Синтез и исследование оптических характеристик эпитаксиальных пленочных структур на основе сульфида и селенида цинка тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

'л

М1ШС1ГРСТЕЭ ССВ1ТП У!(?.\1:П!

Ч2РИ1ВЕЦЫФП ДЕРЗАВШИ УН1ВЕРСЯГГСГ 1!<2П1 спя СЗДЬХОКПА

Нз правая руяопксу

ГЛЩСЕ'ПСО Олс-кгш'др Г)рШог.:;ч

ГКЗГГЕЗ I Д0СЛ1ДШШ ОГТШППЖ КАРАКТЕРИСПШ ЕП1ТАКС1ЙШ ГШЕКОШЙ СТРУКТУР Н.\ ОС1ЮВ1 СУЛЬЗЩ ТА СЕЛППДУ иг и ПС/

01.01.07. - ф1скка твердого тхг.а

Автореферат

дчсертацп па здобуття иаукозого ступсня кандидата ф1з:шо-!.тектп1чяих наук

Чер1ПЕц1-1еэЗ

Робота снконана на кафедр! рад1оолострон1ки Дипфспетровського дерг.гшюго ун1ссрсцтоту.

Наукош'! кер1вншс:

кандидат ф1зяко-иатеыати<ших наук, доцонт КОВАЛЕНКО О.В.

0$1цШЦ опокс-пти:

доктор ф1зико-1йтеыатичних наук, професор

коалльк з.д.

доктор ф1знко-ч»теыатичш1Х наук Савчук а.я,

Пров1дна установи:

Гнститут Й1зпкн АкздсмП Наук УкраЪш, ы. Шив

Захист в1дбудеться "£1'.".Тр&О.НЯ.. 1833 р. О 15 годин 1 на эас!данн1 сп(нЦал1зовано1 Бчено1 ради Д 088.16.01. Черн1вецького дерзасиого университету 1иен1 и.йедьковича (274012 м.Чер1ивц1, сул. Коцюбицського, 2). 3 дисертащею моа.ча ознаЯомитнсь у 0'1бл1отец1 ЧДУ.

Автореферат роз1сланий ". " I СО. И Я 1593 р.

Вчений секретер сп^щалхзовано! вчено! ради

КУРГ'АНЕЦЬКИИ I.!.В.

ЗАГАЛЬНА ХЛРЛКТЕШСППСА РОЕОГЛ

Актуальность тс;гл. УсгипгаП розвпток галузеП сучасно1 тех-и1к!1, таких "" олтоолзктроп1!!П, гШфоелеятрс'Лка, толозтйна 1 лззгрзш тежйка, пснодязваП баз тсоро'птаг.к, експ-зрниентальнпх досл1дгепь процос1з спптгзу ягпсп:;:: пзп1ввров1дш:к1в 1 вавчеина 1" фупдй!12атаяьшя вягспвостеЗ. Цэ вязглчае пост1йя<» удосхоналезял штупч:::: та рззросГ'.су поэт: !'гтод:п£ синтезу структур, рзал1зутпх такн1тп!1 дослгпеннл та пауков! перодбачзшш. Перспектинниип >:атв-р1алан'?! для повального р1поцпя пг.таг.ь твердого тьча деовн-

и1ршк структур та розробки кого! еяенгптпрю! баз:; сучасао! тех-тки с кргсталофос^сря су.иф1ду та сеяея1ду цинку, як1 мозуть слугитя осногеэ для стзоргапя бгзгаггак сэ1тод1од1в, опягшнх хви-льовод!а о падал птра?а>п, м!с;пеЗ пзп1впров:1дш!:!08!:х ла,зер1в з електроггякм пакачуЕашгям та пг::::".

Розепто;: (Мзга? пг;П1сггроз1д!етг"1.гз ст-тт/.";: пэ тЬтькп тог.-нояоггпй Д0еяг20!г.м по ея1тгкз1йао:.у росту пл!во:с, алэ й передба-час иауповпЛ та проиясловпЛ попит па багатсязроз! пер1одпчп1 стру.ттуг:: - надгратл та одг:?го:с! кпа;:?оо1 пг::. Спьты:::'! роззитои <51онкт1 надгрлт та те;лтологи I.-: шгробшпггпа спр::яо розрсб:и та вт1ле1.т.а пяпого покол!гг»^ опто?лс:стро:шкх прллад1в. Так;:;-: чяном, в1дпрздьовувпгн:л те:::тэлоп зассб1п одзрганпя тасшж егптагс-с1Пнпх г::ар1п та кваптоЕ;>-роз?ар1п:х структур порлд з'ясузашгяи тхшпзщ росту та Лчс'гппк процгс!в вщхййкпвально! рекоШнаци и надтопкш: шивках с вадачеэ, яка гйдпссяться до впялявпх папря-г:ав рознит;:}' сучасло! наугсп та тоник.". Багато гштань, стосовно ф1зшп1 напружено! двовкшрпо! структур;; 1 епсятоншпг стс.'из у лэ! з'являэться шяовпичегтгга.

З'ясування вплнву лазерного д1яш!я на к! котику та форму агрегацИ актуально, стоновпть иауково вначонкя 1 перспективу тех-н!чного внкористання.

Мета пращ- дослхдаеш.л технолог!! зрочуваиня високояк!с-

ких егитакс1йннх шар1в гпЭ, 2пЗе, 2п315а1.х та ¡сваитово-розм!рних

структур гпЭ-гпЗе-гпЗ на альтернатввн1Е п!дкладц! СаАч; внвчення

вплмву лазерного д!яння иа «ехая!еа росту; э'ясувания фунда-Т

«ентальцих оптичннх власивостей еп!такс!8ннх структур 1 такое де-яких еспекПв 1х практичного викорветшшя.

Наукоаа новизна дано! прац! полягас ъ сл!дуючоыу.

- Детально вивчено вплив технолог!чких параметр!в росту на спектр фотолтЛнесценцП (И) гетероструктури 2пЗо/СаАз. Показан! широк! иовливост! контролю структурного удосконалення пл!вки, цо визначае оптичн! характеристики (спектра вЦбиггя^ ФЛ) еп1такс!й-ннх шар!в.

- Вперше зроблен! досл1даення фотостю!ульованого (ФС) росту 1з газово! фазн з'еднаннл Zr.Se з внкористанням пороикопо-д!бних дЕерол сировинн 1з р!зкк«н приладана ионохроыатичного вн-ггром1нювання.

- Одержан! нов! експерииекталып дан! про присупйсть двоелектронних сателтшх л^ий в спектр! ФЛ в1д розщеплено! сиуги зв'язаних екснтон!в на нейтральному донор!.

- Уточнен! коректт значения коефп^сн^в твердост! ■ 2пЗе, як1 дозволясть зробитк розрахунок 1з запропоновано'1 н1йно! залежност1 компоненти тензору дефоршцП та оц1нку тов-щиии шару 1з данях лгшиесцентиого анол!зу.

- Внерае для структурн 2пЗе/СаАз у спектрах в1дбиття заресстрований стан в!льних екстчшв 13 квантовим чнелои п» '2.

- Запропоногаиа год-эль гтрсцзсу "С с;штезу. ZnSe is гззо-

Eo'i. фазп. -»

- Вперяв катодтсоя "С газофззио! еп!таксп is порсзгсо-под!бшс: даорол сггровиня сгттезоваи! одтпгоп iteairroBi яии ZnS-ZnSo-ZnS/GaAadCO) i шайрят 1г: споятрп в1дбяття.

Практична gimilcTb робота. Розроблет пор!вняно деке в i коикурплтноздатл! сзсо5;г одерзаяия е::со:го.~?;1сш:х егптакс1Пшп; пл1-сок та KEaiirono-pocMiprnix структур па ocrjooi хзльхсгеншгз цинку по технологи £С еШтаксП. Запропоковал! коикрэтгп приклада вшсо-растаинл срсщега::: napia о якост1 б а гатсф уш:ц i о нал ь и ж: покрапав на nrcTHDiii;! nocspxiii сспяч:гпх еле^с-лПп, г,о сщгас понраценнв характеристик пэрэтаорввач1э екергП. Показано аспект використання пару селегаду цшгку, як робочого пла я гагйвпрозАдннковсму хппчкому cencopi ял содепь.

Результата дося1д?эшш впяиву S3 Д1 яншг на ¡-:ехя1цз;( росту узоть, oicpiij паукового зпачэяпя, iurepec для технолопв, BJipiny»4in< проблем/ погфзггестш якост1 са!такс1Пша: napie, до-сягиешгл 4iTKo'i trerri сар-тпдхяадка i шгсояо! xiui4uoi чисто?н з'еднашш. Запрополовапо истод оцшш товтннп пару ZnS-э по Дании лкшносцелтного ашшгу.

На saxiicr пропонуиться кастутки полодегмя.

1. Способи отркманил вксопоягпсшк enira:tciГ'п;::: napie ZnS, ZnSe, ZnSxSo£.x методом газофазного осадтешм ка альтернативна ¡1 гпд-кладад GaAs(iCO).

2. Методика розрахупку гкачгшгя тензору дефортщп та прогкозу-вашш вел:гчзшп роз^эпташя валептшсс so;i.

3. Модель rsxaitisiiy фотсстяг/льовакого росту 2г£э is гагово! фас::.

4. Технолог1чн1 уыовя синтезу квантово-рози1рш1Х структур ZnS-ZnSe-ZnS/GaAs.

Апробац1я роботи. Основа! результата допов1дались 'i об-говорявались на VI и VII Всесоззп1П - I Шжнароди1И иарад1 "51-эика, xíuíh та техиолог!я л£м1нофор1в"/ Ставрополь, 1889 р. i 1692 р./, III ВсесоозпШ кокференцП "¡¿зтер1алознавс.во халысо-ген1дннх нап1впров1дапк1вп/ Чсрн1вц1, 1091 р./, VIII ВсесоюзнШ конференцИ по росту крястал1в/ Харыс1в, 1992 р./, V Укра1иськ1В кон$©р«нц11 "Ф1зика i тсхнолог1я тонких пл1бок складиих imniBnpo-в1дииИв"/ Ужгород, 1992 р./, иауковнх сеи1нарах кафедра pcyúo-електрон1ки Дн1иропетровського дорзун1в8рснтету та 1нституту С1зики АНУ.

Публ1кац11. Основн! результата дасертацП опубл1кован! в 5 наукових статтях i 8 теаах порарахосаних. ш.де конференцШ. Список робот наданий в к1ищ автореферату.

Структура 1 об'см роботи. Днсертац1я скдадаеться 1з вступу, чотирьох роздШв, основних результате i bhchobkíb, додатку та списку л1тератури. Бона ьистить 130 стор1нок, 44 рисунки, 12 таблиць. Список л1тератури включае 186 найменувань.

СТИСЛИЙ 3MICT РОБОТИ

У BCTyni дана загальна характеристика роботн: обгруито-вана актуальность теми i пета роботн. ощнена новизна i практнч-не значения отриманнх результат1в, сфориульоваш 8ахнцуван1 положения.

Розд1л I. Апаратура та ыегоднка отрицания халькогешдннх шарпк Приводиться опис особливостеП горизонтального ростового

реактора з даома нсзалс-:пп"; потогл'/л газу-нос1я(год!!:э), прязиа-чоного для синтезу бнгарнпх з'сдшшь методой газофазного о~ад~ яешт (vapor phaso epitaxy- VTS). ¡Мдсуписть neni в зон i росту, HaJiBüiCTb пршусового водяного охояодчэтм безпосергдньо в облает i ро^прэкля лЦклядкп (ЗлЛз(1С0) спргшя! установлении 'великого температурного грэд1енту ( до ~ 250'C/cii), qo правело до ефекту Еикрпстал1эац11 дои!пок яа CTiirqi ргактора. Тештерэтура росту (1р) зкзнапйлась пср5*«1г;?ппл?1 п1,со»ля1 оздовз ос i рзакторз. Описании чотцрьохуМдянП р-зактор та коуп'втерлзована гаес^лзна ростова система, габеспечусагт синтез емшанш; та кзантово-роз!,(1рнгп; структур по технолог!! "С raso-J-asnoi сп1таксП (pholo-033i3ted vapor phaso epitaxy- PAVEE) is впкорнстаниян розешюго випромппзвання ííe-í¡a(!id~ 2,0 eB), ííe-Cd(hü~ 2,0 eB) лазер:в i ртутпо! ¿flíimidiiK 3,4 c-D), 0бт1чплй вх!д та сииэтричне розтаиу-езшш трьох кзпал!в рэзм^гштя та вттаровупання сировнн дозволило добятися стгЯкп" лс!штрпшс газовюс потоке. Четвертая канал водип призначасться для перг.'Лвугшпш реагатв перед п1дкладко». Перздбачсио nocTisraíi продув трубопровод!а, по sano6irae застой га-3ÍB та зишас ударну хвиля на иоиепт в1дчпнен!ш клапан!в при здШснэватп ростовог програыя, задано! персональшш комп'ютером.

Запропонован! р1вняння вгдшшдност! парщалышх thckíb i констант píвиоваги для опнеу росту б1парних з'еднань та сульфо-селегидннх кэр1в. Велика увага пр.вдлена вивчешго впливу техноло-ri'nnix параметра в росту (внтрата газу-nocí я, tp) на спектр ФЛ кару ZnSe. Запропонован! riCTorpaMH, в!добраласч1 сп1вв1дноиення спь.^тральних смуг крайового ( А ~ 460 нм) i самоактивованого ви-пром^нювакня ( Л ~ 610 нм) в спектрах ФЛ як функцП витрати газу-

нос!я при ф1ксованих tp у випадку використання в яхост! даерел сировини ОСЧ порошку, ионокристалу i порошку ZnSe ф1ркк "Merck". Визначен! опткыальн! технолог!чн! параыегри росту, при яхих синтезу вались ионошари ZnS, ZnSe, ZrSxSej_x(0 ч<х ч<1) на GaAs(lOO), масч! виюшчно крайову люшнесценц!ю. Проведен! досл1дяення морфологи поверхн! i сколу пл!вок. По вим1рюван1В тощин! aapy(d) визначалась гсвидюсть росту.

-Стаб1льн1 характеристики одераанпх capiB надали змогу практичного використання пл!вок ZnSe. При eniTaKcifiHouy нарощу-BaHHi ZnSe на amiBHi noaepxni сонячних елеиент!в на основ! Si та GaAs зокреиа захисних функщй ресструвалн значний ефект про-св!тлення у пор!внянн! з стандартними зразкамп. В!дэначаеться зб!льшення чутливост! сонячних елеиент!в, визване впливоы ство-рених приповерхневих n-р гетеропереход!в. Спостер1гали розангрен-ня спектрально! чутлявост! в довгохвнльову область для Si-еле-мент1в та в короткохвильову для СаАз-елеиенпв. Другим аспектом використання иожуть слуяити пол!кристалев1 вари ZnSe з розвину-тои поверхаею в якост1 робочого т1ла xiMi4Horo сенсору на во-день. У широкому д!апазон! тиск!в водно в1дносне зн!нення опору шару ZnSe досягас 24%, а при нагр!ванн! (70°С) до 50%. Час в1д-клику на присуппсть водню складас одиниц1 секунд порщ i3 шьидким вгдновленняи опору при вакууыувашп напускное камери. 3anponoHOBani моалив! иехан!зии рекоиб1нац1й атом!в, окисления водню i npoueciB регенеращ!.

Розд1л II. Спектроскопия екситонних стан!в наггружно! ге-твроструктури ZnSe/CaAsdOO). Анал!зуеться ефект пружно! дефор-мацй в еп1такс1Йному шар1, обумовлений впливом альтернативно! шдкладки. Обговорпеться еволющя зонно! структури селен1ду

цняку при ршгсх тос^иках сэру, як! шгэначаэть вид дс-^орш'!. В)д-значаеться, що при товцин1 2аЗо иенсэ 0,68 шш мае шеце дефс-р-мац1я стяску, виклпкана реш1точлоп розпобшюсто пару 1 п!дклад-ки, яка роз^еплюе стая Гд на зону пазках д!рок (ЬЬ) 1 з^ну легких д1рок (Ш !з позитивпим зеувом цэтру ваги ыультнплету ?б/г вадюсно зони пров1диост1. (Ро?м1р розпеплекня валентно! зони вязначенкЛ як ). Пря товпзгпах б1льнэ 0,88 шад з'являеться де-фортщя розтягу, обновлена розпоб1тостп гоеф1шснт1в теплового розширення, зеуваючя валеитв1 зони до вони пров1дност1. Р оптич-нях спектрах напругених пэр! и реестрували розгзеплеяня одиноко! смуги в1льного екситону па л!ви ексятоя1в Е^, (електроя !з легкой д1ркоэ) 1 Е^ (електроя !з вазкоо д1ркоо). В рамках викори-стовуваного шдходу у випадку пруяно! деформаци ввагееться, що с^ргП зп'язку екситойв не залегать В1д дефортцП та ефектяв-кях ддрок поблязу к» О 1 в силу припущено! сорози1рност1 рид-берпв ЖЬЫ-ЖйЬ) енергетичяа р^зшщя ексятонннх терш а |Еи- розглядасться як екв1валеят роздепленяя валентно!

зони 2. Представлен! базися! орб!тально-дефор:.!ащйн! гамыьто-1пани для дано! розрахунково! «одел1 1 л1н1йн1 р1вняння_ зеуву трьох валентяих зон. Обговорен! обмезення застосування данях р1внянь.

Викирян! спектра вЦбяття та ФЛ плавок гпБе з р1зними товщинами пря ексятоняому збудгетй Не-С<3 лазером. Значения ек-ситоннпх терм 1 в визначали еяерпею максимума вищхтнювання ФЛ. Для досл1дкення особливостей методики 5С осадаення були зрощен! тестов1 зразки при 1деятичяих умовах росту. Спектр ФЛ УРЕ- вару М1стив розщеплен! смуги в1льних екситон!в, лШ1 випром1нюв&ння зв'язаних екситон1В на донор! Са (Ы)= 2,7985 еВ), акцепторах На

(hi)- 2,7635 еВ), Li (hi!- 2.78S0 еВ) i власноыу дефект! - Ii(Vz„j (hd- 2,7802 еВ). Такоя ецд1лена лШя Iv(hO« 2,7740 еВ)- результат неекситонно! peKoudiuayi'i на лоюииоовашгх дефектах, сонливо на uicui Se. Зрощений cap ZnSe методом £C oniTaicci'i s наведено» HOTyanicTO He-Cd лазеру на тдкладну - 0,0 мВт/си характеризу-вався покращенням морфологИ (дзеркальноотх) поверхш, а в спектр! ФЛ - вщюсним аростанням !итенсивност! в!льних ексцтои!в ! гашениям линИ! Ii(V£n ), 1у(рис. 1). Biibsa pisumvi |Ецг Ehhl свЦчнть гфо зменшения ивидкост1 росту. Kpiu того, рееструвалн розщеплення зв'язаного екситону внасл!док рекомбишцП на одному нейтральному донор! Ga в залежност! в!д ефектлвннх тс д1рок. Шдтвердаенюш дано! !дентиф!кац!1 моауть олугнтн cnocTepiranMi двоелектроши (two electron-TE) переходя в!д fliHin ^(Ьй» 2,7890 еВ) та ■ 2,7088 еВ), обумовлен! вштром!ню8альноо рекомб11 ащсю зв'язаного екситону, який знаходиться в абудкеноау стан! 2з, 2р, Зр. При трн-валому а!дпалу сировнки i иайб!льа оптимальннх умовах синтезу зро-шари, махт т!льки лкшнесценщв в1лышх okciitoiub (див. табл. 1., N 255:Ph; !ндекс "Ph" вказуе на ФС ).

Зрощеш шари ZnS/GaAs такоя характеризувались наявн!стю в спектрах ФЛ знтенсивно! екситонно! структура.

Екстремуми на спектрах в!дбиття (рно.2, а) корелшть !э максимумами екситонних смуг ФЛ, i вперае для гетроструктури ZnSe/GaAs(100) зареестровано збудаенниП стан п» 2 екситонно! се-pii. Представлений спектр в!дбиття надтонко! пл!вки товщиною порядку 10 атомарних шар1в ZnSe з оч!куваним розщепленням екситоннкх Теркин.

Занропонована л!н!йна оалеа1исть при BiipimeHHi с"стеми ршшнь зсуву Еалентних зон типу 2Ag- Ае( А = const, е- значения

0,5

2,8

2,79 2,7ß hD,e&

2.77

*ÇE переходи:

1)2,7797 SB- I^m.î

2)2,7782 еВ- 1^(20,6 чг;В)

3)2,7753 еВ- 1^(24,5 tíеВ)

4)2,7737 еВ- I^ÍCO.i иеВ)

5)2,7781 еВ- 1^(20,? меВ) 0)2,:7743. 5В- 1^(2^5 меВ). В.дугках ллдаза е-тсргетггчна aiдеталь до ему г J20 » в!дпов1дяо.

Рнс.1. Спектр fcJI пару ZnSe/GaAs H 273:Ph.

2,315 2,310 2,305 2,800 3,04 3,00 2,96 hD.eb hv),eß

Рис.2. Спектри в1дбиття ZnSe/GaAs(a) i ОКЯ ZnS-ZnSe-ZnS/'GaAs(6).

тензору деформацп):

2Де-= -2Ье(Сц + 2C12)/C¿í, (1)

2йе- -2Ье(3^ - Si2.>/ÍSii + SJ5L), (2)

де b- потенщал деформащйного зсуву для тетрагонально! симетрП; C4i,Ci2~ Koe(J)inicüTii твердосп; S^.S^- коеф1ц1енти податливо-CTi. Були эроблеш розрахунки 24 мокливих значень залсяност1 для bcíx В1домкх параметр!в твердост1 1 деформаци. 1з анализу снек-тр1в в1дбиття надтонких ciapiB ( d <0,15 ыкм), для якнх етах = = 2,77-10 , уточнен! коректн! зьачеши коеф^Цштв твердост!, податлнзост! i параметр дефорыацп, при вякористанн! котрнх «озли в о з достатньою точшстю в «значит); компоненту тензору дефорыацп:

e-.-ÄeCu/tWCü + 2Ci2)), (3)

е- -üe(S¿í + S12)/(b(S¿ji - Ci2)) (4)

ÍIo в1дом1й ea.ioEiiocTi d= f(e) зроблена оц1нка товщини пл1вки ZnSe при як i Ii В1дзниастьс;. кореляц!я розрахункових та ви-ьиривальнлх параметров (та(л. 1.). Виявлена лШйна залезай сть ве-личини роз^эплення валентних зон задовольняе випадку стиску та розтягнення 1з в1дсутн!ств розщеплення при е= 0 (d= 0,88 мкм).

Розд!л III. Модель механ1з>.;у лазер-стимульовано! газофаз-но! eniTaKci'l ZnSe. В1дзначается, що тальки при використанн1 He-Cd лазера вЦоуваеться зхйнення адсорбц1йних процес1в внасл1док резонансного власного поглинання квант1в св!тла шаром ZnSe. Потуг-HicTb розс1яного Бипроьцнювання ría п1дкладку обмедували ~1 мВт/см^ щоб не еикликати пряму фотодееорбцш, яка приводить до попршення морфологи noBepxHi. Анлл1&у.>чи ф!зичн1 властивост! присутшх ре-агент1в, вваяаем, що н; одчи Í3 xíuímhhx елеменпв, окр1м ZnSe, не мае енергИ поглинання поЗлииу 2,8 еВ. Ефект ФС не пояснюеться

Табл::цл 1.

Розрахунок значення тензору деформацп по формул! (3) при внко-ристашп коеф1щент1в : С«- 8,10-Ю10Н/и*, С12- 4,9-Ю1011/и2 , Ь - -1 эВ 1 оц!нка товщини пару гпЗе.

И шару Енерг1я, еВ 2йе.иэВ е-10"5 с!,шш оц1нка <1,шш витр

275:РЬ в1дбит- тя Еь() -2,80452 -2,81625 11,73 2,77 0,006 0,008

282:Р)1 Еьн -2,80379 Е1и =2,80552 1,73 0,3914 0,510-0,515 0,52

255:РЬ Еьь =2,80315 Еьн »2.80463 1,48 0,34884 0,545-0,55 0,55

273:РЬ (тест) в1дбит-тя Е ^ =2,8034 Еи =2,8049 =2,80351 Ещ =2,8050 1,5 1,5 0,3394 0,3393 0,535-0,54 0,535-0,54 0,540

272 (тест) в1дбит~ тя =2,8030 Еи =2,80440 Е(1Ь =2,8030 Е1У)-2,80441 1.4 1,41 0,3258 0,319 0,55 0,555-0,58 0,58

325:РЬ вгдбит-тя =2,80258 Еи -2,80129 Е^ >2,80237 Е1и =2,8011 -1,28 -1,27 -0,288 -0,287 3,4-3,5 3,4-3,5 3,5

175 Ех =2,8002 0 0 0,88 0,88

'тершчлой дэ-„орбц1о|>, так як nepurpib структур:! складас ыекше 0,01°С.

У В1дпоыдност1 Í3 запропоноваиою моделлю, при погликанн! кьангхв св1тла створяемою структурой ZnSe чшшться закнд електро-híe is валентно! зона с зону пров1дностг is появов в1льних (e-h) пг.р, що ослаблюе íohhjííí зв'язок та оО'урзо ор^-конф^уращю. Поряд is депбридизащсю, здШкюеться перохчд система з основного не-збудаеного терму d електронно-збуд .;ен;ш стш! Í3 «онливим спотво-реншш форели криво! потенциально! взаемодП при зыщеши уверх по енергетичнП! oci. Розс1яння eiiepril .збудшшя моае проходить- по механ!зму внутр1шньозошго! релаксацП через регсомб!nauiio (o-h) пар та MiE30HH0'i релаксацп, яка визначасться процесаыа беавнпро-ьцнювалыю! рексшбптцп. Ввадасм, ir,о при даиих уыовах §С мае t:ic-це пер&ваяний канал дпсипацИ enepri! через поступовий рух (kiirpa-Ц1Ю по поверхн! Бнасл.и>- знияения теплотк адсорбцй) та десорб-цп визначеного сорту ато;,а'л.

Селективна десорб;;ъ<: Se, яка зм1щуе CTexiouerpiD в сторону ыеталу, глдзначена нами як причта гашения л i ы i 'i (V?n), ноже бути трактована pÍ3iio» дефориагЦею sp3- зв'язку. У випадку ФС при прнеднаши Se до noBepxni росту з понижениям ступешо ycycni ль-нення електрону кристалевох реиитки в1дбуваеться перезарядка комплексу В1Д "заряджено!" форми до нейтрально! слабко! форми хеыо-сорбцй. снижения теплоти адсорбцй приводить до збыьшення пвид-koctí десорбцП Se. При ФС у винэдсу адсорбцй Zn, навпаки, в1д-буваеться затягування електрону Í3 кристалево! гратк, яка приводить до стаб1л!зац!! металу на поверхн! в поравнянн! з Se у hobü! Я!?й9тД. "заряджено!" сильно! форми хеыосорбцп.

Тарр» щдзиачаеться i¡¡6ipi(obíctb впливу ФС по pisnnw ста-

иаи агрегапП. Теплота адсорбц!! менее па власти дефектах упаковки, Ч1Ш на упорядковаиШ крясталевШ терас!. ЕнаслЦок цього, при ■ТС 1з зниаенням енергП зв'язку з поверхне» буде в!дбугатася м1-гращя або десорбгдя слабозв'язаннх стшаа пор1впяно з быьи ста-61льнои упорядкованою агрегацicv.

Таким чином, егссперкменталыи результата зб!лъвеипя «сри-стал1чиого удосконалення структура, яка синтезусться ФС еп1такс!со, поясшгться вилученням дефектних формузань, зшгаг! нлм свндкост1 росту 1з зростанням часу адсорбцЦ 1 установлениям двовим1рного зародкувапня, забезпеченого механ!з!!см руху ступен1в.

Розд1л IV. Зрощування 1 досладсення оптичних характеристик квантово-розм!рних структур. Розглядаяться особлявосп синтезу пе-р!одичних надтонких структур 13 урахуванням !н1ц1йоваиих '1С про-цес1в шграцп то десорбцП пляхом уведенкя в ростову програму часу "затримки". Протягоы даного часу перекрнвався поп к газу-нос1Я на 5 секунд п1сля' зрощування козного пару наш впро водника. Пот1м робнли обдув водиеи, очлг^ючкя поверхна пл!вки 1 ростовиП реактор для папуску другого реагенту.

Параметр!! одиноко! квантово! ями (ОЙЯ) 2пЗ-2пЗе-2пЗ, що складаеться 13' двох шар1в гп5 та середнього шару гпЗе, задавали

о

«шдуючими: ширина бар'еру Ц - 43 А( 8 атомарних шар1в 2пЗ), ши-

о

рина ями 11-33 А( 2-6 атомарних пар!в гпБе). Рентгенодифрак-щйний анал!з п1дтвердив наяБн1сть монокрясалевих пл!вок при ФС еп1таксп.

Розглядаються енерги стан1в локал1зовано1 частники в квантовШ ям1, як1 описупться решениям стац1онарного р1вняння Иредгнгера з урахуванням двох мехен1зм1в: М11ш.азащею'екергп зон по в1дношенни до дна ями при эб1льшенн1 1 залеяност1 зонно! структур;! в1д деформацп, визвано! значною розпоб1жностю грат

( > 4,7%) I• г,гл;ачсл1Ш сп1ив1дношенням товщии шар1в. Анал1зуються

р1з!й модел1 для опису напрузншх квантово-розтрннх структур. Об-

говореш;!! о грибок заборонено! зоии йЕч дано! ОКЯ 1 розриви зон

йЕу , йЕс . Запропонован1 модел! розрахунку стрпбку валентно! зонн

та висоти бар-'сру. . •

В спектрах вЦбиття ОКЯ 2пЗ-2пЗе-2пЗ/СаАз(100) э тоЕЩИнамп

шпвкп ИпЗе порядку 2, 3, 4 та 6 атонэрних шар! в вперше зареестро-

вано екснтонну структуру (рис. 2, б) та внявлеко "блакитниП" зсув

енергеткчного полоаення Е^ В1Д 2,8849 еВ до 2.9384 еВ при змен-

а о ^

шенн! ширннн яик в1д 33 А до 11 А поряд хз стабыьнои иирнаоа

бар'еру ( 43 А ).

0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТ« ТА ВИСНОВШ!.

1. Роероблений та створе.1/::!'! чотирьохув1дш;Л ростошш реактор по технологи газофазного сиа^киня з комп'югеризовашш управлпшям лаьциарннх газових теч\П. Вчаначон! опташлыи технологами! парс-метр!. росту, дозволягт стабильно скнтезуватп монокрпсталев! е;п~ гакс1йн! шарн ИпЗе, гпЭ, 2пЗхБе:[-х на п!дкладц! СаЛьЧШО) з контролем швндкост! росту, морфологИ ловерхш та структурного удо-сконалення.

2. Внкористаннл монокрдсгадевнх сархв 2пЗе в якост1 багатофушсц1о-нальнюс покритв сонячшк елаиенпс на осаос! Зх та СаАз дозволяло покращити IX характеристики по шду пункт и:.: захши сластиво-ст!; просвхтлюючий ефокт; роэавфе.-ад облает! спектрально'! чутлмо-ст1; зб!льшення чутл;тост1 ел<-ые>п'!в внасл1док просторового розпо-д!лу електронно-д!ркових пга< еяектричжш полей утвораних припо-верхневих гетеропереход!;; п-2;оо - р-Э1 та п-2пЭе - р-СаАй. Зроб-

лен! досл1дае!ШЯ по чутливост1 до водкю пол1кристалеао"1 шивки гпЭе/СаАз показують, гдо дана, планарна структура в1дпов1."!ао основ-шш вимогам до нап!впров1дш1кових хшачиих сенсор1в.

3. Виявлено, що при лазер-стпмульованЦ! ептксН з еперг!сю сбуд-^ення 2,8 еВ та наведено» потуяшстю на п!дкладку - 1мВт/а/ в1дбу-ваеться зниження ивидгсост! росту з 1,89 до 1,82 мкм/г; покращення морфологи поверхн1; в!дносне зб!льке:шл в спектрах -М 1нтенсивно-ст1 в1льних екситон1в та гашения лШй 1£(Уг„), •

4. Спостереаення т-1льки смуг в!льних екснтои1в з спэктрах М пл1-вок, вирощенкх по методиц1 РАУРЕ, та реестращя в спектрах« в1д-биття п = 2 збудяеного стану екситонно! серГ1 светать про високу як1сть шару.

5. На основ! одержано! лШйно! залежност! з обгруитуваншэ! вико-ристання уточнених значень коефШенпв твердост! запропонована методика розрахунку компоненти тензору деформацП, оцшки товщини кару по даним лхшнесцентного анал1зу х проглозування розшру роз-пеплення валентних зон.

6. Описана модель механ1зму фотостимульованого росту гпЗе, основное !деею яко! е установления переваяиого каналу дисипацп енергп електрокно-збудаеного стану частинок через м1грац!йн1 процеси та селективну десорбщю.

7. Двовт.ирне зародкування при ФС, забезпечене механ1змом руху ступен1в, дозволило вперше синтезувати газо^азним методом одинок1 иапрунен1 квантов! ями ИпЭМЗ А)- йпЗь(~11-33 А)-2пБ(-43 А)/СаАз, в спектрах В1Дбиття яких спостер1гали екситонну структуру з вияв-ленням заледност1 енергетичного положения "валкого" екситону Е},}, в1д ширини ями.

ОСПОЕШ'й 3MICT ДИСЕРТАЦП ОПУШКОВАНИП В РОБОТА)!: '

1 .Ковзленго A.B., Ыекекечко А.Ю., Щукин А.И. Синтез к люминесцентные свойства монокристаллическш; пленок ZnSe, выращенных на подлозхках СаАз,- В кн. ¡Материалj твердотельной электроники. Днефопетровск.-1989. -С.12-16.

2.Коваленко A.B., Мекекечко А.Ю. Оптимизация параметров роста к исследование спектров фотолюминесценции пленок ZnSe.- В кн.: Физика, химия и технлогля лжшшофорой, Ставрополь.-!888. -С.£5.

3.Коваленко A.B., Мекекечко А.Ю. С-отостшулированный рост моно-крясталлкческих слоев ZnSe на GaAs(lOO) методой газовой эпигак-сии. -В кн. .'Материаловедение халькогенпдных полупроводников, Черновцы. -1091. -Т. 1. -С. 154.

4.Коваленко A.B., Ыекекечко А.Ю., Бондарь Ii.Б., Тищенко В.В. Люминесцентные своЛстьл зштаксналь шп: слоев ZnSe на подложке GaAs(lOO) при .высоких уровнях возс.'уъдешы.-В кн. .'Материаловедение' халькогекидных полупроводников,Черновцы.-1931.-Т. 2.-С. 63.

5. Бондарь Ii.В., Коваленко A.B., Тмщзнко В.В., Мекекечко А.Ю. Фотолюминесценция гетероструктур Zi.Se/GaAs(100)// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. -1891. -i. 27, Ii 12. -С. 2520-2522.

6.Коваленко A.B., (.¡екекечко A.D., ЛиллсП П. Эффект влияния фотостимуляции на опт::ческне свойства гетероструктур ZnSe/GaAs(100)// Изв. АН России. Неорганические ьотсриалы.-19ЭЗ.-Т.2Э, H2.-C.i85'i£6. 7.1СоЕаленко A.B., Мекекечко А.Ю. ¿ыращшание пленок Zn3(x)Se(l-x) на подложках GaAs(lOO) методом ^ятосткаулированной газовой ош:-.таксии и исследование ¡l: оп^.тров фотолкл:шесценцш;.-В v.u. :(.;;-эмка, .химиягП ¡технология л..-.:;шофороь, Ставрополь. -1992.-С. 01.

8.Коваленко Л.В., Мекекечко A.D. Синтез сверхрешеток ZnSe/ /ZnS(x)Se(i-x) на подложках GaAs(lOO) катодом газо$асор.оЙ опи-таксии и исследование их спектров фотолп'лшесцепцип.-D кн. .'Физика, химия и технология люминофоров, Ставрополь.-1692.-С. 82.

9.Бродин U.C., Тизенко В.В., Бондэрь Н.В., Коваленко A.B., 1!экекечко A.B. Резонансная экситоштя лккинесценция апитакси-альких слоев гпЗе/<Мз(100)//Укра:шск:1а фкиргаскяЛ гуриал.-1б92. -Т.37, H 12. - С. 1802-1808.

Ю.Коваленко A.B., 1!екекечко A.D., Бондарь Н.В. и др. Исследование оптических характеристик эпитаксиалыля слоез ZnSe/СГаЛэ шрацеиные методом иолекулярно-лучевоП эпитагсски и газофазной сш1таксии//8изика и техника полупроводников .-183Я. -Т. 23, И 7. -С. 1251-1255.

11.Коваленко A.B., Мекекечяо A.D., Катков В.Ф. и др. Влияние гидростатического давления на -свойства ппятаксиальных пленок, скрздешшх на альтернативных подложках. -В кн. rSisiuca i технолог^ тонких пл1вок складнях HßniBnpoBiÄliHKiB, Укгород. -1992. -С. 111.

12.Коваленко A.B., Мекеквчко A.D. Мэханиэм роста слоев ZnSe/ /СаАэ(ЮО), синтезированных методом фотостпмулированной газовой эпитаксни. -В кн. :<?1з.чка i технология тонких пл1вок складннх HanicnpOBiAHMKiB, Узгород. -1Р92. «С. 118.

13.Коваленко A.B., Мекекечко A.B., ЛаллеП Л Выращивание иояо-кгисталлических пленок ZnS(x)Se(l-x) и свэрхрекеток ZnSe/ /ZnS(x)Se(l-x) на подложках GaAs(lOO) методом газовой эшггаксш). -В кн.:Рост кристаллов, Харьков. -1992.-Т. 1. -С. 112-113. Ä -,

Ротапринт ДГУ Заказ Н. ,>'<У... Тирад 100 ^