційної сфери). Вперше встановлено послідовні стадії фотокристалізації та відповідні їм структурні трансформації при збільшенні експозиції вище порогових значень.

Показано, що структура аморфного селену на інтервалах середнього порядку відрізняється від структури типових склоподібних напівпровідників (Аэ^з) та низькомолекулярних органічних полімерів (поліметилметакрилат) характером нагромадження розупорядкування.

. Виявлено метастабільні електронні стани структурних дефектів та встановлено закономірності та особливості збудження (сенсибілізації) таких центрів. Проведено аналіз . характеристик релаксації фотосенсибілізованих метастабільних станів, що обумовлюють глибокі

рівні захоплення в залежності від структури ближнього порядку у розташуванні атомів.

Вперше передбачено, а на прикладі сплавів бінарної системи А5х8еі.х і експериментально підкріплено, наявність локального структурного фазового переходу при зміні топологічної вимірності - від одновимірної структури ланцюжків до двовимірної шаруватої структури. Чітко окреслені зовнішні прояви такого локального переходу на основних фізико-хімічних та фотофізичних параметрах. Ідентифіковано дефектні центри надзвичайно ефективного глибокого (Ег-0.8-0.9 еВ) захоплення нерівноважних носіїв заряду.

Практична цінність результатів роботи

Розроблено фізичні основи, устрій та принцип дії світлочутливих середовищ на основі аморфних Аз*8еі-Х шарів для зарядового запису інформації. Досліджено електрофотографічні характеристики світлочутливих шарів. Відносна простота конструкції, доступність виготовлення, підвищена чутливість матеріалу у довгохвильовій області спектра /630 - 750 нм/ , покращена циклічність запису-стирання, можливість керування потенціальним контрастом латентного зображення при наявності ефекту пам'яті робить ці матеріали перспективними для широкого використання в різних галузях науки і техніки, зокрема у пристроях запису-зчитування інформації в якості світлочутливого середовища багаторазового використання в електрофотографії, голографії, технічній фотографії.

Встановлено взаємозв'язок між деградацією експлуатаційних характеристик електрофогографічних носіїв у циклічному режимі роботі (так званий ефект світлової "втомлюваності”) і фото-збудженням метастабільних станів структурних дефектів. Вперше розроблено та фізично обгрунтовано методи керування тривалістю та амплітудою ефекту.

Розроблено хіміко-технологічні основи реверсивних носіїв оптичного запису на основі аморфних халькогенідів. Запропоновані носії

по основним світломодулхційним параметрам не поступаються відомим аналогам і поряд з цим характеризуються пониженим вмістом токсичних речовин, зокрема миш'яку у 5-7 разів, і підвищеною стабільністю.

Розроблено фізичні принципи визначення часу прольоту і дрейфової рухливості носіїв заряда у виеокоомних аморфних напівпровідниках для випадку аномальної дисперсії. Спосіб дозволяє розширити функціональні можливості нестаціонарної фотострумової спектроскопії, прискорити і підвищити точність процедури визначення часу транзиту. Обгрунтована можливість використання запропонованого способу в якості експрес-метода контролю параметрів багатошарових електрофотографічних структур.

Ступінь достовірності забезпечувалася застосуванням комплексу експериментальних методик, що поєднує як добре апробовані на типових напівпровідниках методики дослідження оптичних параметрів, стаціонарного фотоструму, струму тєрмостимульованої провідності, так і недавно розроблені для некристалічних напівпровідників методики -низькочастотного розсіювання світла, спектроскопії мілких локалізованих станів з допомогою струмів деполяризації, йте-оГ-Аі^, ксерографічного розрядження. Додатковим свідченням достовірності е відтворюваність результатів досліджень, виконаних на некристалічних зразках різних партій синтезу і напилення та їх узгодження з даними інших авторів, коли таке порівняння можливе. Запропоновані способи впливу на метастабільні стани та методи керування релаксаційними ефектами перевірялись шляхом виготовлення зразків різного хімічного складу та локальної структури, відтворюваністю їх фотофізичних параметрів. .

Положення, які виносяться на захист

1. Характер і стабільність атомно-структурних перетворень у вихідних некристалічних напівпровідниках Аб^єі.., та шарах на їх основі визначаються досконалістю локальної структури, її вимірністю, густиною енергії опромінення та температурою індукування перетворень.

і

2. Поява глибоких центрів ефективного захоплення носіїв заряду всередині щілини рухливості некристалічних напівпровідників Ах8еі.х (де А - Аб^Ь) в околі нестехіометричних складів, збагачених селеном, обумовлена наявністю локального структурного фазового переходу, що супроводжується зміною вимірності.

3. Фізична природа релаксаційних ефектів, що спостерігаються в світлочутливих реєструючих середовищах на основі аморфних халькогенідів, полягає у збудженні і трансформації станів структурних метастабільних дефектів. Ініціюючим актом є процес локалізації нерівноважних носіїв заряду метастабільними дефектами, а його наслідком - зміна характеру упорядкованості структури на інтервалах середнього порядку.

4. Закономірності прояву метастабільних станів електрично активних дефектів в фундаментальних фотофізичних процесах визначаються взаємозв'язаною системою глибоких і мілких локалізованих станів та специфікою локальної аморфної структури.

5. Закономірності керування релаксаційними ефектами в світлочутливих шарах аморфних халькогенідів. Керування здійснюється засобами структурно-хімічної і структурно-технологічної модифікації, а також з допомогою комбінованих фотопольових факторів.

Апробація роботи

Основні результати роботи доповідались на республіканській конференції "Структура і фізичні властивості тонких плівок", Ужгород, 1977; V Всесоюзній конференції по фізиці, хімії і технічному використанню халькогенідів, Баку, 1979; IV республіканській конференції по фізиці і технології тонких плівок складних напівпровідників, Ужгород, 1981; І Всесоюзній конференції по фізиці і технології тонких плівок, Івано-Франківськ, 1981; Всесоюзній конференції "Склоподібні напівпровідники", Ленінград, 1985; днях науки "Фізичні процеси при реєстрації голограм в реєструючих середовищах на основі полімерних напівпровідників", Київ, 1987; днях науки "Голографічний кореляційний аналіз і реєструючі середовища", Київ, 1988; Міжнародній конференції

"Некристалічні напівпровідники-89", Ужгород, 1989; IV Всесоюзній конференції по спектроскопії комбінаційного розсіювання світла, Ужгород, 1989; І Всесоюзній конференції "Полімерні органічні напівпровідники і реєструючі середовища на їх основі", Київ, 1989; Міжнародній конференції "Природне освітлення'90", Москва, 1990; II Всесоюзній конференції по фізиці склоподібних твердих тіл, Ріга-Ліелупе, 1991; Науковій сесії Ради АН УРСР по проблемі "Плівки нових матеріалів і нетрадиційні технології в опто- і мікроелектроніці", Ужгород, 1991; Міжнародному конгресі "Оптика і передові технології", Будапешт, 1993; XV Європейській конференції по фізиці конденсованого стану, Бавено-Стреза, 1996, Італія; Міжнародному семінарі з прогресивних технологій багатокомпонентних плівок і структур та їх застосування у фотоніці, Ужгород, 1996; республіканських і регіональних конференціях з фізики напівпровідників, а також щорічних наукових конференціях Ужгородського державного університету.

Публікації.

Основні результати дисертації опубліковані у 45 наукових працях. Усі результати опубліковані у провідних наукових журналах України, колишнього СРСР та закордонних, а також у матеріалах конференцій, в тому числі й міжнародних.

Структура та об'єм роботи.

Дисертація складається із вступу, восьми розділів, висновків і .списку використаної літератури. Вона викладена на 300 сторінках машинописного тексту, містить 101 рисунок та 6 таблиць. Список літератури складається із 302 бібліографічних найменувань.

Особистий внесок автора в розробку наукового напрямку

Дисертаційна робота є наслідком багаторічних досліджень, які проведені в Інституті фізики і хімії твердого тіла УжДУ.

Особистий внесок автора полягає у виборі та обгрунтуванні напрямку досліджень, постановці задач на різних етапах виконання роботи, проведенні експериментальних досліджень, аналізі і

інтерпретації одержаних результатів, написанні статей. Йому належить

і

заслуга в розробці та освоєнні комплекса експериментальних методик по

вивченню гранспорта нерівноважних носіїв заряду в лекристалічних халькогенідшіх напівпровідниках моношарового, гетероструктурного та об'ємного виконання. Автором встановлена еволюція атомно-структурних перетворень в низьковимірних некрнсталічних напівпровідниках Азх8сі.х. Ним особисто проведено феноменологічний аналіз структурних змін (включаючи і фото кристалізацію) на масштабах ближнього та середнього порядку, що викликаються лазерним опроміненням.

Автором виявлено локальний структурний фазовий перехід, що супроводжується зміною вимірності в околі нестехіометричних складів АЗхБеї-х- Такий перехід, як про це свідчать дослідження фотофізичних властивостей, обумовлює появу глибоких центрів ефективного захоплення носіїв заряду. Автору належить заслуга у встановленні закономірностей прояву метастабільних станів в фундаментальних фотофізичних процесах та розробці феноменологічної моделі, що пояснює релаксаційні ефекти в світлочутливих некрнсталічних напівпровідниках на основі специфіки локальної атомної структури та взаємозв'язаної системи мілких і глибоких локалізованих станів.

Аналіз особливостей фотоструктурних змін в аморфних плівках Азгвз проведено з Сливкою В.Ю., Семаком Д.Г., Стефановичом В.О. Дослідження голографічного запису проведено разом з Михалько І.П. Результати по дослідженню дифракції електронів отримані у співавторстві з Лукшою О.В. На всіх етапах виконання робота супроводжувалась активною підтримкою і плідними дискусіями з проф.Слнвкою В.Ю., проф.Височанським Ю.М. та проф. Кикинеші О.О.

Наукові положення, що виносяться на захист та висновки дисертації належать автору. Із публікацій, надрукованих в співавторстві, в дисертації використано результати, отримані пошукувачем самостійно.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовується актуальність теми дисертації, формулюється мета роботи, її новизна, практична цінність, наукові

положення, які виносяться на захист, стисло викладається основний зміст роботи.

У першому розділі розглядаються фізичні процеси, що знайшли використання для реєстрації оптичної інформації на халькогенідних склоподібних напівпровідниках. Дано феноменологічний опис електрофотографічного процесу, фотографічного процесу з застосуванням фазових перетворень та фотостимульованих змін фізичних властивостей. Розглянуто етапи формування зображення та наведено основні вимоги до фізичних параметрів електрофотографічних носіїв запису інформації. Дано короткий аналіз фотофізичних параметрів, переваг та недоліків фотопровідникових матеріалів, що знайшли широке застосування в серійній електрофотографічній апаратурі.

Значна увага зосереджена на фотостимульованих змінах фізичних властивостей некристалічних халькогенідів. Дана феноменологія цього унікального явища, зроблено критичний аналіз існуючих моделей пояснення його механізму. Зроблено коротку характеристику фазових перетворень "фотоаморфізація-фотокристалізаиія", що спостерігаються в халькогенідних напівпровідниках. Розглянуто роль структурних перетворень та релаксаційних ефектів н аморфних халькогенідах.

У другому розділі розглянуто типові оптичні властивості вихідних некристалічних матеріалів Аз^еі-х. Дасться загальна характеристика краю оптичного поглинання. Показано, що більшість результатів по оптичному поглинанню в склоподібних АвхЗеї-х добре узгоджується із законом Тауца аЬу=с(Ьу-Ео)2. Селен є відомим винятком з цього закону: спектральна залежність коефіцієнта поглинання Бс в інтервалі 2.1-3.1 еВ описується лінійною залежністю а1іУ=с(Ьу-Ео). При кімнатній температурі Ео складає 2.05 еВ. Відхилення від загальноприйнятої поведінки обумовлено різким збільшенням густини станів поблизу країв зон. При введенні Аб в склоподібний 8е спостерігається закономірна тенденція до зсуну спектральної залежності краю поглинання в сторону менших енергій. Виявлено чітку немонотонність зміни величини псевдозабороненої зони Ео із складом поблизу 5 ат.% Аз. Аморфні шарк

AsxSei.x, виготовлені вакуумно-термічним напиленням, по оптичним характеристикам суттєво не відрізняються від об'ємних склоподібних зразків. Це справедливо за умов, коли температура підкладки підтримується в межах 280-305 К, а швидкість конденсації не перевищує ~1мкм/хв. Особливість змін оптичних параметрів, індукованих в аморфних плівках AsxSei-x (0<л<0.20) фотозбудженням з hv>E0 при Тк,ш„

- їх нестаціонарний характер: зміни наявні лише у присутності лазерного опромінення і релаксують після його припинення. Реверсивні зміни виходять на стадію насичення при інтегральній експозиції -100 Д>к/см2 і інтенсивності збуджуючого випромінювання 0,5 Вт/см2. Амплітуда таких змін зростає із вмістом миш'яку. Збільшення експозиції приводить до значних нереверсивних змін оптичних властивостей. Такі зміни пов'язуються з фотокрнсталізацією. Еволюція змін пропускання ставиться у відповідність послідовним стадіям фотокристалізації: полога ділянка зміни пропускання - нуклеації, крута ділянка - власне кристалізації плівки. Введення As в аморфний селен "затримує" початок ефекту кристалізації до більших часів експонування (для фіксованої інтенсивності лазерного випромінювання). Показано узгодження характеру змін пропускання зі змінами показника заломлення при голографічному запису. Ретельний аналіз оптичних властивостей говорить про те, що при опроміненні аморфних плівок AsxSei.x світлом зростаючої інтенсивності при Т=300 К чітко прослідковуються характерні стадії перетворень: від нестаціонарних змін релаксаційного характеру до незворотніх кристалізаційних ефектів.

Третій розділ присвячений структурним перетворенням в аморфних шарах AsxSe|.x. Детально розглянуто комбінаційне розсіювання світла (КРС) в некристалічному селені. Типовий спектр КРС аморфного селена містить інтенсивний максимум при 255 см-1 і слабо-інтенсивну моду поблизу 112 см'1. Інтенсивність останньої суттєвим чином залежить від умов приготування. В низькочастотній області спостерігається широкий безструктурний ПІК (бозонний) 3 С0тах~17 см'1, характерний для всіх склоподібних матеріалів. Ідентифіковано спостережувані смуги КРС: мода при 112 см’1 визначає внесок кілець

(фрагментів кілець), тоді як спектральні особливості в області головного максимуме -255 см'1 обумовлені переважно коливаннями ланцюжків 5е„. Виявлено, що спектральна форма бозонного піка в а-Бе значно відрізняється від характерної для більшості неорганічних стекол. Вона є проміжковою між формою піка в полімерних склах і низькомолекулярних органічних полімерах. Цей результат може бути пояснений переважно ланцюжковою будовою а-Бе, що може утворювати структуру, близьку до структури звичайних полімерів типу поліметилмстакрилата (ПММА). Інакше кажучи, на масштабах середнього порядку, під яким розуміють збереження упорядкованості в локальному розташуванні атомів на відстані КС~10А, аморфний селен має структуру, проміжкову між полімерними і тривимірними сітками стекол. Отже, в а-8е втрата дальнього порядку з відстанню і просторове нагромадження структурної розупорядкованості відбувається більш рівномірно І поступово порівняно 3 Ая^}. Прослідковано динаміку структурних змін в аморфному селені при послідовному зростанні енергії експозиції. Чітко розділені характерні стадії структурних перетворень, індукованих опроміненням, та встановлений їх механізм. При опроміненні зразків з густиною енергії меншою за порогову (Е<Е(|,) помітні зміни відбуваються лише на масштабах середнього порядку. При Е>Еіі, механізм структурних змін термічний. Про це свідчить наявність порогового ефекту, а також той факт, що при низьких температурах (Т—100 К) порогові значення Ец, декілька раз перевищують відповідні величини при Ткімн- Такі зміни, викликані опроміненням з Е>Е,!, радикально відрізняються від властивих аморфним халькогенідам фотостимульованнх змін. Останнім притаманна відсутність порогового ефекту: амплітуда їх залежить від сумарної поглинутої енергії і суттєво зростає з пониженням температури. .

Аналіз концентраційних залежностей фізичних властивостей, зокрема дрейфової рухливості носіїв заряда, склоподібних Аз.ч8ек\ наштовхнув автора на думку про пемопотонний характер зміни локальної

структури поблизу л=0.04. З метою перевірки правильності такого

і

припущення були проведені ретельні дослідження спектрів КРС зразків

AsxSei.x при варіації складу в межах 0<х<0,20. Виявлено, що з введенням As спектр КРС Se видозмінюється. Перш за все суттєво послаблюється, а при *>0.04 повністю відсутня, спектральна особливість поблизу 112 см'1, що пояснюється зникненням кільцевих структурних фрагментів. Окрім цього, із зростанням вмісту As відбувається розширення спектра, зростання інтенсивності з боку низькочастотного крила основного максимума і поява розмитої смуги при 220-230 см'1, що відповідає найбільш інтенсивній коливній моді спектра стехіометричного складу Aso.4Seo6- Виконані розрахунки показали, що можливості апроксимації спектрів КРС склоподібних AsxSe|.x суперпозицією спектральних форм селена і триселеніда миш'яка обмежені. Натомість експериментальні спектри можна апроксимувати в наближенні значного розширення коливних частот ланцюжків і їх зміщення по характеристичній частоті. Очевидно, що характеристики локальної структури змінюються із складом немонотонно. Вагомим аргументом на користь такого наближення є характер зміни різницевих спектрів (останні одержували з експериментальних спектрів КРС аморфних AsxSei_x відніманням внеску триселеніда миш’яка, скоректованого по області со< 230 см’1 ) і розрахованих на їх основі параметрів А,

230см'1 290 см'1

С0тах І ДСОщач із складом. Тут А = І Ікрс / J Ікрс - це відношення інтен-

205см'1 205см4

сивності КРС в інтервалі, обмеженому характерними частотами коливань AsSe3/2 структурних одиниць /205-230 см'1/, до інтегральної

інтенсивності всього спектру валентних коливань /205-290 см'1/, tomax -частота піку і Дсотах - його ширина на рівні піввисоти для відповідних різницевих спектрів. Із зазначених параметрів со

шах характеризує

напруження в структурі і зміну граничних умов ланцюжків Se, Д(отах зв’язаний з девіацією зв’язків і кутів між ними, варіацією граничних умов, довжин ланцюжків. Очевидно, що локальна структура некристалічних AsxSei.x поблизу х=0.04 змінюється зі складом немонотонно, причому критичні композиції чітко “візуалізуються”

різким зростанням А, свтах і Агатах. Аналіз дифракційних експериментів та спектроскопії КРС переконливо свідчить про те, що еволюція локальної структури аморфних Ахх8с|.х з ростом вмісту Аз відбувається з нижченаведеною хронологією. При введенні в селен атомів миш’яку вони стають точками розгалуження, через які здійснюється змичка ланцюжків. В інтервалі незначної (<6 ат.%) концентрації миш’яку, кількість таких розгалужуючих вузлів мала і вони статистично “вкраплені’" в основний структурний мотив, утворений ланцюжковими елементами. В певному наближенні такі вузли можна розглядати як структурно-ізольовані. Подальше збільшення вмісту Аз сприяє утворенню власне АбВєзд одинііць, їх згрупуванню і формуванню просторово-зв’язаної структурної сітки з валентно-насиченими зв’язками. Розглянуто характер і хронологію трансформації атомної структури аморфних шарів Аїх5е|.х у процесі фотокристалізації. Основні риси фотокристалізаційного ефекту в аморфних шарах А5х8сі_х з л:<0.15 і чистого селену аналогічні. Для складів з х>0.20 спостерігається певне відхилення у докристалізаційній поведінці, яке пояснюється формуванням і анігіляцією Азгвез-подібних кластерів.

У четвертому розділі приводяться результати досліджень незворотніх структурних перетворень в аморфних шарах сульфідів миш'яку. Показано, що підвищення температури синтезу ТЕ склоподібного Авгвз посилює структурно-хімічне розупорядкувашія: зростає концентрація гомополярних зв'язків і дисторсія Ав-Б-Аз кутів і кутів при вершинах АвЗз пірамід. Детально аналізується вплив режимів напилення, а також наступної термічної та світлової обробки аморфних конденсатів на їх локальну структуру. Основний структурний мотив плівки АзіБз формують пірамідальні АвБз одиниці, поряд з якими присутні А8454 і в,, молекули. Значне підвищення температури випаровувача і швидкості конденсації приводить до збіднення аморфних плівок на вміст сірки. Принципово, що в цілому характер структурної трансформації некристалічних Азх8і_х - при надстехіометричному збільшенні вмісту миш'яку дуже подібний до спостережуваного при посиленні нерівноважності процесу напилення. Встановлено, що в

результаті обробки аморфних шарів, одержаних у "м'яких" режимах, полімеризаціґші процеси наближають їх локальну структуру до відповідної' структури скла. Проведено порівняння структурних перетворень у свіжоконденсованих сульфідах і селенідах миш'яку. Чітка відмінність у сприйнятливості до структурно-хімічної модифікації цих матеріалів пов'язується з тенденцією селеновмісних стекол до утворення нолімеризоваїшх структурних сіток з пригніченням ефектів молекулярного клястерувашія.

П'ятий розділ присвячений дослідженню внугрішньозонних станів пекристалічних А5(8Ь)х8еі_х та процесам релаксації нерівно-важних носіїв заряду в цих об’єктах. Аналіз результатів розрахунку неізотер.мічної релаксації фотоелектретного стану, проведений з врахуванням значень характеристичних параметрів і притаманної склоподібному стану специфіки, дозволив ефективно використати очевидні переваги метода термостимульованої деполяризації при спектроскопії локалізованих станів. З допомогою термодеполяри-заційного аналізу проведена спектроскопія локалізованих етанів у чистому селені і ідентифікована вузька сдіуга мілких рівнів захоплення з енергією активації Е,ії0.24 еВ. Введення миш'яку обумовлює появу додаткових рівнів прилипання з глибиною залягання Е,2=0.35 еВ і Е,з=0.45 еВ. На кривих термодеполяризації склоподібних 8Ьх8еі.х виявлено присутність трьох піків, що обумовлені вивільненням носіїв заряду із локалізованих станів Е,2^0.31 еВ і Е,з=0.45 еВ.Таким чином, введення миш'яку і сурми в селен супроводжується появою додаткових, більш глибоких, смуг локалізованих станів.

Значна увага зосереджена на розгляді явищ переносу заряда з залученням методики вимірювання дрейфової рухливості. Найбільш типовою рисою транспорте у склоподібних напівпровідниках є відсутність дрейфа електронів, що пояснюється захопленням останніх на глибокі рівні з часами вивільнення, які суттєво перевищують час прольоту. Із аналізу експериментальних даних випливає, що перенесенню дірками заряда більшості некристалічних халькогенідів властиві одночасно риси нормального і аномального (дисперсійного) транспорту.

Дійсно, можливість апроксимації спада струму залежністю І-ч"*’"“* при 0<12 1Т(1, - час прольоту) і І-ч'(І+а> при Мт, сповільнений спад струму при Иі, слаба залежність форми імпульса від напруженості поля, малі значення параметра дисперсії а=(0.2^0.4) свідчать на користь аномальної дисперсії. Водночас характер спада струму на відрізку Кіт, виразна залежність форми імпульса від температури властиві нормальному переносу. Очевидно, рух пакета носіїв по зразку проходить із сталою швидкістю, а розмиття його визначається дисперсією часів виходу носіїв з локалізованих станів в процесі багатократного захоплення. Детально розглянуто вплив Аї і ЙЬ на характер дрейфу електронів і дірок в селені. Введення миш’яку у розплав селену приводить до поступового зменшення рухливості електронів (напр., (і/ для Або.і55єо 85 знижується на три порядки у порівнянні з чистим Бе). Водночас відносна доля дисперсії зростає з концентрацією А.8. Більш радикальним є вплив введення атомів миш’яку на дірковий перенос. Характерно, що в інтервалі 0.02<х<0.06 сигнал дрейфу дірок відсутній, а спостережувані осцилограми безструктурні - неперервний спад фотоструму без жодних сингулярностей, навіть у подвійному логарифмічному зображенні. Причина такої поведінки у значному (більше ніж на порядок) зменшенні часу життя дірок по відношенню до глибокого захоплення. Для складів Аї^еі.* з х>0.06 транспорт дірок відновлюється, хоч і з суттєвим розмиттям дрейфуючого пакету. .Температурна залежність дрейфової рухливості як дірок, так і електронів носить чітко виражений активаційний характер:

НаЦісШу/їЧ,) ехр [-ЕДкТ], ' цас=ц0(К/К,) ехр[-Ем7кТ], де |До - мікроскопічна рухливість, 1УС(М„) - ефективна, густина станів на краю відповідної зони (~Ю20 см3), N. - густина локалізованих станів ( ~ 1016 см‘3), ЕДЕц11)- енергія активації дрейфової рухливості носіїв заряду. Активаційний характер дрейфової рухливості пояснюється взаємодією носіїв заряду з мілкими (Е| ~ О.ЗеВ) локалізованими станами. Встановлено, що причина універсальності впливу Аз і вЬ на дрейф нерівноважних носіїв полягає у різкому збільшенні інтегральної густини

глибоких локалізованих станів. Останні практично повністю вилучають дірки з процесу транспорта. Поряд з цим зростає і густина мілких станів, що контролюють дрейф електронів. Цілком закономірно, що величина дрейфової рухлнпості електронів з підвищенням вмісту Аз і ЯЬ зменшується.

У шостому розділі розглядаються метастабільні центри структурних дефектів. Проведено аналіз впливу попереднього фотозбудження на характер дрейфу нерівнопажних електронів і дірок. Показано, що фотозбудження приводить ло радикальної зміни форми імпульса - від імпульси з чітким розділенням часу прольоту до безструктурної форми імпульса. Наочно проілюстровано еволюцію сигнала фотоструму з часом темпової адаптації зразка; виявлено відновлення імпульса до його вихідної форми та амплітуди. На основі експериментальних даних по відновленню імпульсів фотоструму розраховані релаксаційні функції фотозбудженнх зразків:

Ч'(Т) = [І, - 1н]/[Іе - 1,1 ]

Тут Іе і І(і - відповідно значення фотоструму в експонованому і неекспонованому зразку, І, - значення фотоструму, зареєстрованого з певного часовою затримкою т після експонування. Характерно, що із збільшенням вмісту мшн'яка п сполуках Аз^сі.* релаксація нестаціонарного фотоструму попередньо збуджених зразків сповільнюється як для електронної, так і для діркової складової дрейфа. Окрім цього, незалежно, від конкретного хімічного складу, спостерігається значно менша швидкість релаксації сигнала дрейфа електронів порівняно /з сигналом дрейфа дірок. Встановлено,' шо чаг транзиту не зазнає змін внаслідок експонування. Отже .мілкі рінні, які контролюють транспорт і визначають енергію активації 1 і,, дрейфової рухливості (1!,,'«0.33 еВ,

Е,,ь -0.28 еВ для Хе; І-,,1’ =0.4 еВ. для АбімБсог.) безпосередньо не "відчувають1' вплив фотозбудження. В зой же час, розмиття імпульса, тривалий спад на відрізку 1>1, і зменшення величніш фотоструму свідчить про трансформацію глибоких (Е|>Е„) центрів. Така поведінка , як показали проведені на широкому колі одно- і багатокомноненишх

некристалічшіх напівпровідників експерименти, є універсальним проявом фотосенсибілізації метастабільних центрів. Внаслідок попереднього фотозбуджеїшя глибокі метастабільні центри трансформуються в електрично активні цешрн з високою ефективністю захоплення нерівноважннх носіїв.

Для дослідження станів у щілині рухливості некристалічних халькотенідів використано також виеокоінформапшну методику елек-трофотографічного розрядження. ІІокаіаію, що темповий снад поверхневою потенціалу и шарів Аб^Єі.* апрокеимується степеневими залежностями йи/<ІІ-1'* 1’к-> і сіи/<Л -і ‘1 ,к; при і'Чи і РЧ,і відповідно. Параметр ^ ідентифікує момент перегину на залежності сіи/сії—і(1) і означає проміжок часу, необхідний для генерації іі об’ємі зразка заряду, кількісно еквівалентною почаїковому поверхневому потенціалу.

Ретельний аналіз результаті но релаксації поверхневого потенціалу та впливу на нього хімічного складу, темнераіурп і попередньою збудження дозволяє сі«ердж)иати, то іемцове розрядження аморфних шарів Азх8еі_х здійснюється шляхом іонізації глибоких центрів, емітуючнх діркп, з синхронним формуванням просторового заряду локалізованих електронів. Ііфекіпвпий рівень емісії дірок розміщується на 0.8-0.9 еІЗ від зони транспоріпих станів. Зросіання швидкостей темпового спаду поверхневою потенціалу при фотозбудженні свідчить про зростання швидкості термічної іенсрації носіїв із таких центрів. Виходячи з результатів досліджень залишкового потенціалу проведено оцінку концентрації метастабільних центрів - вона складає ~ 1013 см'3 і внаслідок сенсибілізації зростає на порядок. Розглянуто можливі механізмі! релаксації фотозбудженнх метастабільних центрів.

У сьомому розділі розглядаються різноманітні структурні утворення та їх трансформація. Показано, що структура селена переважно ланцюжконодібна, в якій містяться сегменти з цис-конфігурацією. Аналізуються послідовні стадії фотокристалізації. Розглянуто конфігураціино-енері етичну ділі раму крисіалізаційиоі о процесу. Згідно з нею енеріетичннн ітервал йК£0.04 еІЗ між міні-

мумами вільної енергії аморфної і тригональної фати слабо модифікується при опроміненім', толі як висота бар’еру ЛГ'1 еГі, що розділяє ці фати, зменшується при фотозбуджеіші до -0.6 сії. Через невпорядкованість аморфного селену міжланцюжковп відстань флюк-туюс. Тоді в окремих фрагментах локальної структури з мЬкланцюжковою відстанню меншою ча середню виникають сприятливі умови лля перерозподілу зв’язків і нуклеації. При цьому не вимагається макроскопічної атомної дифузії, адже гусппіа чачначених фач підрічнясться несутггпо. Па початковій стадії зародкоугворення важливим моментом г формування метастабільних конфігурацій. По своїй будові такі квазікристапічні кластери бчизькі до тригональної модифікації селену, але черт наявність оточуючої аморфної матриці Яе, док'ритпчпі розміри і незначну власну концентрацію воші порівняно легко трансформуються (нацр., при прнгшпеггні фотозб\'д;кення) у вихідний аморфіїиіі стан. Розглядається можливість вивчення структурішх ііеодипрідпостеіі аморфного селену з допомогою спектроскопії КРС. Так, тпміочастотшіі'і спект р КРС містить інформацію як про наявність цепної упорядкованості некристалічної речошшн на інтервалах середнього порядку, так і про присутність мікрокриеталітів в аморфній матриці. Тоді к процесі фотокриста'шяції аморфних Л$чКе|.ч можна було б очікувати присутність двох пікін в низькочастотному КРС: бозонного, зв'язаною ч аморфною матрицею, та піка, обумовленого наявністю мікрокрнсталііін. Па прикладі селену апалічусться внесок в пизькочасгопшн спектр кожною з цих факторів. Р> якості критерія дискримінації мікрокрнстаїнтіг. на ранній стадії фотокрнсталічації розглядається “чпнкнснніГ' бочопіюіо піка і кільцеподібної модп -1 12см'1

ч одночасним зменшенням амплііудн головного максимума при 255см"1. Значна увага зосереджена па розгляді впливу технологічних факторів та хімічного складу па топологічну вимірність структури аморфних халькогенідів. Окрім факторів технологічного характеру суттєвий вплив на локальну структуру мас зміна хімічною складу. Так, при значеннях середнього координаційного числа г-2.04-:-2.0(> склоподібні Лкч5еі.х зашають локапьною структурно-вимірного фазовою переходу - від

квазіодновимірних 0<1 структур до структур з Г>> 1, в яких розпочато поперечне просторове зв’язування ланцюжків. Статистичний характер розподілу вузлів з атомами Ав дозволяє розглядати їх як структурно-ізольовані утворення. При .*>0.06 відбувається їх кластеруваиня, розпочинається формування просторової сітки АвЬезд одиниць. Особливий “статус” структурио-ізольованих утворень при л=0.04 радикальним чином позначається на густині станів у щілині рухливості.

Нереверсивні фотоотруктурні перетворення, що спостерігаються в шарах А5х8с(8)|.х при фотозбудженні з Б<Ец„ інтерпретуються з позицій мікрогетерогенної структури аморфних конденсатів. Реверсивні зміни обговорюються з позицій взаємозв’язаної атомної і електронної підсистеми. Сукупність результатів по спектроскопії глибоких станів свідчить про генерацію глибоких центрів ефективного захоплення дірок (Еі'-0.8-0.9еВ) та електронів (Е,е=0.9-1 .ОеІЗ) внаслідок фотозбудження аморфних Авхвеї-х-

Проблема фотосенсибілізації метастабільних центрів в аморфних Аг^еі* розглядається і в контексті часу збереження фогозбудженого стану. Різка залежність тривалості ефекту пам’яті т* від хімічного складу не може бути пояснена виключно на основі електронних процесів, адже варіація енергетичної глибини метастабільних станів не перевищує при цьому -0.2 еВ, що змінює т* в межах ~10хв. Головна причина вбачається у зростанні жорсткості структурної сітки при збільшенні вмісту миш’яка. Із зростанням х зростає і ефективне координаційне число N0 (воно є сумою ковалентного координаційного числа і мірою сили міжмолекулярного зв’язку), структура більше ущільнюється; для структурної перебудови (з розривом міжмолекулярних зв’язків чи їх послаблення) необхідна більша кількість термо-індукованих флюкгуацій. Тому зрозуміло, що для 5е, де N^-2 і 1^=314 К, цього недостатньо, щоб утримати фотозбуджену структуру від релаксації.

Восьмий розділ присвячений окремим аспектам практичного використання релаксаційних ефекіів. Розроблені електрофогошарн з ефектом пам'яті. Запропонований спосіб формування прихованого зображення на таких шарах дозволяє здійсниш зсув електро-

фотографічної чутливості а-йс у довгохвильову область (^.,Шх~620 пм) не лише зміною хімічною складу введенням миш’яку, але і за рахунок відмінності фізичного притишу утворення -¡ображення, що базується на використанні впливу попереднього фотозбудження на слсктро-фотографічпі параметри носіїв. Пропонуються способи керування тривалістю збереження фотозбудженого стану в широких межах (10 хп <т*<105 хв) шляхом варіації хімічного складу шарів ЛклКС|.х, прикладання подів високої напружсптюсті (Е>10 В/мкм) та хіміко-термічної обробки. Параметри спітлочутливнх шарів порівнюються з відомими аналогами.

Детально розглянуто нестаціонарні фоюінжекційпі струми в дво-і тришарових електрофотографічнич носіях Ли^е^ЛЧе та Зе/Ля^Сі-х^е. Експериментально спостережувана форма імпульса безпосередньо зв’язана з поширенням дрейфуючого пакета і дозволяє ідентифікувати місцезнаходження ного центра ваги в фіксовані моменти часу. Почаїкова ділянка 1(1) на відрізку 0"'1<(о відповідає руху пакета носіїв крізь генерацінпий шар Авоі^соу- Прн Iі Чо центроїд пакета досягає транспортного шару Яе, що на залежності 1 ГО) [¡означується чітким мінімумом. Зростання фотоструму з початком руху носіїв у гнарі Яе обумовлено різгнщеіо рухливості в Ая018ео ■> і Яс. В момент І—Іо^Сіг -час проходження носіями шару Хе) виходу фотоструму на максимум центр ваги пакета досягає протилежного електрода. Аналіз нестаціонарного фотоструму, виміряного при варіації товщин [■операційного та транспортного шарів тстсроструктурн вказує на гаусовнй характер розмиття пакета. Запропоновано спосіб визначення часу транзита в гггарах, що складають багатошарові електрофотографічггі носії.

ПИСІ ЮПКИ

1. Некристалічні напівпровідники АвхЯеі.х зазнають атомно-структурннх перетворень під впливом фотозбудження. В залежності від густини енергії опромінення, локальної вимірності структури і

температури індукування такі перетворення носять зворотній чи незворотній характер.

Вперше встановлено еволюцію локальної структури іір» фотоіндуковано.му переході з наступною послідовністю етанів : аморфний => модифікований аморфний змішаний аморфно -кристалічний => квазікристалічнпй. Визначено порогові значення густини енергії, необхідної для ініціювання фазового переходу у кристалічний стан.

2. В околі нестехіометричних складів Лз(ЬЬ)хУеі.х при х - 0.01 ■*

0.06 виявлено локальний сірукіурннй фазовий перехід, іцо супроводжується зміною просторово-локальної вимірності - від ланцюжкової до ланцюжково-шаруватої. Наявність такою переходу приводить до появи глибоких електрично активних центрів.

3. Аморфні плівки бінарних сплавів А.ч-8(Яе). одержані шляхом вакуумно-гермічного напилення є мікроскопічни-іегсроїенними. Вони являють собою суміш шаруватих пірамідальних утворень, що формують склоподібний структурний ЛІСПІВ, І молекулярних кластерів Ав.^.),

Бі, в,,, що є квазінульвимірнимп і вкраплені в розупорядковану матрицю. Співвідношення між цими мікроскопічно-гетерогенними фазами визначається технологічними факторами і хімічним складом.

4. Під впливом опромінення чи термообробки метастабільні стани структурних дефектів сенсибілізуються. Трансформація метастабільних центрів за рахунок локалізації носіїв приводить до модифікації характеру упорядкованості на інтервалах середнього порядку. Це є причиною різноманітних релаксаційних ефектів, які спостерігаються в реєструючих середовищах на основі аморфних напівпровідників.

5. Метастабільні стани структурних дефектів внаслідок сенсибілізації стають електрично активними і докорінно змінюють фотофізичні процес» дрейфу, локалізації та емісії носіїв заряду.

Глибина залягання метастабільних станів, визначена методами часопрольатної та електрофотогрзфічної спектроскопії, для аморфних Аях8е|.х (0<\'<0.20) складає 0.8 - 0.9 і 0.9 - 1.0 еП відпопідно для дірок і електронів.

6. Введення атомів Лк(КІ>) різко збільшує інтегральну густину глибоких станів, локалізованих у щілині рухливості аморфного селену. Синхронно зростає і густина мілких станін, що контролюють дрейф носіїв заряду.

7. Обгрунтовано фізичні припцшіи реалізації закономірностей релаксаційних ефектів за участю метастабільних станів в реєструючих середовищах на оснопі носіїв для систем голографічного та електро-фотографічного запису інформації.

8. Розроблено фізичні основи визначення часу прольоту і рухливості носіїв заряда високоомних аморфних напівпровідників для випадку аномальної дисперсії. Спосіб розширює функціональні можливості нестаціонарної спектроскопії локалізованих станів, володіє підмішеною точністю і відносно нескладною процедурою оперативного визначення параметрів транзиту носіїв заряда.

Основні результати ліиччуіапії очуб іікопачо у працях :

1. Мнкла П.Н., Стефанович В.А., Семак Д.Г., Сливка В.Ю. Особен-

«

пости гермо- и фотог фукіурнмх превращений в пленках Ая^;. // Материалы н усіроіісіпл для реї не гран ні і киюі рамч.- Л.: АП СССР, 1986.-С. І 8-23.

2. Семак Д.Г., Микла ГІ.І1, Скляпкин А.А. Фотостимулнрованные изменения параметров глубоких уровней в слоях халькогенндиых стекол. // УФЖ.-1986.-Т.З I, N8.-C.I262-! 266.

3. Семак Д.Г., Мнкла И.И. Физические основы оптической записи на слоях ХСГТ. //Квантовая электроника(К).-1986.-Вып.30.-С.58-68.

4. Семак Д.Г., Колб А.Л., Микла В.И., Юрнк И.И. Влияние температуры на фото-структурные изменения слоев AsSe. //УФЖ.-1986.-Т.31, N5.-С.672-675.

5. Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.B., Левкулич А.Р. Релаксация фотосенсибшшзированпых метастабильных центров захвата в халькогешщных стеклах As-Se. //ФТГ1.-1987.-Т.21, N3.-C.427-432.

6. Микла В.И., Стефанович В.А., Семак Д.Г., Сливка В.Ю. Особенности спектров комбинационного рассеяния света при обратимых фотостимулированцых превращениях. //УФЖ.-1987.-Т.32, N5.-C.682-685.

7. Микла В.II., Семак Д.Г., Михалько И.Л. Нестационарная фотопроводимость слоев стекол из системы As-Se.'/Известия вузов. Физика.-1987.-Ы5.-С.66-71.

8. Микла В.И., Семак Д.Г., Стефанович В.А., Сливка В.Ю. Особенности комбинационного рассеяния в светочувствительных пленках АвгЭзУ/Физика и химия стекла.-1987.-Т.13,К6.-С.903-905.

9. Семак Д.Г., Баганич A.A., Микла В.И., Керечанин Д.Н., Мателешко A.B. Релаксация оптической записи в тонких слоях системы As-Se. //Журнал научной и прикладной фотографии и кинематографии,-1988.-T.33.N3.-С. 181-185.

Ю.Семак Д.Г., Марьян М.И., Микла В,И., Берча Д.М., Левкулич А.Р., Баганич A.A., Склянкин A.B., Туряница И.И. Локализованные состояния и механизм обратимых фотостимулированцых превращений в Ав-ЗеУ/Фундаментальные основы оптической памяти и среды(К).-1987.-Вып.18.-С.52-59.

11.Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.B., Левкулич А.Р. Переходные фотоиижекционные токи гетероструктур AsxSeioo-x-Se.//y®Ä.-1988.-Т.33,№10.-С. 1552-1557.

12.Микла В.И., Мателешко A.B., Семак Д.Г. Перенос заряда в изотопных гетероструктурах на основе светочувствительных стеклообразных халькогенидов. //Фундаментальные основы оптической памяти и среды(К),-1988-Вып.19.-С.69-71.

П.Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.B. Фотовозбуждение глубоких уровней в слоях селена с добавками мышьяка.//УФЖ.'1988.-Т.33,№12.-С.1827-1832.

Н.Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.B., Баганич A.A., Керечанин Д.Н. Фотоиндуцированные превращения в пленках системы As-Se. //Успехи научной фотографии.-1990.-Т.26.-С.32-35.

15.Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.B., Штец П.П. Фотосенсибилизация глубоких уровнен в слоях халькогенидных стеклообразных полупрояодяикоп,//фундаментальные основы оптической памяти и среды(К).-1989.-Вып.20.-С. 112-122.

16.Микла В.И., Мателешко A.B., Семак Д.Г., Левкулич А.Р. Фото-стимулированная трансформация внутризонных состояний халькогенидных стеклообразных полупроводников.//ФТП.-1989.-Т.23,Х"1 .-С.131-137.

17.Мнгкла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.B., Баганич A.A., Янич Е. Фотоиндуцированные прератения локализованных состояний в слоях As-SeV/Физические явления в некристаллических полупроводниках. Материалы международной конференции "Некристаллические полупроводники - 89". Ужгород, 19S9.-C.210-212.

18.Микла В.И., Мателешко A.B., Баганич A.A., Левкулич А.Р. Композидибнное и электрополевое управление релаксацией фото-стимулированных изменений в слоях AsxSeioo-x.//y®X.-1990.-T.35, №1 .-С.96-98.

19.Mikla V.l., Semak D.G., Matelesliko A.V., Baganich A.A. Photosensitized deep gap center relaxation in amorphous selenium layers containing As additives.// Phys. Status Solidi A.-I990-V.117,№l.-P.241-250.

20.Микла В.И., Баганич A.A., Мельник H.H., Семак Д.Г., Керечанин Д.Н. Фотостимулироваииые изменения спектров комбинационного рассеяния света слоев As,Seioo-x- //ФТТ.-1990.-Т.32,№2.-С.268-270.

21.MiklaV.I., Zabedovskij В.А., Semak D.G., Shtets P.P., Yurkin I.M., Fedelesh V.l., Turjanitsa I.D. Vitreous chalcogenides - materials for optical

recording.//intern.Daylightmg conf. Daylighting - 90.Moscow C1E. Proc.III.-P.C61-C67.

22.Баганич A.A., Микла В.И., Семак Д.Г., Соколов Л.П., Шеоанин Л.П. Комбинационное рассеяние света в аморфном селене: молекулярная cipyxTypa и фотолндуцироианлая крнсталлшацш.//Фмзлка и химия стекла,-1991 .-Г. 17,Хй.-С .268-272.

23.Baganich А.А., Mikla УЛ., Semak D.U., Sokolov А.P., Sliabaniii A.P. Raman scattering in amorphous selenium: molecular structure and photoinduced crystallization.//Phys. Status Solidi D.-1991 .-V.166,№1.-P.297-302.

24.Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко A.U., Баганич A.A., Левкулич A.P. Модуляция релаксации фотовозбуждонного состояния аморфных слоев.//Фундаменталыше основы памяти и среды(К).-1990.-Вын.21.-С.117-119.

25.Баганич А.А., Микла В.И., Семак Д.Г., Соколов А.П., Шебалин А.П. Спектроскопия комбинационного рассеяния света в аморфном селене.// Фундаментальные основы оптической памяти и среды (К).-1991.-Вып.22.-С.31-36.

26.Микла В.И., Семак Д.Г., Мателешко А.В., Левкулич А.Р., Лнич Е. Определение времени пролета постелей заряда в многослойных носителях на основе аморфных полуироводннков.//Фундаментальные основы оптической памяти и среды(К).-199i .-Iiwn.22.-C.37-4Ü.

27.Микла В.И., Баганич А.А., Соколов А.П., Семак Д.Г., Шебанин A.II. Комбинационное рассеяние свеса в аморфных слоях AsxSei0o-v аномалия концентрационной зависимосги.//Ф'ГТ.-1992.-Т.34,№9.-С.2679-2685.

28.Luksha O.V., Mikla V.I., Ivanitsky V.P., Mateieshko A.V., Semak D.G. Effect of composition on structure and properties of AsxSe|00-x amorphous films with low As content (x<10).//J.Non-Cryst.SoI.-l992.-V. 144, №1.-P.253-260.

29.Михалько И.П., Микла В.И., Соколов A.II., Баганич А.А. Структурные превращения при оптической записи информации а аморфных слоях на основе селена.//УФЖ.-1993.-'1.38,№5.-С.694-698.

30.Mikla V.I., Baganich A.A., Sokolov A.P., Shehanin A.P. Composition dependence of Raman bands in amorphous As„Sejno-x.//Phys.Status Solidi fi.-l 993.-V. 175, №1 .-P.281 -286.

3 l.Mikla V.I., Miklialko I.P., Mateleshko A.V. Photo-induced memory effects in amorphous selenium-based materials.//Optics as a key to high technology.!6lh Congress on the Intern. Commission for optics.

F.d.Gy.Akos, T.I.ippenyi, G.Eupkovics, A.Podmanizky. Proc.SPIE. 1983. 1993,-P.82S-830.

32.Mikla V.I., R.ubish V.M. Effect of Sh additives on electron mobility in amorphous selenimn.//Phys. Status Solidi B.-1994.-V.182,№l.-P.325-330.

33.Mik!a V.I., Mikhalko I.P., Nagy Yu.Yti. Study of trapping in SbxSe|.x amorphous semicond»ctors.//J.PIiys.: Condens.lVIatter.-1994.-V.6,№ 40.-P.8269-8275.

34.Mikia V.I., Miklialko l.P. [,aser - induced structural transformation of AsxSci.x thin amorphous films.// J.Non-Cryst,Sol.-1995.-V.180JV«2-3.-P.236-243.

35.Mikla V.I., Stefanovich V.A., Slivka V.Yu. Photo- and thennostructural changes of As-S amorphous fihm.//Zbom.Hnd.Prirod.-Matem.Fakult.-1995.-№20-21.-P.39-45.

36.MikIa V.I., Fedelcsh V.I., Stefanovich V.A., Slivka V.Yu. Influence of preparation conditions on plioto-and thennostructural changes of AsxSei.x films./ZMaterials Science and Engineering B.-1996.-V7.,№.l-P.18-25.

37.Mikla V.I. Photoinduced structural changes and related phenomena. //J.Pliys.: Condens.Maltcr.-l<)96.-V.8,№4.-P.429-44S.

38.Mikla V.I. Local structural change in As.xSei.v system// Materials Science &. Engineering B.- 1997.-V.49/2.-P.122-126.

39.Mik!a V.I. Distinct topological regimes in binary a-AsxSe|.x system // J.Phys.: Condcns. Matter.-1997,- V.9,№43.- P.9209-9217.

40.Mikla V.I., Miklialko I.P., Nagy Yu.Yu. The effect of As and Sb additives on the gap states of a - SC.//I411'General Conf. GCMD-14.Madrid, 1994,-P.I055.

41 .Mikla V.I., Nagy Yu.Yu., Mateleshko A.V. Gap-state spectroscopy in high-resistivity clialcogenide sernicondnctors.//15lh General Conference of the

Condensed Matter Division. Baveno-Stresa, Lago Maggiore, ltaly.Apr.22-25,1996.-EPS.-1996.-V.20 A.-P.103.

42.Mikla V.I.Photosensitised Gap-state Spectroscopy in Amorphous Se-Based Layers .// Intern. Workshop on Advan. Technol. of Multicomponent Solid Films. Uzhgorod, 1996,-Book of Abstracts - P.84.

43.A.C. №1378625 СССР, МКИ G11B 7/24. Способ записи голограмм/С.П.Билак, В.Н.Жихарев, В.И.Микла, Ю.В.Попик, И.Д.Рубиш, Д.Г.Семак, И.Д.Туряница (СССР).-№4088420; Заявлено 22.04.86.

44-А.с. №1515923 СССР, МКИ G03C 1/72. Способ записи информации на электрофотографическом материале/В.И.Микла, Д.Г.Семак, А.В.Мателешко, Д.Н.Керечанин, АЛ.Баганич, П.П.Штець (СССР).-№4273793; Заявлено 02.06.87.

45.А.С. №1626951 СССР, МКИ G11B 7/24. Реверсивный носитель оптической записи/В.И.Микла, АЛ.Баганич, Д.Г.Семак, А.В.Мателешко, П.П.Штець (СССР).-№4638891; Заявлено 24.10.88.

Мікла ІІ.І. Рслаїсгаиііі меі:ісіаГ)ілі,іпіх станін п носінх запису інформації пл оспопі склоподібних ііаіііїшрпіііліпіісш.-І’укоіпіс.

Дисертація на ідобуитш паукового ступеня доктора фізико-машеманнічних наук за спеціальністю 01.04.(17 - фініка твердого тіла,-Інапитут фізики ІІЛ11 України, Київ. 1997.

Дисертацію присвячено питанням метастабільних станів в невпорядкованих напівпровідниках. [$ дисертації розроблено новий напрямок у фізиці иекрнсталічних речовин, який грунтується на концепції релаксаційних ефекті» метастабільних станів в аморфних халькогенідах. (1а прикладі ннзьковпмірпіїх некрнсталічних селенідів і сульфідів розглядаються загальні закономірності атомно-структурних і електронно-структурних перетворень, тіклнканпх зошшм фотозбуджеїтям, термічним відішном, внедешіям домішок. Комплексними дослідженнями (КІ’-спектросконіи, дифракція електронів, ксерографічпа т;і фотострумовл песіаціонарпа спектроскопія) встановлено, що метастабільні статні структурних дефектів при сенсибілізації трансформуються н електрично активні центри і корінним чином змінюють фотофпнчиі процеси дрейфа, локалізації та емісії носіїв заряду. Запропоновано мсіодн керування релаксаційними ефектами та розроблено носії запису з їх використанням.

Ключові слова: метастабільні стани, иекрпсталічпі напівпровідники, носії запису інформації, структурні перетворення, дефектні центри.

Мнгсла В.И. Релаксации метастабпльпых еостошініі в носителях записи информации па основе стеклообразных нолупросодпшсои.-Ру копись.

Диссертация па соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.07-фишка твердого тела,-Институт физики ПАП Украины, Киев, 1997.

Диссертацию посвящено вопросам метастабпльпых состоянии в неупорядоченных полупроводниках. ІІ диссертации разработано новое направление в физике некристаллических веществ, которое базируется на концепции релаксационных эффектов метастабпльпых состояний в аморфных халькогенидах. На примере ннзкоразмерных

некристаллических селенидов и сульфидов рассшіриваюгся общие закономерности агомно-сірукпрньїх н злектронно-структурных превращений, вызванных зонным фоювозбуждешіем, термическим отжигом, введением добавок. Комплексными исследованиями (КР-сиекгроскогшя, дифракция электронов, ксерої рафнческая и фо штоковая нестационарная спектроскопия) установлено, что метастабнльиые состояния структурных дефектов при сенсибилизации трансформируются в электрически активные центры и коренным образом изменяют фогофизические процессы дрейфа, локализации н эмиссии носителей заряда. Предложены методы управления релаксационными эффектами и разработаны носители записи с их применением.

Ключевые слова: меіасіабішміие состояния, некристаллические

полупроводники, носители записи информации, структурные превращения, дефектные цешры.

iVIikla V.I. Relaxation of iiiciastübfe .stales in vitreous semiconductors based recordin'; utedia.-MauuseiTpt.

Thesis for a doctors degree by speciality tll.0-f.07- Solid Stale Physics.-The Institute of Physics of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 1997.

1 he dissertation is devoted to metastable slates in disordered semiconductors. A new direction in the physics of non-crystalline materials is elaborated, which based on the concept of metastable states relaxation in amorphous chalcogenides. The structural and electronic transformations induced by bandgap photoexcitaation, annealing and doping are considered for lowdimensional non-crystalline selenides and sulfides. There is established by Raman, xerographic and photocunent transient spectroscopy that metastable states of structural defects at sensibilisation transformed to ail electrically active centres and radically change Hie processes of carrier drift, localisation and emission. The methods of influence он relaxation effects and recording materials based on them are pioposed.

Key words', metastable states, non-crystalline semiconductors, information, storage, structural transformation, defect centres.