Структурные и физические характеристики многокомпонентных неупорядоченных систем на основе халькогенидов цинка тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

004611736

На правах рукописи

ТОШХОДЖАЕ В ХАКИМ АЗИМОВИЧ

СТРУКТУРНЫЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ХАЛЬКОГЕНИДОВ ЦИНКА

Специальность:01.04.07-физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

2 8 ОКТ 2010

ДУШАНБЕ-2010

004611736

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (Технический университет) и Худжандском государственном университете имени академика Б.Гафурова

Научный консультант: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

д.т.н., проф.А.П.Беляев

д.ф.-м.н., проф. В.С.Куксенко; член - корр. АН РТ, д.ф.-м.н., проф. И.Исмаилов; д.х.н., проф. М.В.Шаблыгин

Институт физики полупроводников СО РАН

Защита диссертации состоится « 2*3 »> оЕТЯ&рЯ 2010г. в /О часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 737.004.04 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Таджикском национальном университете по адресу;734025, Республика Таджикистан, г.Душанбе, проспект Рудаки, 17, факс(992-372) 221-77-11. Зал заседаний Ученого совета ТНУ.

Отзывы направлять по адресу:734025, г.Душанбе, проспект Рудаки, 17, ТНУ, диссертационный совет ДМ 737.004.04, E-mail: tenu@mai1.tj.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ТНУ.

Автореферат разослан «27 » оеНтяё^>Я 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ДМ 737.004.04 кандидат физико-математических наук,

доцент -»/й^Табаров С.Х.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бинарные соединения АгВ6 и их твердые растворы являются перспективными материалами для микро-и оптоэлектроники, широкому внедрению которых во многом препятствует недостаточное понимание электронных процессов, протекающих в структурах, сформированных ими при конденсации. Вместе с тем в настоящее время появилось много новых работ, посвященных теории неупорядоченных систем и теории инжекционно-контактных явлений, к сожалению, пока не приложенных к соединениям А2Вб-В связи с этим в настоящей работе в качестве модельного объекта были выбраны многослойные гетероструктуры на основе халькогенидов цинка.

В последние годы пленочные структуры на основе халькогенидов цинка нашли широкое практическое применение. На их основе созданы полевые транзисторы, приборы ночного видения, фоточувствительные слои для приборов зарядовой связи (ПЗС), мишени телевизионных передающих трубок и т.д. В частности, на основе пленочной структуры, содержащей слои селенида цинка и твердого раствора (ТР) (Хп).хС^1)[Те)1-^1п2Тез)у, создана самая высокочувствительная мишень телевизионной передающей трубки типа "ньювикон", получившая наиболее широкое распространение в телевизионных камерах.

Несмотря на широкое практическое применение указанных пленочных структур, нюансы изготовления структур, технология получения пленок, их свойства и электронные процессы, происходящие в гетероструктурах подобного рода, в научной литературе остались практически не освещенными.

Имеются лишь отдельные работы, посвященные пленочным структурам на основе халькогенидов цинка, причем в этих работах многие, даже сообщаемые экспериментальные факты, остаются необъясненными.

Системы АгВб-АгВб позволяют в широких пределах варьировать ширину запрещенной зоны и как следствие получать пленочные материалы с разнообразными электрическими и оптическими свойствами. Среди таких систем значительный интерес в научном и прикладном плане представляют монокристаллы и пленки твердых растворов (гП].хСс1хТе). Они обладают неограниченной взаимной растворимостью компонентов, что позволяет выращивать кристаллы и пленки с широким диапазоном параметров кристаллической решетки в пределах ас<гге=6,481А до аате^бДОЗ А и с шириной запрещенной зоны от 1,5 до 2,3 эВ. Это является принципиально важным для создания гетеропереходов с оптимальными структурными и фотоэлектрическими свойствами.

Возможность непрерывно изменять состав пленок твердых растворов (ПТР) по толщине и, следовательно, создавать структуры с варизонной шириной запрещенной зоны позволила японским исследователям разработать и создать мишень 1п2Оз-2п8е-(гп1_хС(5хТе)1_,(1п2Тез)у-5Ь28з, которая положена в

основу "ньювикона", а затем "ньюкосвикона"-одних из наиболее многоцелевых и выпускаемых поэтому массовым тиражом на Западе телевизионных передающих трубок (ТУ-трубок), обладающих высокой чувствительностью, низкими темновыми токами, малой инерционностью и широким интервалом спектральной чувствительности от 400 до 850нм (а в трубках спецназначения-до ЮООнм).

Несмотря на перечисленные достоинства, как показывает анализ открытой литературы, публикации по получению пленок селенида цинка, ПТР (7п1_хСс1хТе), 1п20з-гп8е-(гп1.хСс1хТе)1.у([пгТез)у, исследованию структуры, фотоэлектрических и электрофизических свойств, процессов переноса заряда в гетероструктурах на их основе, включая и данные японских авторов, носят весьма отрывочный характер. В частности, наряду с материаловедческими проблемами, именно отсутствие систематических исследований по разработке способов получения пленок селенида цинка, (гп^С^Те), ('¿п,.хСс1хТе)!.у(1п2Те3)у, изучению процессов их конденсации и исследованию процесса переноса заряда в указанной мишени на основе гетероструктуры не позволило оперативно создать аналоги "ньювикона" и "ньюкосвикона". Эта проблема не утратила своей актуальности и к началу постановки настоящей работы.

Настоящая работа достаточной полнотой охватывает все затронутые выше проблемы, главным образом анализ электронных явлений в конденсированных системах 1п20з-2п8е-1п и 1п203-2п5е-(2п1.,(СёхТе)1.у(1п2Тез)у-1п, и является развитием научного направления, сформулированного и разрабатываемого в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (Техническом университете) А.П. Беляевым в рамках научной школы И.П. Калинкина.

Цель и задачи исследования. С учетом вышеизложенного была определена цель работы: проведение комплексных, структурных, фотоэлектрических и электрофизических исследований пленок гпве, твердых растворов (ПТР) (гп).хС(1хТе), (гп1.хСёхТе)1.у(1п2Те3)у; практическая проверка ряда современных модельных представлений процессов токопереноса в теории неупорядоченных конденсированных систем на примере пленочных гетероструктур 1п203-2п5е-1п, и 1п2Оз-7,п8е-(2п1.хСс1хТе)|.у(1п2Тез)у-1п, имеющих широкое практическое применение.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- Исследование процессов вакуумной конденсации пленок твердых растворов (2п1_хСс1хТе), (ггм .хСс1хТе)!.у(1п2Тез)у и пленок гпБе в широком интервале температур испарения и конденсации (от 600°С вплоть до температуры жидкого азота) на подложках различной природы (стекло, стекло со слоем оксида индия, слюда-мусковит).

- Изучение адекватности ряда современных модельных представлений электронных процессов в пленочных структурах на основе неупорядоченных систем путем сравнения теории с результатами исследований температурных зависимостей проводимости, вольт-амперных характеристик, термолюминесценции, фотолюминесценции, края поглощения и фотопроводимости в

гегероструктурах 1п203-2п8е-1п и 1п2Оз-гп8е-(2п1.хСдхТе)1.у(1п2Тез)у-1п.

- Построение энергетической диаграммы гетеросгрукгур 1п20з-2п5е-1п, 1п203-гп5е-(гп).хСс1хТе) | _у(1п2Тез)у-1п и феноменологической модели механизмов токопрохождения через многослойную неупорядоченную гетероструктуру на основе халькогенидов цинка.

- Выявление новых свойств и эффектов в конденсированных слоях 1п20з-Ип8е-1п, и 1п2Оз-7п8е-(2п1.хС^Те)1.у(1п2Тез)у-1п, перспекгавных для практического применения.

- Создание телевизионной передающей трубки и теоретическое обоснование технологии серийного производства высокочувствительной мишени на основе ГС 1п20з-2п8е -(гп^СсУГе) ^п/Гез^ - 1п.

Научная новизна работы

-Внесен существенный вклад в физику конденсированного состояния путем развития феноменологических представлений об электронных процессах в конденсированных неупорядоченных, многокомпонентных и многофазных системах на основе халькогенвдов цинка.

-Впервые проведено детальное систематическое исследование процессов формирования пленок твердых растворов (гл^Сс^Те), {Ъп 1 .хС(1хТе),.у(1п2Тез)у и 2пБе при испарении и конденсации в вакууме в широком интервале температур (от 600°С вплоть до температуры жидкого азота) на подложках различной природы.

-Показано, что составляющие пленочной гетеро структуры 1п203-2п8е-1п и 1п2Оз-Ип8е-(2п1-хСс1)!Те)1.у(1п2Тез)у-1п, полученной методом термического испарения и конденсации, являются неупорядоченными системами.

- Построены энергетические зонные диаграммы гетероструктур 1п203-гп8е-1п и 1п20з-гп8е-(гп1.хС(1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п и определены соответствующие модельные параметры.

- Впервые показано, что субмикронный слой селенида цинка является неупорядоченной системой, характер потенциального рельефа и степень неупорядоченности которой меняются при отжиге.

- Развита феноменология электронных явлений в гегероструктурах типа 1п203-2п8е-(2п 1 .хСс1хТе)]_у(1п2Те3)у-1п. Выявлены условия инверсии слоев под влиянием друг друга. Предложена модель электронных процессов.

- Установлено, что гегероструктура 1п2 Оз-2п8е-(2п 1 ,хСс1хТе) 1 .у( 1п2Те3)у - 1п является неупорядоченной системой со сложным характером изменения зон по толщине, содержащих случайный потенциал, в формирование которого вносят вклад флуктуации состава твердого раствора.

- Установлено, что гегероструктура 1п203-2п Б е-(2п] _хСёхТе) | ,у(1п2Те3 )у-1п содержит высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону.

Научно-практическая значимость

Результаты диссертации являются фактической основой для создания технологий получения приборов опто-и микроэлектроники (например, видиконов).

На основе полученных результатов предложен трехтемпературный способ получения твердых растворов, позволяющий синтезировать пленки твердых растворов 2п1.„Сс1хТе широкого диапазона составов "х" из механической смеси одного состава. Построены соответствующие диаграммы конденсации. На предложенный способ синтеза получено авторское свидетельство.

Защищаемые положения диссертации:

1.Модель токопереноса в гетерострукгуре 1п20з^п8е-1п с субмикронным слоем селенида цинка, учитывающая как процессы, происходящие на границах, так и неоднородности потенциального рельефа зон.

2.Выборка экспериментальных результатов, подтверждающих предложенную модель.

3.Результаты сравнения теории с результатами разноплановых исследований практически значимой 1п20з-гп8е-1п.

4.Корреляционные связи между температурой и характером случайного потенциала рельефа зон пленок селенида цинка (под влиянием отжига увеличивается амплитуда неоднородности и изменяется характер потенциального рельефа зон).

5.Модель электронных процессов в гетероструктуре 1пгОз-гп8е-(гП1.хСс1хТе),.у(1п2Тез)у-1п.

6.Совокупность экспериментальных данных, подтверждающих предложенную модель и свидетельствующих о том, что

-гетероструктура 1п20з^п8е-(2п1^СёхТе)1.у(1п2Тез)у-1п является неупорядоченной системой со сложным характером изменения зон по толщине, содержащих случайный потенциал, в формирование которого вносят вклад флуктуации состава твердого раствора;

-гетероструктура 1п203-2п5е-(гП].хСс1хТе)].у(1п2Тез)у-1п содержит высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону, токоперенос в которой определяет темновую проводимость гетеро-сгрукгуры при низких температурах.

7.На примере сложной гетероструктуры 1п2Оз-2п8е-(7п1.хС(1хТе)1-у(1п2Тез)у-1п развита феноменология инжекционно-контактных и электронных явлений в неупорядоченных системах, демонстрирующая возможности и условия инверсии проводимости отдельных слоев под влиянием друг друга.

Достоверность результатов

Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением современных и надежных методов исследования структуры фотоэлектрических и электрофизических свойств гетероструктур на основе халькогенидов цинка.

Личный вклад ангора определяется характером настоящей работы на всех этапах научного исследования: как при постановке проблемы исследований, так и в непосредственном выполнении работы по проведению комплексных, технологических, структурных, фотоэлектрических и электрофизических исследований многокомпонентных неупорядоченных систем на основе халькогенидов цинка и практической проверке ряда методов получения

пленок ZnSe и Zn^CdxTe, процессов конденсации, современных модельных представлений токопереноса в теории неупорядоченных конденсированных систем.

Апробация. Результаты работы докладывались на Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Душанбе, 1989); Всесоюзной научной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (Ташкент, 1989); Ш Всесоюзной конференции по физике и технологии тонких полупроводниковых пленок (Ивано-Франковск, 1990); Международнрй конференции "Современные проблемы физики полупроводников и диэлектриков" (Ташкент, 1995); Международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводниковых приборов" 24-16 апреля 1997, (Ташкент.); П Международной конференции "Проблемы и прикладные вопросы физики" (Саранск 1999); Научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Худжанд, 1990 - 2007); Международной конференции «Современные проблемы физики», посвященной 100-летию академика С.У.Умарова. (Душанбе, 2008). По трле диссертации опубликовано 37 работ, в том числе 26 статей, получено авторское свидетельство A.C. СССР № 1752121,1990 г.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и списка цитируемой литературы, включающем 204 названия. Полный объем диссертации составляет .224 страниц машинописного текста, иллюстрированного 56 рисунками,и 9 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ , Во введении кратко обсуждается актуальность темы, формулируется цель исследований, характеризуется научная новизна и практическая значимость работы. . . ■

В первой главе дан обзор литературы и рассмотрены основные модельные представления и характеристики теории неупорядоченных систем и теории инжекционно-контактных явлений; анализируются опубликованные работы, посвященные методам получения, применения, а также свойствам пленок селенида цинка, пленок твердых растворов (111V) Zn!.xCdxTe и In203-ZnSe-(Zn ,.xCdxTe), .v(In2Te3)y-In.

Анализ литературы показывает, что имеющиеся сведения по теории инжекционно-контактных явлений, теории неупорядоченных систем, а также технологии получения пленок ZnSe, твердых растворов ZrvxCdxTe и сэндвич структур (Zni.xCdxTe)1.v(In2Te3)y носят несистематический характер, что электронные процессы в этих гетероструктурах остаются практически неизученными. Исследования процессов токопереноса в гетероструктурах подобного рода имеют как самостоятельный научный интерес для физики тонкопленочных полупроводниковых структур, так и практический, связанный, прежде всего, с созданием технологии промышленного производства высокочувствительных телевизионных передающих трубок. Однако имеющиеся работы по свойствам ШТ Ir.203 Zn S e-(Zn I)(CdxTe), _y(In2Te3 )y-In и

селенида цинка показывают, что скорее всего эти объекты относятся к неупорядоченным системам с низкой удельной проводимостью. В связи с этим анализируются основные положения современной теории неупорядоченных систем, демонстрируются ее достижения.

Во второй главе приводятся сведения об исходных материалах, способах их подготовки и методике получения пленок твердых растворов на основе халькогенидов цинка.

Для получения пленок гпБе в качестве исходного материала использовалась крошка (0,5-1 мм), полученная при растирании монокристалла гиБе.

Известно, что исходные порошки 2п8е и С(1Те, как правило, могут содержать до 1 масс.% непрореагировавших исходных компонентов. В работе применялись как исходные, так и стандартизированные по составу порошки гпБе и СсГГе.

Для стандартизации составов порошков гпЗе и СсГГе отрабатывались условия по удалению примесей свободных элементов. Очистка свободных элементов осуществлялась в вакуумной установке.

Контроль полноты очистки от Ъа, Те и Сс! осуществлялся спектрофото-метрическим или химическим анализом сублиматов.

Методика приготовления механических смесей сводится к следующему. Для любого заданного значения "х" в массовых процентах бралась навеска геллурида цинка в "х" граммах и навеска теллурида кадмия в граммах из расчета (100-х) массовых процентов. Например, при приготовлении 10 г смеси с х = 0,6 (60%) бралась навеска 6 г ЪпТе и 4 г СсГГе. Порошки небольшими порциями смешивались в агатовой ступке, тщательно перетирались, а затем перемешивались еще раз. После этого при выбранном значении "у" бралась навеска 1п2Те3 массой " у " и навеска смеси '¿пТе+СйТе массой (100-у). В рассматриваемом случае, например, приу=0,05 (5%) бралась навеска 0,5 г 1п2Те3. Взвешивание проводилось на серийных аналитических весах с точностью до 10"3 грамм.

Для получения смеси с равномерным распределением 1п2Тез производилось его постадийное "разбавление" смесью порошков 2пТе+СсГГе. Состав полученной смеси обозначается:

гпТе: СсГГе: 1п2Те3 = 60 : 40 : 5

В настоящей работе для получения пленок твердых растворов использовались метод термического напыления в вакууме, метод теплового экрана и метод открытого испарения. Исходными материалами служили:

а) механические смеси порошков ХпТе, СсГГе и 1п2Те3, взятые в определенных соотношениях;

б) таблетки, спрессованные из порошков твердых растворов.

Особенность способа теплового экрана заключается в том, что зона

дополнительного нагрева (теплового экрана) позволяет регулировать состав паровой фазы, направляемой из зоны испарения и, тем самым, регулировать состав конденсирующихся пленок (при одной и той же температуре испарения).

На способ получения пленок твердых растворов на основе теллуридов кадмия и цинка получено авторское свидетельство.

Толщина образцов определялась с помощью интерферометра МИИ-4 г точностью 1,4-10 м (Ь 3-102А).

В качестве подложки использовались стеклянные сигнальные пластины с прозрачным проводящим слоем 1ТО (1п2Оз), который получают катодным или магаетронным распылением.

Рентгенофазный анализ порошков и НТР осуществлялся на дифракгометре ДРОН-2.0 с использованием излучения СиКц и №-фильтра при значениях в=3-65°. Расшифровка рентгенодифрактограмм осуществлялась по картотеке АБТМ.

Изучение проводимости пленок производилось в режиме измерения тока. Такой способ измерения обеспечивал высокую помехозащитность. Минимальное значение регистрируемого тока составляло 10"15А.

Измерения и обработка результатов осуществлялись с использованием ЭВМ, что позволяет проводить эксперименты с заданной точностью. Методика обработки экспериментальных данных базируется на основе «безмодельной теории». Согласно этой теории, для получения корректных результатов расчетов регистрация электрических параметров должна осуществляться с высокой точностью. Поэтому для ввода и регистрации з ЭВМ сигналов нами использовались "двойные преобразования", позволяющие значительно увеличить число разрядов кода, а значит, и точность измерений.

Далее приводится методика инжекционной спектроскопии.

Инжекция носителей в реальный полупроводник приводит к изменению положения уровня Ферми в запрещенной зоне. При этом состоянии соответствующие совпадения уровня Ферми с каким-либо ловушечным уровнем вызывают характерные изменения процессов токоперенсса. Следовательно, анализируя вольт-амперную характеристику (ВАХ). принципиально можно осуществлять диагностику полупроводника. Такая методика диагностики называется инжекционной спектроскопией.

Согласно этой методике, анализ материала осуществляется исходя из параметра

(1)

Ш 4

получаемого на основе экспериментальной ВАХ. Зависимость параметра а от величины приложенного внешнего напряжения называется инжекционным спектром.

Таким образом, разработанная нами методика двух- и трехтемпера-турного способа (способ теплового экрана) получения пленок твердых растворе в гп1.хС(1хТе, (2п 1 .хС(1кТе) 1 .уС1п2Тез)у и селенида цинка позволили управляемо получать пленки твердых растворов широкого диапазона составов "х" гл одного исходного состава твердого раствора или механической смеси гпТе:Сс1Те.

Кристаллическая структура пленок и степень ее совершенств.'.

контролировались на электронографе ЭМР-100. Фазовый состав пленок определялся по рентгенограммам, снятым на рентгеновском рефрактометре ДРОН-2Д а толщина пленок измерялась с помощью микроинтерферометра МИИ-4.

Измерительный комплекс инжекционной спектроскопии, позволяющий исследовать параметры гетероструктур на основе измерения вольт-амперных характеристик, управлялся ЭВМ, осуществлявшей, в том числе и автоматический выбор оптимального, с точки зрения погрешности, шага измерений.

Для оценки плотности состояний в запрещенной зоне использовался метод видиконов. Для осуществления измерений подобного рода с соавторами была разработана специальная установка. Преимуществом сконструированной установки является возможность измерений без электронного луча. Как следствие этого-экспрессность измерений. Конструкция установки опубликована в журнале "Заводская лаборатория", 1992, Т.58, №4, С.42-43:

При измерениях электрических параметров учитывалась возможность релаксаций, обусловленных неупорядоченным характером отдельных слоев гетероструктур. В связи с этим процесс измерения контролировался с помощью ЭВМ.

В заключении приводятся оценки погрешностей использованных методик измерений. Сообщается, что погрешности измерений не превышали 10%.

В третьей главе приводятся результаты изучения вакуумной конденсации пленок селенида цинка и пленок твердых растворов на основе теллурида цинка и кадмия на подложках различной природы (стекло, слюда-мусковит и поликристаллический слой оксида индия).

Впервые исследован рост пленок селенида цинка и ТР в широком диапазоне температур от 600°С вплоть до температуры жидкого азота.

Изучены химические и фазовые составы, структура и степень совершенства кристаллической структуры пленок, синтезированных методом теплового экрана для получения пленок твердых растворов в широком диапазоне составов из механической смеси гпТе:С<1Те, а также пленок твердого раствора более сложного состава (гп ] .хСс1хТе) | (1п2Те3 )у в широком температурном диапазоне из твердых растворов поликристаллических порошков.

Рассматриваются процессы зарождения пленок твердых растворов (/п 1 .ХСёхТе) 1 -у( 1п2Те3)у на подложке из поликристаллической пленки селенида цинка [1-3].

Приводятся кривые зависимости скорости роста пленок твердых растворов и селенида цинка от температуры подложки, которые свидетельствуют о сложном характере этих зависимостей. Зависимости могут быть разбиты на несколько участков. Каждый из них относится к определенной функциональной зависимости: либо экспоненциальной, либо независимой от температуры [3]. Приводятся соответствующие электронограммы, указывающие на связь между функциональной зависимостью и кристаллической структурой.

На основании проведенных исследований определены оптимальные, с

ю

точки зрения совершенства кристаллической структуры и технологичности, методы и режимы получения пленок твердых растворов (2п1.хС^Те), (2п!_хСс1хТе),.у(1п2Те3)у и пленок селенида цинка [4-5].

В пленках, синтезированных при более высоких плотностях падающего потока (вместо потока с у = 1015см"2 с1 использован поток с у/ = 1017см"2 с"1), когда время установления равновесного распределения было заведомо меньше, области с неравновесной ориентацией не обнаружены. Их рентгенограммы ничем не отличались от рентгенограмм пленки, выращенной в резко неравновесных условиях.

В исследованиях использовались электронная микроскопия, электронография и рентгенофазовый анализ. Исследовались образцы, синтезированные в различных условиях: как в условиях, где существенную роль в процессах роста играет диффузионная коалесценция, так и в условиях, где диффузионная коалесценция подавляется непрерывным источником. .....

Приводятся соответствующие микрофотографии поверхности слоев, злектронограммы и рентгенограммы.

На основании анализа полученных результатов делаются следующие выводы:

1. Процесс роста пленок твердых растворов на подложке из селенида цинка осуществляется через зародыши разной формы.

2. Пленки твердых растворов (гп1.хСёхТе)1.у(1п2Те3)у, выращенные на подложке из селенида цинка, охлажденные до "азотной" температуры, с точки зрения "кристаллической ориентации" более совершенны^, чем пленки, выращенные на нагретой подложке, где существенную роль в процессах роста играет диффузионная коалесценция. . ..

3. Граница между слоем твердого раствора и селенидом. цинка в гетероструктуре (7,пх.кСйх Те),.у (1п2Те3)у/ гп8е,синтезнрованной в резко неравновесных условиях, характеризуется однородностью кристаллической ориентации приграничных областей.

4. Процесс роста пленок твердых растворов (гП[.хСёх Те)].у (1п2Те3)у в квазиравновесных условиях на подложке из селенида цинка осуществляется через зародыши разной кристаллической ориентации относительно поверхности подложки.

В четвертой главе приводятся экспериментальные результаты процессов токопереноса.в гетероструктуре 1п203^п8е-1п с субмикронным слоем селенида цинка, которые ранее практически не исследовались.

Выбор объекта исследования обусловлен практической важностью указанной ГС, широко применяемой в качестве составляющей ряда оптоэлектронных приборов.

Для большей корреляции результатов исследования с процессами, имеющими место в используемых на практике приборах, ГС 1п203-2:п8с-1п синтезировалась в условиях, близких к условиям технологии промышленных приборов.

Исследованная ГС формировалась на стеклянной подложке, на которую

методом катодного напыления наносился слой оксида индия толщиной 0,03-0,05 мкм.

Составляющие ГС обладали электронным характером проводимости. Тип проводимости отдельных слоев определялся по знаку термоэдс. Измерения проводились для каждого слоя в отдельности.

Удельная проводимость слоя оксида ивдия, на кагором выращивался слой селенида цинка, составляла величину ~2-102 Ом"1 см"1.

Проводимость ГС зависит от полярности приложенного внешнего напряжения. Для случая, когда анодом является слой оксида ивдия, в условиях I ->0 удельная проводимость составляет величину ~0,4-10"150м"1 см'1. Диапазон исследованных напряжений составлял ~ 0,01-5-10,00 В.

На первый взгляд можно предложить, что эти результаты могут быть с успехом интерпретированы на основе модели двух встречно включенных диодов Шоттки. Однако, более внимательное их изучение показывает, что в данном случае теория Шоттки не может быть применена. Это следует, прежде всего, из сопоставления радиуса Дебая с толщиной слоя селенида цинка в ГС 1п203-гп8е-1п. Радиус Дебая в данном слое составляет величину порядка нескольких сотых долей см., в то время как толщина слоя не превышает десятой доли мкм. Даже если принять во внимание возможность ошибки, обусловленной выбором значения дрейфовой подвижности (в расчетах использовалась величина ^ОШсм^-с), очевидно, что последний будет существенно больше межэлектродного расстояния, а это значит, что подвижный заряд, имеющийся в пленке селенида цинка, не может существенно изменить внешнее электрическое поле, в том числе и поле, обусловленное контактной разностью потенциалов. Второй причиной, указывающей на неприменимость в данном случае теории Шоттки, является наличие на экспериментальной ВАХ области с линейной зависимостью между током и внешним напряжением. В то же время ВАХ двух встречно включенных диодов Шоттки, описываемая выражением :

~ ехр(е V / 2кТ) + /52 ехр{-е V / кТ)' 1

Здесь к - постоянная Больцмана; V- внешнее напряжение; /-сквозной ток;

/и -токи насыщения, соответственно для положительной и отрицательной ветвейВАХ.

Для демонстрации невозможности применения диодов Шоттки к исследованной ГС на рис.1 (кривая 1) показана теоретическая ВАХ, следующая из выражения (2).

Из рисунка можно видеть более чем десятикратное отличие теоретических и экспериментальных данных (сравнить кривые 1 и 3).

Вместе с тем, теоретически исследованы структуры со слоем пленки 1д много меньше радиуса Дебая. Ими показано, что в подобных структурах при выполнении условия:

еШ 'Дл Дк'щ-пл ' проводимость, измеряемая в эксперименте, определяется преимущественно областями приэлекггродных зазоров.

Рис.1. Типичные полевые зависимости тока в пленках селенида цинка с электродами из индия и оксида индия:

1. В АХ двух встречно включенных диодов Шотгки;

2. ВАХ селенида цинка при положи-тельной полярности источника на индиевом электроде;

3. ВАХ селенида цинка при положи-тельной полярности источника на электроде из оксида индия

4. ВАХ соответствующая теории Пекара

В уравнении (3): ц -дрейфовая подвижность; / - заряд электрона; пл, пк -прианодная и прикатодная, соответственно, концентраций носителей; Да, Дк -коэффициенты прозрачности, соответственно, прианодного и прикатоднсго зазоров;

«■-Щ-. (4)

и„ - средняя тепловая скорость электрона в полупроводнике; пи -эффективная маха электрона

Для типичных А2В6 значение и=106см"\ /¿=0,01 см"2/В С, Б=10 , и„= 107 см/с правая часть (3) составляет величину в несколько долей микрона, что соизмеримо с толщиной слоя селенида цинка в исследованной ГС.

Там же показано, что на предельно малых толщинах слоя пленок пространственный заряд слоя может стать настолько малым, чтэ практически не сможет изменить внешнее электрическое поле, в том числе и поле, обусловленное контактной разностью потенциалов. Устанавливается режим постоянного поля. Условием наступления режима является малая толщина слоя пленки по сравнению с приконгактной дифференциальной длиной спада концентрации. В этом режиме проводимость структуры должна возрастать вместе с толщиной слоя пленки, т.к. возрастает роль объема в процессах токопереноса.

Экспериментальные данные указывают именно на такой характер зависимости проводимости ГС 1п2Оз^п8е-1п от толщины слоя селенида цинк1.

Таким образом, мы можем констатировать, что теория Шоттяи

неприменима для описания процессов токопереноса ГС In203-ZnSe-In.

Теоретически наиболее полно и корректно структуры, в которых выполняются условия режима постоянного поля, были исследованы на основе модели Пекара . Согласно его модели, граница полупроводник-металл представляется как структура из металла и полупроводника, между которыми находится некоторый переходный слой с некоторыми электрическими характеристиками, отличными от металла и полупроводника. Полагается, что в этом слое, в приэлектродном зазоре, происходит формирование решеточных постоянных. Поскольку теория, основанная на этой модели, использует лишь условные малости радиуса экранирования в металле L3M по сравнению со слоем полупроводника, то, очевидно, можно вместо металла в модели Пекара рассматривать и вырожденный полупроводник того же типа проводимости. Феноменологическая модель границы гетероструктуры In203-ZnSe-In содержит приэлектродный зазор, в котором, согласно модели Пекара, существует однородное, неизменное по толщине зазора электрическое поле, величина и направление которого определяются свойствами контактирующих тел.

Используя значение удельной проводимости, оценим радиус экранирования Дебая, полагая дрейфовую подвижность ц=10"2см2/В-С. Расчеты приводят к величине »10"2см, т.е. межэлекгродное расстояние L (толщина слоя селенида цинка) много меньше радиуса экранирования.

Введенный Пекаром зазор обладает определенным коэффициентом прозрачности Dk, благодаря чему будет иметь место ослабление потоков носителей к границе. Указанное ослабление может привести к уменьшению концентрации носителей вблизи границы аналогично эффекту греющего поля, когда носители оттягиваются полем от границы. Однако подобное уменьшение концентрации-квазиразогрев носителей - будет проявляться при значительно меньших электрических полях за счет предполагаемого малого значения коэффициента прозрачности Dh т. е. эффект квазиразогрева проявляется при выполнении условия

J » (5)

4

Нужно отметить, что коэффициент прозрачности может корректно учитывать и процессы рекомбинации. Для этого необходимо только отсутствие зависимости скорости рекомбинации (генерации) от внешнего поля. Для рекомбинационно-генерационных границ вводится эффективный коэффициент прозрачности D'k:

(6)

где Sk — «скорость» рекомбинации.

Из экспериментальных данных, полученных при исследовании ГС In203-ZnSe-In, было установлено, что структура обладает асимметричной проводимостью. Следовательно, внутри слоя селенида цинка имеет место диффузионное поле, а значит, теоретическая ВАХ может корректно описывать опытные данные, характерные лишь для согласованного направления

диффузионного и внешних полей, т.е. отрицательную ветвь В АХ, когда имеет место более высокое значение проводимости ГС.

Экспериментальные результаты качественно соответствуют характеристикам, теоретически полученным на основе модели Пекара. В связи с этим анализируются начальные условия и приближения, использованные в этой теории; делается сопоставление с условиями, реально имеющими место в гетероструктуре 1п2Оз-2п8е-1п. Значения параметров оказываются в соответствии с теоретически ожидаемыми (см.табл.1).

Таблица 1 .Экспериментальные результаты

Вид катода Параметр Индий (положительная ветвь ВАХ) Погрешность % j Оксид индия (отрицательная ветвь ВАХ) | Погрешность % |

ß min 0,24 5 0,82 6

Jm j„. А/см2 2,4-10"" 7 4,9-10"" 5

Knm, в 0,41 4 0,40 7

Эффективный коэффициент прозрачности электрода D* 6,9-Ю"6 7 5,1-10° 8

Приэлектродный зазор d, см Ю-Ю"8 8 1,8-10"" 7

Скорость рекомбинации в зазоре S, см/с 9-Ю'1 6 6,7-ltf 9

Эффективная приэлегародная концентрация п*, см"3 2,4-10ö 7 1,5-10° 8

Удельная проводимость ГС в условиях равновесия о, Ом 1*см"1 0,4-10"'' 6 lJ-lO"'5 8

Высота реального барьера, эВ 0,66 4 0,68 7

Энергетическое расстояние от уровня Ферми до зоны проводимости в электродах, эВ 0,66 9 0,68 10

Удельное сопротивление р, Ом*см г.б-ю11 7 8,7-1014 8

В частности, низкая прозрачность барьеров при малой величине приэлектродных зазоров свидетельствует о рекомбииационном характере ограничения тока. Изменяется вклад объема в процессы токопереноса, а следовательно, и ВАХ.

Анализируются результаты изучения физических процессов в свежеприготовленной, предварительно неотожженной гетероструктуре 1п20з-2п8е-1п. Приводятся соответствующие вольт-амперные характеристик:" для обеих полярностей внешнего напряжения.

Демонстрируется, что гетероструктура 1п203-2п5е-1п обладает

анизотропией проводимости.

В заключении представлены выводы:

1. Внутри структуры In203-ZnSe-In существует однородное, неизменное по толщине слоя селенида цинка электрическое диффузионное поле, обусловленное асимметрией контактов (разная работа выхода), направленное от индиевого электрода к слою оксида индия.

2, Работа выхода из слоя оксида индия выше, чем из индиевого электрода.

3.Электрическое сопротивление гетероструктуры In^Cb-ZnSe-In с

субмикронным слоем селенида цинка определяется соотношением работ выхода из слоев индия, оксида индия и сродством к электрону слоя селенида цинка.

Пятая глава посвящена исследованию электрофизических и оптических характеристик отожженных гетероструктур In2Cb-ZnSe-In и In203-ZnSe-CdTe-In на основе пленок селенида цинка и рассмотрению инжекционно-контактных явлений в гетероструктуре на основе пленки ZnSe [7-8].

Исследовались гетероструктуры, приготовленные путем послойного роста на стеклянной подложке слоев оксида индия, селенида цинка и индия, и гетероструктуры, содержащие слои оксида индия, селенида цинка, теллурида кадмия и индия.

Толщина слоя оксида индия, наносимого методом катодного распыления, доставляла величину ~ 0,01 мкм. Удельное сопротивление составляла ~5,0-10"30м-см. Все остальные слои наносились методом термического напыления в вакууме при давлении 10"3 Па. Слои специально не легировались. Толщина слоя селенида цинка варьировалась в интервале 0,05-0,1мкм. Структура слоя представляла собой текстуру, ориентированную плоскостью [(111)] параллельно подложке. Угол разориентации отдельных кристаллитов относительно друг друга составлял 3-5°. Слои оксида индия и селенида цинка обладали электронной проводимостью, теллурида кадмия -дырочной. Тип проводимости определялся по закону термоэдс. Толщина слоя теллурида кадмия не превышала долей микрона. Исследовались полевые зависимости тока, фотолюминесценция и край поглощения.

На рис.2 демонстрируется типичная ВАХ гетероструктуры (кривая 1). Как можно видеть из рисунка, она содержит три участка: первый, где связь между током и напряжением близка к линейной, второй, где имеет место ослабление полевой зависимости между током и напряжением и, наконец, третий, где имеет место относительно резкое возрастание тока с напряжением.

Удельное сопротивление структуры, оцененное в области линейной зависимости между током и напряжением (J-> 0), составляло величину порядка 1015 Ом-см.

Кривая 2 на рис.2 демонстрирует ВАХ гетероструктуры In203-ZnSe-CdTe-In. Из рисунка можно видеть, что включение в состав гетероструктуры слоя CdTe приводит к некоторому уменьшению проводимости и на ВАХ - к сужению 2-го участка.

Для определения характера края поглощения приведены данные в координатах Iga ~ hco. Можно видеть, что в гетероструктуре In203-ZnSe коэффициент поглощения растет экспоненциально с энергией фотона, то есть

наблюдается экспоненциальная зависимость (края Урбаха):

а = от, ехр[-^ (Е-Пе>)1кТ] где а о, у- некоторые постоянные.

| >

10'

10°

10'

V, в

Рис.2.Типичная ВАХ гетероструктуры 1п203-2п5е-1п и 1п203-2п8е-Сс1Те-1п до и после отжига. Кривые 1,4. - для гетероструктуры 1п20з-2п8е- 1п и кривые 2,3- для 1п20з-гп8е-Сс1Те- 1п; кривые 1,2 до отжига и кривые 3,4 после отжига. Катод-1п203

Из представленных результатов исследований нолевых зависимостей тока гетероструктур видно, что после отжига характер ВАХ практически не изменился. Сохранились ярко выраженные области: область линейной зависимости между током и напряжением; область, где эта связь ослабевает, к область резкого нарастания тока. Однако можно видеть, что гетероструктуры 1п20з-гп5е-1п, подвергнутые отжигу, почти на два порядка уменьшили свою проводимость. Их ВАХ сместилась почти параллельно вниз, вместе е тем гетероструктуры 1п203-2п8е-Сс1Те-1п после отжига практически яе изменили свои электрические свойства.

Представленные результаты измерения края поглощения в отожженных образцах демонстрируют существенное ослабление зависимости коэффициента поглощения от энергии фотона в сравнении с неотожженными структурами. Фотолюминесценция в отожженных гетероструктурах не наблюдалась. Другими словами, имело место "тушение люминесценции отжигом".

Представленные данные позволяют утверждать, что в результате отжкп; электрические свойства гетероструктуры 1п203-2п5е-Сс1Те-1п практически не изменяются, а в гетероструктуре 1п203-2п8е-1п почти на два порядка

уменьшается проводимосгь, структура теряет свои фотолюминеецентные свойства и характеризуется более слабой, чем неотожженные образцы, зависимостью коэффициента поглощения от энергии фотона.

Согласно теории Зюганова, проводимость гетероструктуры на основе субмикронного слоя полупроводника определяется эффективной концентрацией носителей заряда п^>

п,ж=^щ>{(х~ч/е)/кТ}-екр{(.ееЕ0с1с)/ескТ) (8)

Е0=1!Ь-(.Ч'л1е-у/с1е) где Мс — эффективная плотность состояний в зоне проводимости; / — электронное сродство; у с , Ц>а — работа выхода соответственно из катода и анода; е — диэлектрическая проницаемость полупроводника; ее — диэлектрическая проницаемость прикатодного зазора; Ев — напряженность диффузионного поля в структуре; Т—абсолютная температура;А: — постоянная Больцмана; е — заряд электрона; Ь — толщина слоя полупроводника; 4с — толщина прикатодного зазора, имеющего место между катодом и слоем полупроводника.

Из выражения (8) следует, что отжиг не должен влиять на проводимость структуры 1п2Оз-Еп8е-1п, если пренебречь его влиянием на. дрейфовую подвижность носителей. Действительно, величина ус ■-,■■■ входящая в (8), изменяться не может, так как слой индия наносите^ после отжига; ¿с, как следует из расчетов, проведенных на основе экспериментальных вольт-амперных характеристик (ВАХ) по методике Зюганова, остается практически неизменной. Диффузионное поле Ев при отжиге1 существенных изменений также не претерпевает, поскольку ¡в противном случае проводимость структуры должна была бы уменьшиться только при одном направлении сквозного тока, в то время как при противоположном — возрасти. Однако такого факта экспериментально не. наблюдалось. Остается электронное сродство селенида цинка изменение которого в процессе отжига трудно предположить. Тем не менее, результаты , эксперимента указывают на уменьшение проводимости гетероструктуры 1л203-2п8е-1п после отжига почта на два порядка.

Несоответствие эксперимента и теории можно избежать, если полагать, что слой селенида цинка является неупорядоченной сиртемой т.е. пленками, внутри которых существует случайное электрическое поле, "модулирующее" энергетические зоны. Процессы токопереноса в таких пленках, в зависимости от масштаба неоднородностей, определяются концентрацией носителей либо на уровне протекания, либо на краю подвижности. Если характерные размеры неоднородностей значительно превосходят дебаевский радиус, дебройлевскую длину волны и длину свободного пробега носителей, то потенциальный рельеф зон считается крупномасштабным и проводимость определяется концентрацией носителей на уровне протекания. Если же указанные условия нарушаются, то имеют место квантовые процессы и проводимость оценивают по концентрации носителей на краю

подвижности. Учитывая субмикронную толщину слоя селенида цинка, очевидно, что в данном случае более применимо понятие края подвижности.

Однако, если признать, что процессы токопереноса в селениде цинка определяется концентрацией носителей на краю подвижности, то следует признать, что проводимость гетероструктуры 1п20з-Хп8е-1п будет определяться приэлектродной концентрацией на краю подвижности. Формально это значит, что в выражении (8) вместо электродного сродства следует подставить энергетическое положение края подвижности. Энергетическое положение края подвижности зависит, в частности, от амплитуды неоднородностей и характера потенциального рельефа зон, т.е. от величин, которые в процессе отжига могут изменяться. Противоречие между теорией и экспериментом снимается.

Неупорядоченным полупроводникам свойственны низкие значения проводимости; для фотолюминесценции (если она и имеет место) - большая полуширина полос; для поглощения - наличие края Урбаха. Все эти указанные свойства, как следует из эксперимента, присущи слою селенида цинка. Следовательно, можно констатировать, что слой селенида цинка действительно является неупорядоченным.

Таким образом, в результате проведенных исследований были получены данные о проводимости, фотолюминесценции и поглощение как в отожженной, так и в неотожженной гетероструктуре 1п2Оз-гп5е-1п; был проведён анализ электронных процессов в указанных гетероструктурах; былк проведены исследования влияния температурного воздействия н? электрофизические характеристики слоя селенида цинка.

Проведён анализ причин полученных результатов. Для этого было использовано сравнение температурного воздействия на образцы с открытой и закрытой теллуридом кадмия поверхностью. Учитывая, что до нанесения слоч теллурида кадмия образцы были идентичны, а после нанесения этого слоя к отжига образцы, отжигаемые с открытой поверхностью, во много раз становились более высокоомными, чем образцы со слоем теллурида кадмия, делается вывод, что причиной увеличения неупорядоченности является удаление из объема пленки селенида цинка каких-то атомов. Основываясь на известной склонности селенида цинка к самокомпенсации за счет образования вакансий цинка, высказывается предположение, что при отжиге слоев селенида цинка имеет место удаление из объема именно атомов цинка, образование соответствующих заряженных дефектов, хаотическое расположение которых и приводит к возрастанию амплитуды неупорядоченности.

На основании приведенных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Гетероструктура 1п203-2пЗе-Сс1Те-1п после отжига практически ье изменяет свои электрические свойства.

2. Гетероструктура 1п203-2лЗе-1п после отжига почти на два порядка уменьшает свою проводимость, теряет фотолюминесцентные свойства и характеризуется более слабой, чем неотожженные образцы, зависимость:^

коэффициента поглощения от энергии фотона.

3. Проводимость гетероструктуры In2Ot-ZnSe-In на основе субмикронного слоя селенида цинка определяется приграничной концентрацией носителей, собственных или инжектированных, на краю подвижности полупроводника селенида цинка.

4. Отжиг гетерострукгуры на основе субмикронного слоя селенида цинка способствует формированию неоднородного потенциального рельефа зон ZnSe. ' ■ *: ■'; '

5. Изменения потенциального рельефа ' зон ZnSe, происходящие при отжиге образца, носят не только количественный, но и качественный характер.

В шестой главе рассматриваются результаты исследований вольт-амперных характеристик, температурных зависимостей проводимости, Оже-спектроскопии, рентгенофазового анализа, термолюминесценции и фотопроводимости в динамическом и стационарном режимах; анализируются электронные процессы в гетерострукгуре In203-ZnSe-(Zni.xCdxTe)i.v(In2Te3)v-In [9-12]. •

Пленки твердых растворов (ZnI.xGdxTe)i.Y(In2Te3)v-In, входящие в состав исследованной гетерострукгуры, -обладали структурой типа "текстура" кубической модификации, ориентированной плоскостью [111] параллельно поверхности подложки. Разориентация отдельных блоков (кристаллитов) относительно друг друга составляла величину порядка 3-5°.

Размер отдельных кристаллитов пленки твердого раствора (ПТР) не превышал десятых долей микрона. Состав твердого раствора по толщине пленки не оставался неизменным.

Дифракция рентгеновских лучей подтверждает неоднородность состава пленок по толщине. Это можно видеть из рефлексов от плоскостей с большими значениями индексов Миллера. На рентгенограмме отчетливо видно размытие этих рефлексов в широкое "плато", положение которого изменяется при изменении толщины исследуемой ПТР.

Для определения типа проводимости отдельных слоев гетерострукгуры In203-ZnSe-(Zni.xCdxTe)i.y(ln2Te3)v-In на стеклянной подложке приготавливались специальные образцы, содержащие только один исследуемый слой. Образцы готовились в условиях, максимально приближенных к условиям выращивания полной гетероструктуры. Результаты исследования термоэдс этих образцов показали, что слой оксида индия обладает электронной проводимостью, слой селенида цинка также обладает электронной проводимостью, а слой ПТР- дырочной.

На рис.4, демонстрируется ВАХ, соответствующая отрицательной полярности источника внешнего напряжения на слое оксида индия (отрицательные ветви ВАХ). Кривая 4 отвечает стационарной темповой ВАХ гетероструктуры In203-ZnSe-(Zni.xCdxTe)i.y(In2Te3)v-In, измеренной при комнатной температуре.

чв

Рис.3. Типичные стационарные В АХ гетероструктуры [игОз^пБе-^П]. хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у -1п (кривые 2-5) и гетероструктуры 1п2Оз-гп5е-1п (кривая 1), полученные при комнатой температуре исследований в темноте (кривые 1,4) по действием света со стороны слоя селенида цинка, белого при освещенности в 70 лк (кривая 5) и длинноволнового ()>0,б мкм) при освещенности в 240 лк (кривая 2). Положительный полюс источника внешнего напряжения на слое индия. Кривая 3 соответствует расчетной зависимости 1=3-10",2( I- 0,1-У)5,25У.

Характер зависимости близок к характеру положительной ветви ВАХ: в области малых напряжений (до 1 вольта) слабая полевая зависимость тока и в области высоких - сильная. Отличие заключается в том, что область насыщения на ВАХ выражена менее ярко и что за областью быстрого роста тока на отрицательной ветви ВАХ присутствует область нового ослабления полевой зависимости, где ток и напряжения связаны законом, близким к линейному. Участок ВАХ, соответствующий резкому нарастанию тока, в рамках представления его в степенной функцией, имеет показатель степени порядка шести.

Кривая 1 на рис.4, соответствует отрицательной ветви ВАХ гетероструктуры 1п203-гп8е-1п. Сопоставление ее с ВАХ гетероструктуры 1п20;<-2п8е-(гп] ,хСс1кТг) 1.у(!п2Тез)у-1п (кривая 4) показывает, что внесение в гетероструктуру слоя ПТР несколько уменьшило ее проводимость во всем исследованном диапазоне напряжений при отрицательной полярности источника на слое оксида ицция.

Эффект уменьшения проводимости ГС после внесения в неё слоя твердого раствора объясняется возникновением барьера Шотгки между дьцючным полупроводником и индиевым электродом. Для этой полярности внешнего

напряжения барьер оказывается включенным в запорном направлением.

Изучались фотоэлекгрические свойства гетероструктуры In203-ZnSe-(Zni.xCdxTe)i-v(In2Te3),-In. Исследованная гетероструктура обладала такими фотоэлектрическими свойствами, как фотоэдс, фотопроводимость и ф оточу вствителыюсть в режиме накопления. Величина фотоэдс в исследованном диапазоне освещенности не превышала десятых долей вольта. Наиболее высокими фотоэлектрическими параметрами гетероструктура 1п20з-гп8е-(гп1.хСйхТе)1.у(1пгТеэ)у-Ь1 обладала в динамическом режиме накопления. Абсолютные значения фототока в таком режиме работы гетероструктуры достигали 500 нА для освещенности в 0,5 лк.

Влияние температуры на стационарную проводимость гетероструктуры In203-ZnSe4Zn).xCdxTe)].,(In2Te3)y-In исследовалось в диапазоне от 400 до 77 К.

Представлены результаты исследования термолюминесцентных свойств гетероструктуры ln203-ZnS e-(Zn i ,xCdxTe) i .y(In2Te3 )у-1п. Кривая термолюминесценции получена при скорости нагрева образца 0,05 К/с и положительной полярности источника на 1п203.

Исследования термолюминесценции, фотопроводимости и температурных зависимостей темновой проводимости позволили установить, что в слое твердого раствора (Zni.vCdxTe)l.v(In2Te3)v-In имеется примесная зона, по которой осуществляется преимущественный токоперенос при "азотных" температурах. Данный вывод базируется на. практическом безакгивационном токопереносе в этой области температур и высокой концентрации примесных уровней ( не менее 3-1017см-3). Такая концентрация ловушечных уровней удовлетворяет критерию Morra, а значит, достаточна для образования примесной зоны.

Проведены исследования электрической емкости, энергетической диаграммы и процессов токопереноса полупроводниковой гетероструктуры In203-ZnSe-(Zn).xCd!tTe)i.y(In2Te3)y-In.

Гетероструктура In20rZnSe-(Zni.xCdxTe)i.v(In2Te3)v-In обладала электрической емкостью 3000-4000 пф/см2. Величина емкости практически не зависела от частоты измеряемого напряжения и величины внешнего смещения.

Была изучена энергетическая диаграмма и процессы токопереноса в гетерослрукгуре In203-ZnSe-(Zni.xCdxTe)i.y(In2Te3)y-In.

Образцы из гетероструктуры ln203-ZnSe-(Znl.xCdxTe)i.Y(In2Te3)y-In представляют собой сложную гетероструктуру, ширина запрещенной зоны в которой изменяется как монотонно, так и относительно скачкообразно. Вывод о монотонном характере изменения следует из индифферентности емкости к иеличине напряжения смещения, результатов Оже-спектроскопии и рентгенофазового анализа.

Очевидно, в результате инверсии слоя селенида цинка барьер для носителей в нем становится настолько тонким, что определяющим механизмом токопереноса через слой ZnSe становится туннелирование. Возможно, что барьер на границе ZnSe-ПТР носители преодолевают туннелируя. Большая концентрация ловушечных уровней в запрещенной зоне

подтверждается результатами изучения термолюминесценции, которые позволяют оценивать концентрацию ловушек на уровне 3-Ю17 см'3. Можно предположить, что столь высокая концентрация примесных уровней в запрещенной зоне вследствие перекрытая волновых функций приводит к тому, что примесные состояния сливаются в зону. Известно, что критерием такого слияния является критерий Мотта:

rDí3-a„, (9)

где rD -среднее расстояние между примесями; ае -боровский радиус.

Для исследованных образцов среднее расстояние между примесями, оцененное по формуле

(10)

где N¿¡ - концентрация ловушечных уровней, оказывается равным 92,7-10 8, а боровский радиус, рассчитанный по формуле

ав = *Й2/те2, (11)

равным 37,5-Ю^см.

Полученные результаты показывают, что для исследованных образцов критерий Мотта выполняется: соотношение между средним расстоянием между примесями и боровским радиусом равно 2,5:1.

Очевидно, именно по этой зоне осуществляется токоперенос в области низких температур. Носители с энергией, близкой к энергии Ферми, туннелируют сквозь барьер на границе ZnSe-ПТР и далее на этом же уровне энергии дрейфуют по примесной зоне.

Таким образом, можно констатировать:

Исследован неупорядоченный характер потенциального рельефа зон гетероструктуры In20i-ZnSe-(Znl-íCdxTe)l.y(ln2Tc})y-ln.

На основе полученных результатов можно отметить, что для гетероструктуры In203-ZnSe-(Zni.xCdxTe)1.y(In2Te3)y-In характерны: -сильно размытые максимумы термолюминесценции; -монотонное изменение энергии активации проводимости с температурой;

-высокая концентрация примесных уровней в запрещенной зоне; -гистерезис температурных зависимостей проводимости.

Такая совокупность свойств характерна для неупорядоченных полупроводников, т.е. полупроводников с потенциальным рельефом зон. Характерный размер потенциального рельефа (масштаб неоднородностей) в рассматриваемом случае, учитывая небольшое межэлектродное расстояние, очевидно, удовлетворяет не всем условиям крупномасштабности. Однако, как следует из исследований термолюминесценции (широкие максимумы) и и? наличия гистерезиса температурных зависимостей, масштаб неоднородностей не столь мал, чтобы процессы туннелирования играли подавляющую роль.

Выше было показано, что при напряжениях менее одного вольта темновой ток через гетероструктуру 1п203-2п8е-(2п, .хСс1хТе) 1 „у(1п2Те3)у-1п определяется процессами токопереноса через барьеры, соответственно, для положительной полярности-изотипным гетеропереходом 2п8е-(2п1_хСс1хТе)Ьу(1п2Тез)у, доя отрицательной полярности-переходом2п8е-(2п1.хСёхТе)1.у(1п2Тез)у-1п.

Анализируется инжекция носителей в слое твердого , раствора Аетероструктуры. Здесь показано, что резкий рост темновых токов в области высоких напряжений, наблюдаемый при исследовании ВАХ, связан с туннельным пробоем барьеров. В результате пробоя происходит инжекция дырок в слой твердого раствора и устанавливается режим токов, ограниченных пространственным зарядом. Инжекция электронов подавляется барьерами, соответственно Ьынирокозонный полупроводник р-типа хСс1хТе) 1 -у( 1п2Те3)у для положительной ветви ВАХ и вырожденный широкозонный полупроводник 1п203-широкозонный полупроводник гпБе для отрицательной полярности напряжения.

ВАХ в этой области напряжений имеет вид, типичный для ТОПЗ: 1~Уе'(е*>1). Причем связь становится более сильной с понижением температуры. Особо характерную форму имеет отрицательная ветвь ВАХ, где за областью сильной полевой зависимости тока следует почти линейная связь между током и напряжением.

! Эти результаты коррелируют с результатами, полученными в работе При помощи других методов. Кроме того, они позволяют оценить плотность состояний в запрещенной зоне на уровне 1018эВ"'см"3.

Обобщая вышеизложенное, можно констатировать, что:

1. При комнатной температуре токоперенос в гетероструктуре 1п20з-2п8е-(2п1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п определяется носителями, термоакгавированными в слое ПТР на границе с селенидом цинка.

2. Исследованная гетероструктура содержит большую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону.

3. При низких температурах процесс токопереноса в гетероструктуре 1п203-2п8е-(гп1.хС^Те)1.¥(1п2Тез)у-1п осуществляется по примесной зоне путем туннелирования сквозь граничные барьеры.

4. Гетероструктура Ь20з-2п8е-(2п1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п состоит из слоев поликристаллической структуры. .

5. Состав слоя ТР гетероструктуры 1п2Оз-гп8е-(2п1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п изменяется по толщине.

6.Геггероструктура 1п203-2п8е-(2п,.хСс1кТе)],у(1п2Те3)у-1п обладает высоким удельным сопротивлением (10п Ом-см) и электрической емкостью (С =3000-4000 пф/см2), не зависящей от частоты прилагаемого напряжения и величины внешнего смещения.

7. Проводимость гетероструктуры 1п203-2п8е-(2п1.хСёхТе)1.у(1п2Те3)у-1п в сравнении с проводимостью гетероструктуры 1п20з-2п8е-1п выше при положительной полярности внешнего напряжения на слое оксида индия и ниже при отрицательной полярности.

8. Темновой ток гетероструктуры 1п203-2п8е-{2п1.хСйхТе)1.у(1п2Тез)у-1п

характеризуется слабой полевой зависимостью при малых внешних смещениях (до 1 В) и сильной - при больших.

9.Гетероструктура 1п2Оз-2п8е-(гп1.хСс1хТе)1^(1п2Тез)у-1п является фоточувствительной гетероструктурой к белому свету при любой полярности внешнего напряжения и к длинноволному свету при положительной полярности внешнего напряжения на слое оксида индия.

Ю.Температурная зависимость проводимости гетероструктуры Гп2Ог гпБе -(2п 1 -хС(1хТе)!.у(Гп2Те3)у-1п характеризируется изменяющейся вместе с температурой энергией активации проводимости, которая при гелиевых температурах стремится к нулю.

11.Термолюминесценция гетероструктуры 1п203-2п8е-(гп1.хС<1хТе)1. у(1п2Те3)у-1п характеризируется сильно размытым максимумом, которому соответствует концентрация ловушек 3-101 см"3.

12.Гетероструктура 1п20з-2п8с-(2п1.хСс1хТе)1-у(1п2Тез)у-1п является неупорядоченной системой со сложным характером изменения зон по толщине, содержащих случайный потенциал.

13.Основной вклад в формирование случайного потенциала гетероструктуры вносят флуктуации состава слоя ПТР.

14.Темновой ток гетероструктуры 1п203-2п5е-(гп1_хСс1хТс)1_у(1п2Тез)у-1п при малых внешних смещениях определяется объединенными областями ПТР, соответственно вблизи слоя селенида цинка для положительной полярности и вблизи индиевого электрода для отрицательной.

15 .Гетерсстру ктура 1п20з-гп5е-(гп].хСс1;(Те)1.у(1п2Тез)у-1г1! содержит высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону, токоперенос по которой определяет темновую проводимость гетероструктуры при низких температурах.

16.В области высоких внешних смещений проводимость гетероструктуры 1п203-2пБе -(гпь1С(1хТе)1.7(1п2Тез)у-1п определяется инжекцией дырок в слой ПТР.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Внесен существенный вклад в физику конденсированного состояния путем развития феноменологических представлений об электронных процессах в конденсированных неупорядоченных, многокомпонентных и многофазных системах на основе пленок халькогенидов цинка.

2. Впервые проведены комплексные структурные и технологические исследования процессов вакуумной конденсации пленок твердых растворов (гпьхС(1хТе), (2п1.хС(1хТе)1.у(1п2Те3)у и гпБе в широком интервале температур испарения и конденсации (от 600°С вгшоть до температуры жидкого азота) на подложках различной природы (стекло, стекло со слоем оксида индия, слюда-мусковит).

3. Предложен способ получения тройных твердых растворов ^п,.хСс1хТи) методом теплового экрана, позволяющий синтезировать пленки твердых растворов практически любого состава и любой кристаллической структуры (от эпитаксиальной до аморфной).

4. Внесен существенный вклад в физику конденсированного состояния в части понимания процессов токопереноса в многокомпонентных и многофазных системах. Развита феноменология инжекционно-контактных явлений в полупроводниковых системах подобного рода. На примере сложной гетероструктуры Ь203-2п8е-(2п1.хС4сТе)иу(1п2Те3)у-1п выявлены условия инверсии проводимости отдельных слоев гетероструктуры под влиянием друг друга, установлен механизм токопрохождения; составлена энергетическая диаграмма и модель электронных процессов.

5. Установлено, что гетероструктура 1п203-2п8е-(2п1.хСёхТе)1.у(1п2Те3)у-1п, является неупорядоченной системой со сложным характером изменения энергетических зон по толщине, содержащей случайный потенциал, в формирование которого вносят вклад флуктуации состава слоя твердого раствора.

6. Впервые экспериментально показано и теоретически обосновано^ что гетероструктуры 1п2()3-2п8е-(2п1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п содержат высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону, токоцеренос по которой определяет темновую проводимость гетероструктур при низких температурах.

7. Установлено, что процессы токопереноса в гетероструктурах 1п203-2п8е-1п с субмикронным слоем селенида цинка могут быть с успехом интерпретированы та основе барьерной модели, дополненной современными представлениями о процессах токопереноса в неупорядоченных системах.

8. Впервые доказано, что субмикронный слой селенида цинка является неупорядоченной системой, изменяющей при отжиге характер потенциального рельефа основных зон.

Список использованной литературы

1. Беляев, А.П. Зародышеобразование и рост гетерограницы в поле упругости при резко неравновесных условиях [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В.Антипов, Х.А. Тошходжаев // Неорганические материалы. - 2009.-Т. 45.-№4,- С.404-407

2. Беляев, А.П. Сравнительный анализ механизмов формирования межфазной границы пленочной структуры в равновесных и резко неравновесных условиях [Текст]/А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В.Антипов, Х.А. Тошходжаев// Физика и техника полупроводников.-2008.- Т.42.- В.5.- С.519-521

3. Беляев, А.П. Структура пленок твердых растворов селенотеллуридов кадмия, выращенных методом теплового экрана при резко неравновесных условиях [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В.Антипов, Х.А. Тошходжаев // Физика и техника полупроводников.- 2009.- Т.43.- №б.- С.735-738

4. Тошходжаев, Х.А. Сравнительный анализ особенности ориентационной корреляции при конденсации твердых растворов на ориентирующую подложку [Текст] / Х.А. Тошходжаев, С.Н. Каримов, М. Умаров //ДАН РТ.-2007.-Т.50.-№ 11-12.-С.836-839.

5. Тошходжаев, ХА. Исследование процессов формирования неупорядоченных систем пленок твердых растворов (2^1.хСУхТе)1^(1п2Те})у в зависимости от условий

конденсации методом теплового экрана [Текст] / Х.А. Тошходжаев И Магериаль. Международной конференции, посвященной 100-летию академика С.У. Умаров;-. «Современные проблемы физики ». - Душанбе. 2008,- С.96-100.

6. Тошходжаев, Х.А. Анализ процессов токопереноса в гетеросгрукгуре на основе неупорядоченного селенида цинка [Текст] / Х.А. Тошходжаев, С.Н. Каримов //ДАН РТ.-2008.-Т.51.-№ 7.-С.507-513.

7. Тошходжаев, Х.А. Оптический край поглощения и его модификация г. неупорядоченных пленках селенида цинка [Текст] / Х.А. Тошходжаев, С.Н. Каримов, М. Умаров //ДАН РТ.-2008.-Т.51.-№ 1.-С.34-38.

8. Тошходжаев, ХА. Электрофизические и оптические методы исследования полупроводниковых структур на основе неупорядоченных пленок [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.ВАнтипов// Деп. в ВИНИТИ РАН от 07.11.2007. -№1041-В2007.Ред. Ж. Прикл. химия РАН

9. Беляев, А.П. Фотоэлектрические свойства сэндвич-структуры из пленок, синтезированных в резко неравновесных условиях [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, Х.А. Тошходжаев // Физика и техника полупроводников. -2009.- Т.43. -№8.- С.1029 - 1031.

10. Тошходжаев, ХА Кристаллическая структура и энергетические диаграммы полупроводниковых систем ЬгОз^пБе-^п 1 ,хСс1хТе) 1 ^(ТпгТсз),, [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В.Антипов // Деп. т ВИНИТИ РАН от 19.10.2007.- №981-В2007.Ред. Ж. Прикл. химия РАН.

11. Тошходжаев, Х.А. Температурные и термолюминесцентные свойства гетероструктуры йгОз-гиБе-^П],хСс1хТе)] .,(1п2Те3)у-1п [Текст] / Х.А. Тошходжаев //«Учёные записки ХГУ имени акад.Б.Гафурова». -Худжанд.-2007.-№13.-С.51.

12. Тошходжаев, ХА. Энергетическая диаграмма и проводящие свойства гетероструктуры 1п203-2пЗе-1п [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В.Антипов // Ред. Ж. Прикл. химии РАН - СПб. - с.25: ил. - Библиогр. Назв. 12 - Рус. - Деп. в ВИНИТИ, 28.09.2007, №929-В2007, Библиограф. Указатель. «Депонированные научные работы» №11 за 2007, в РЖ «Физика» 29.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих печатных работах:

1. Беляев, А.П. Фотоэлектрические свойства сэндвич-структуры из пленок, синтезированных в резко неравновесных условиях [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, ХА. Тошходжаев // Физика и техника полупроводников. -2009.- Т.43. -№8.- С.1029 -1031.

2. Беляев, А.П. Структура пленок твердых растворов селенотеллуридов кадмия, выращенных методом теплового экрана при резко неравновесных условиях [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В. Антипов, Х.А. Тошходжаев // Физика и техника полупроводников. И - 2009,- Т.43,- №6.- С.735-738

3. Беляев, А.П. Зародышеобразование и рост гетерограницы в ноле упругости при резко неравновесных условиях [Текст] /А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В. Антипов, Х.А. Тошходжаев // Неорганические материалы. - 2009.-Т. 45.-№4.- С.404-407

4. Тошходжаев, ХА Кристаллическая структура и энергетические диаграммы полупроводниковых систем ШзОз-гМе^&^Сс^Те) 1 .у(1п2Тег)у [Текст] / Х.А. Тошходжаев, АЛ. Беляев, В.П. Рубец, В.В. Антипов // Деп. в ВИНИТИ РАН от 19.10.2007.- №981-В2007. Ред. Ж. Прикл. химия РАН.

5. Тошходжаев, ХА Электрофизические и оптические методы гсследования полупроводниковых структур на основе неупорядоченных пленок [Текст] / Х.А. Тошходжаев, АЛ. Беляев, В.П. Рубец, В.В. Антипов // Деп. в ВИНИТИ РАН от 07.11.2007. -№1041-В2007. Ред. Ж. Прикл. химия РАН

6. Беляев, АЛ. Сравнительный анализ механизмов формирования межфазной границы пленочной структуры в равновесных и резко неравновесных условиях [Текст]/А.П. Беляев, В.П. Рубец, В.В. Антипов, Х.А. Тошходжаев// Физика и техника полупроводников.- 2008.- Т.42.- В.5.- С.519-521

7. Тошходжаев, ХА Энергетическая диаграмма и проводящие свойства гетероструктуры 1п203-2п8е-1п [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А.П. Беляев, В.П. Рубец, В .В. Антипов // Ред. Ж. Прикл. химии РАН - СПб. -с.25:ил. - Библиогр. Назв. 12 - Рус. - Деп. в ВИНИТИ, 28.09.2007, №929-В2007, Библиограф. Указатель. «Депонированные научные работы» №11 за 2007, в РЖ «Физика» 29.

8. Беляев, А.П. Процессы токопереноса в пленках на основе теллурида кадмия синтезированных при низких температурах эпитаксии [Текст] / А .П. Беляев, ВЛ. Рубец, ХЛ. Тошходжаев, К.К. Муравьева, И.П. Калинкин // Тезисы докл. Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов.-Душанбе.-1989.-С.76-78.

9. Беляев, А.П. Особенности представления процессов токопереноса в неоднородных полупроводниках на основе теллурида кадмия [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, Х.А. Тошходжаев, К.К. Муравьева, И.П. Калинкин// Тезисы докл. Всесоюзной научной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках.-Ташкент.-1989.-С.377

Ю.Беляев, А.П. Неравновесные процессы в неоднородных полупроводниках на основе теллурида кадмия [Текст]/ А.П. Беляев, Х.А.

Тошходжаев, И.П. Калинкин// Тезисы докл. Всесоюзной научной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках. -Ташкент.-1989.-С.400-401.

11. Беляев А.П. Инжекционные токи в твердых растворах на основе теллурида кадмия и цинка [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, И.П. Калинкин II Деп. в ВИНИТИ 25.07.1990,- №4196-В90.-Москва.

12. Беляев, А.П. Вакуумный синтез ориентированных пленок А2В6 на подложках, охлажденных до отрицательных температур [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, В.П. Рубец, И.П. Калинкин // Тезисы докл. III Всесоюзной конференции по физике и технологии тонких полупроводниковых пленок. -Ивано-Франковск,- 1990.-Ч.1.-С.89.

13. Беляев, А.П. Анизотропия проводимости и другие электрофизические свойства пленок твердых растворов на основе теллурида кадмия, синтезированных на подложке, охлажденной до отрицательных температур [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, B.II. Рубец, И.П. Калинкин // Тезисы докл. III Всесоюзной конференции по физике и технологии тонких полупроводниковых пленок. -Ивано-Франковск, 1990.-Ч.2.-С.249

14. Беляев, А.П. Фотоэлектрические свойства гетероструктуры, используемой для высокочувствительной мишени типа "ньюкосвикона" [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, Г.А. Ефимов, И.П. Калинкин //Деп. в ВИНИТИ 05.07.1991.-№2878-В91.-Москва.

15. Беляев, А.П. Электрофизические свойства реальных гетероструктур на основе теллуридов кадмия и цинка [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, В.П. Рубец, И.П. Калинкин //Деп. в ВИНИТИ 09.10.91.-№3907-В91.- Москва.

16. Беляев, А.П. Электрические свойства неоднородных полупроводников Ztii.jCdxTe [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, И.П. Калинкин // Материалы республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Таджикистана.-Ленинабад.-1990.-С.49.

17. Беляев, А.П. Способ получения пленок твердых растворов на основе теллуридов кадмия и цинка [Текст] / А.П. Беляев, B.II. Рубец, Х.А. Тошходжаев, К.К. Муравьева, И.П. Калинкин // A.C. СССР №1752121,- 1990г.

18. Беляев, А.П. Электрофизические свойства гетероструктуры 1п2С>3-ZnSe-In и влияние на них отжига [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаеи, В.П. Рубец, И.П. Калинкин // Деп. в ВИНИТИ 26.03.92.-№1043-В92.-Москва.

19. Беляев, А.П, Влияние условий получения на фотоэлектрические свойства гетероструктур ZnSe/CdTe/(ZnTe)i.x(In2Te3)x [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, И.П. Калинкин // Изв. АН. СССР. Серия "Неорганические материалы",-1992.-Т.28.-№7.-С. 15 75-15 76.

20. Беляев, А.П. Стенд оперативного контроля мишеней видкконое [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, И.П. Калинкин, М.Д. Воронцов, В.П. Рубец // Заводская лаборатория.-1992.-№4.-С.42-43.

21. Беляев, А.П. Процессы токопереноса в гетероструктуре In203-ZnSe-In с субмикронным слоем селенида цинка [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, В.П. Рубец // Физика и техника полупроиодников.-1992.-Т,26.-

№5.-С.935-941.

22. Беляев, А.П. Инжекционно-контактные явления в гетероструктуре на основе неупорядоченного селенида цинка [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, В.П. Рубец // Физика и техника полупроводников.-1992.-Т.26.-№10.-С. 1755-1759.

23. Беляев, А.П. Особенности зарождения и роста пленок твердых растворов (2л1.хС4Те)1_у(1п2Тез)у [Текст] / А.П. Беляев, В.П. Рубец, С.А. Кукушкин, Х.А. Тошходжаев, И.П. Калинкин // Поверхность. - 1992. - №10-11. - С.26-29

24. Тошходжаев Х.А. Особенности структуры А2В6 [Текст] / Х.А. Тошходжаев, Н. Мухиддинов // Внутривузовский Сб. "Актуальные проблемы физики" .-Худжанд.-1993.-С.41 -44.

25. Беляев, А.П. Инверсия типа проводимости слоя селенида цинка в гетероструктуре ЬгОз-йгёе -(2п1.хСс11Те)1.у(1п2Тез)у [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, В.П. Рубец, И.П. Калинкин //Физика и техника полупроводников.-1993.-Т.27.-№3.-С.527-532.

26. Беляев, АЛ. Туннельный эффект как причина тока, ограниченного контактной эмиссий в гетероструктуре 1п203-2п8е -(гпьхС<1хТе)1.у(Гп2Тез)у ~1п [Текст] / А.П. Беляев, Х.А. Тошходжаев, В.П. Рубец, И.П. Калинкин // Физика и техника полупроводников.-1993.-Т.27.-№3.-С.532-534

27. Тошходжаев, Х.А. Процессы токопереноса в гетероструктуре 1п203-гп5е-1п [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А. Сангинов //Тезисы докл. в научно-практической конференции ТВТУ.-Худжанд.-1994.-С.54-57.

28. Тошходжаев, Х.А. Электрические характеристики гетероструктуры 1п203-гп8е-1п [Текст] / Х.А. Тошходжаев, Ш\ Рабеджанов // Международная конференция "Совр. проблемы физики полупроводников и диэлектриков".ТашГУ.-Ташкенг.-1995.-С.30.

29. Тошходжаев, Х.А. Инжекционные токи в твердых растворах на основе теллуридов цинка и кадмия [Текст] / Х.А. Тошходжаев, Р.Н. Назаров II Сборник трудов Международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводниковых приборов".-Ташкент.-1997.-С.37-41.

30. Тошходжаев, Х.А. Процессы конденсации и структуры пленок селенида цинка [Текст] / Х.А. Тошходжаев, М. Умаров // Сборник трудов II Международной конференции "Проблемы и прикладные вопросы физики11.-Саранск.-1999.-С.67.

31. Тошходжаев, Х.А. Получение эпитаксиальных пленок теллурида кадмия на нагретых и охлажденных подложках [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А.П. Беляев, В.П. Рубец // Материалы международной конференции «Современные проблемы физико-механических свойств конденсированных сред».-Худжанд.-2002.-С.39-40.

32. Тошходжаев, Х.А. Оптические свойства пленок твердых растворов теллурида и сульфида кадмия [Текст] / Х.А. Тошходжаев, А.П. Беляев, В.П. Рубец // Материалы международной конференции «Современные проблемы физико-механических свойств конденсированных сред».-Худжавд.-2002.-С.144.

33. Тошходжаев, Х.А. Температурные и термолюминесцентные

свойства гетероструктуры 1п20з-2п8е-(гп1.хСс!хТе)1 у(1п2Те3)у-1п [Текст] / Х.А. Тошходжаев //«Учёные записки ХГУ имени акад.Б.Гафурова». -Худжанд.-2007.-№13.-С.51.

34. Тошходжаев, Х.А. Оптический край поглощения и его модификация в неупорядоченных пленках селенида цинка [Текст] / Х.А. Тошходжаев, С.Н. Каримов, М. Умаров //ДАН РТ.-2008.-Т.51.-№ 1.-С.34-38.

35. Тошходжаев, ХЛ. Исследование процессов формирования неупорядоченных систем пленок твердых растворов (2п1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у в зависимости от условий конденсации методом теплового экрана [Текст] / Х.А. Тошходжаев // Материалы Международной конференции, посвященной 100-летию академика С.У. Умарова «Современные проблемы физиким.-Душанбе. 2008.- С.96-

36. Тошходжаев, Х.А. Сравнительный анализ особенности ориентационной корреляции при конденсации твердых растворов на ориентирующую подложку [Текст] / Х.А. Тошходжаев, С.Н. Каримов, М. Умаров //ДАН РТ.-2007.-Т.50.-№ 11-12.-С.836-839.

37. Тошходжаев, Х.А. Анализ процессов токопереноса в гетероструктуре на основе неупорядоченного селенида цинка [Текст] / Х.А. Тошходжаев, С.Н. Каримов //ДАН РТ.-2008.-Т.51.-№ 7.-С.507-513.

100.

Подписано в печать 03.08.2010г. Формат 60x84 /16 Объем 2 пл. Заказ 23. Тираж 100

* * *

Издательство «Нури маърифат» Худжандского государственного университета имени академика Б.Гафурова 735700, г.Худжанд, ул. Ленина, 52

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Аналитический обзор литературы

1.1 Основные физические модели современной теории неупорядоченных систем.

1.2 Состояние исследований инжекционно - контактных явлений в неупорядоченных системах.

1.3 Основные физические механизмы токопереноса в гетеропереходах.

1.4 Качественный анализ физических свойств модельного объекта ГС на основе халькогенидов цинка.

1.5 Физические принципы работы мишени типа «ньювикон» и её основные характеристики.

1.6 Постановка задачи.

Глава 2. Общая характеристика объектов и методов исследования

2.1 Анализ и выбор исходных материалов, способы их подготовки и методики получения и синтеза пленок селенида цинка и твердых растворов на основе халькогенидов цинка.

2.2 Методы исследования модельных объектов (порошков, пленок селенида цинка и пленок твердых растворов ).

2.3 Методика исследования физических свойств пленок селенида цинка и твердых растворов на их основе.

2.4 Методика регрессионного анализа результатов с помощью ЭВМ.

Актуальность работы. Бинарные соединения А2Вб и их твердые растворы являются перспективными материалами для микро- и оптоэлектроники, широкому внедрению которых во многом препятствует недостаточное понимание электронных процессов, протекающих в структурах, сформированных ими при конденсации. Вместе с тем в настоящее время появилось много новых работ, посвященных теории неупорядоченных систем и теории инжекционно-контактных явлений, к сожалению, пока не приложенных к соединениям А2В6. В связи с этим в настоящей работе в качестве модельного объекта были выбраны многослойные гетероструктуры на основе халькогенидов цинка.

В последние годы пленочные структуры на основе халькогенидов цинка нашли широкое практическое применение. На Pix основе созданы полевые транзисторы, приборы ночного видения, фоточувствительные слои для приборов зарядовой связи (ПЗС), мишени телевизионных передающих трубок и т.д. В частности, на основе пленочной структуры, содержащей слои селенида цинка и твердого раствора (TP) (Zni.xCdxTe)iy(In2Te3)y, создана, самая высокочувствительная мишень телевизионной передающей трубки типа "ньювикон", получившая наиболее широкое распространение в телевизионных камерах.

Несмотря на широкое практическое применение указанных пленочных структур, нюансы изготовления структур, технология получения пленок, их свойства и электронные процессы, происходящие в гетероструктурах подобного рода, в научной литературе остались практически не освещенными.

Имеются лишь отдельные работы, посвященные пленочным структурам на основе халькогенидов цинка, причем в этих работах многие, даже сообщаемые экспериментальные факты остаются необъясненными.

Системы А2Вб-А2Вб позволяют в широких пределах варьировать ширину запрещенной зоны и как следствие получать пленочные материалы с разнообразными электрическими и оптическими свойствами. Среди таких систем значительный интерес в научном и прикладном плане представляют монокристаллы и пленки твердых растворов (ZnixCdxTe). Они обладают неограниченной взаимной растворимостью компонентов, что позволяет выращивать кристаллы и пленки с широким диапазоном параметров кристаллической решетки в пределах aC(iTe=6,481 до aZnTe=6,103 и с шириной запрещенной зоны от 1,5 до 2,3 эВ. Это является принципиально важным для создания гетеропереходов с оптимальными структурными и фотоэлектрическими свойствами.

Возможность непрерывно изменять состав ПТР по толщине и, следовательно, создавать структуры с варизонной шириной запрещенной зоны позволила японским исследователям разработать и создать мишень In203-ZnSe~(Zni.xCdxTe)iy(In2Te3)y-Sb2S3, которая положена в основу "ньювикона", а затем "ньюкосвикона"-одних из наиболее многоцелевых и поэтому выпускаемых массовым тиражом на Западе телевизионных передающих трубок (TV-трубок), обладающих высокой чувствительностью, низкими темновыми токами, малой инерционностью и широким интервалом спектральной чувствительности от 400 до 850 нм (а в трубках спецназначения - до 1 ООО нм).

Несмотря на перечисленные достоинства, как показывает анализ открытой литературы, публикации по получению пленок селенида цинка, ПТР (ZnixCdxTe), In203-ZnSe-(ZnixCdxTe)i.y(In2Te3)y, исследованию структуры, фотоэлектрических и электрофизических свойств, процессов переноса заряда в гетероструктурах на их основе, включая и данные японских авторов, носят весьма отрывочный характер. В частности, наряду с материаловедческими проблемами, именно отсутствие систематических исследований по разработке способов получения пленок селенида цинка, (2п1хСс1хТе), (2п 1 хСс1хТе) ]у(1п2Те3)у, изучению процессов их конденсации и исследованию процесса переноса заряда в указанной мишени на основе гетероструктуры не позволило оперативно создать аналоги "ньювикона" и "ньюкосвикона". Эта проблема не утратила своей актуальности и к началу постановки настоящей работы.

Настоящая работа достаточной полнотой охватывает все затронутые выше проблемы, главным образом анализ электронных явлений в конденсированных системах 1п2Оз^п8е-1п и Тп203-2п8е-^п 1 хСс1хТе)]у(1п2Те3)у-1п, и является развитием научного направления, сформулированного и разрабатываемого в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (Техническом университете) А.П. Беляевым в рамках научной школы И.П. Калинкина.

Цель и задачи исследования. С учетом вышеизложенного была определена цель работы: проведение комплексных, структурных, фотоэлектрических и электрофизических исследований пленок 2п8е, твердых растворов ^п^Сс^Те), (2п]ХС<1хТе) 1 у(1п2Те3)у; практическая, проверка ряда современных модельных представлений процессов токопере-носа в теории неупорядоченных конденсированных систем на примере пленочных гетероструктур 1п20з^п8е-1п, и 1п203^п8е-(Ъи 1 хСёхТе) 1 у(1п2Те3)у-1п, имеющих широкое практическое применение.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- Исследование процессов вакуумной- конденсации пленок твердых растворов (2П]хСс1хТе), (7л\ \ „лСс1хТе) 1 у(1п2Те3)у и пленок 2п8е в широком интервале температур испарения и конденсации (от 600°С вплоть до температуры жидкого азота) на подложках различной природы (стекло, стекло со слоем оксида индия, слюда-мусковит).

- Изучение адекватности ряда современных модельных представлений электронных процессов в пленочных структурах на основе неупорядоченных систем путем сравнения теории с результатами исследований температурных зависимостей проводимости, вольт-амперных характеристик, термолюминесценции, фотолюминесценции, края поглощения и фотопроводимости в гетероструктурах ЬъОз^пЗе-Гп и 1п203-7п8 е-(2п 1 хСёхТе) 1 .у(1п2Тез)у-1п.

- Построение энергетической диаграммы гетероструктур 1п20з-2п8е-1п, 1п2Оз-2п8е-(2п1.хС(1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п и феноменологической модели механизмов токопрохождения через многослойную неупорядоченную гетероструьсгуру на основе халькогенидов цинка.

- Выявление новых свойств и эффектов в конденсированных слоях 1п2Оз-2п8е-1п, и 1п2Оз-2п8е-(2п1.хС(1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п, перспективных для практического применения.

- Создание телевизионной передающей трубки и теоретическое обоснование технологии серийного производства высокочувствительной мишени на основе ГС 1п2Оз-2п8е -(2п1хСс1хТе)1у(1п2Тез)у - 1п.

Научная новизна работы

-Внесен фактический вклад в физику конденсированного состояния путем развития феноменологических представлений об электронных процессах в конденсированных неупорядоченных, многокомпонентных и многофазных системах на основе халькогенидов цинка.

- Впервые проведено детальное систематическое исследование процессов формирования пленок твердых растворов (7п1хСс1хТе), (гп!.хСс1хТе)].у(1п2Те3)у и ZnSQ при испарении и конденсации в вакууме в широком интервале температур (от 600°С вплоть до температуры жидкого азота) на подложках различной природы.

- Показано, что составляющие пленочной гетероструктуры 1п203-2п8е-1п и 1п2Оз-2п8е-(2п1.хСдхТе)1.у(1п2Те3)у-1п, полученной методом термического испарения и конденсации, являются неупорядоченными системами.

- Построены энергетические зонные диаграммы гетероструктур

1п20з^п8е-1п и 1п2Оз-2п8е-(2п1.хС(ЗхТе)1.у(1п2Тез)у-1п и определены соответствующие модельные параметры.

- Впервые показано, что субмикронный слой селенида цинка является неупорядоченной системой, характер потенциального рельефа и степень неупорядоченности которой меняются при отжиге.

- Развита феноменология электронных явлений в гетероструктурах типа 1п2Оз-2п8е-(^п 1 -хСс1хТе) 1 у(1п2Те3)у-1п. Выявлены условия инверсии слоев под влиянием друг друга. Предложена модель электронных процессов.

- Установлено, что гетероструктура Гп203-2п8е-(7п1 хСс1хТе)]у(1п2Те3)у -Тп является неупорядоченной системой со сложным характером изменения зон по толщине, содержащих случайный потенциал, в формирование которого вносят вклад флуктуации состава твердого раствора.

- Установлено, что гетероструктура 1п20з-2п8е-(2п1хСёхТе)1.у(1п2Те3)у-1п содержит высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону.

Научно-практическая значимость

Результаты диссертации являются фактической основой для создания технологий получения приборов опто-и микроэлектроники (например, видиконов).

На основе полученных результатов предложен трехтемпературный способ получения твердых растворов, позволяющий синтезировать пленки твердых растворов 2П]хСс1хТе широкого диапазона составов "х" из механической смеси одного состава. Построены соответствующие диаграммы конденсации. На предложенный способ синтеза получено авторское свидетельство.

Защищаемые положения диссертации:

1. Модель токопереноса в гетероструктуре 1тъОз-7п8е-1п с субмикронным слоем селенида цинка, учитывающая как процессы, происходящие на границах, так и неоднородности потенциального рельефа зон.

2. Выборка экспериментальных результатов, подтверждающих предложенную модель.

3. Результаты сравнения теории с результатами разноплановых исследований практически значимой 1п203-7п8е-1п.

4. Корреляционные связи между температурой и характером случайного потенциала рельефа зон пленок селенида цинка (под влиянием отжига увеличивается амплитуда неоднородности и изменяется характер потенциального рельефа зон).

5. Модель электронных процессов в гетероструктуре 1п20з^п8е-^п 1 хСс1хТе)]у(1п2Те3)у-1п .

6. Совокупность экспериментальных данных, подтверждающих предложенную модель и свидетельствующих о том, что

-гетероструктура 1п2Оз^п8е-(2п1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п является неупорядоченной системой со сложным характером изменения зон по толщине, содержащих случайный потенциал, в формирование которого вносят вклад флуктуации состава твердого раствора;

-гетероструктура Тп203\хСс1хТе) 1 у(1п2Те3)у-1п содержит высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону, токоперенос в которой, определяет темновую проводимость гетероструктуры при низких температурах.

7. На примере сложной гетероструктуры 1п203-2п8е-(2п1.хС^Те)1у(1п2Тез)у-1п развита феноменология инжекционно-контактных и электронных явлений в неупорядоченных системах, демонстрирующая возможности и условия инверсии проводимости отдельных слоев под влиянием друг друга.

Достоверность результатов

Достоверность полученных результатов обеспечивалась применением современных и надежных методов исследования структуры фотоэлектрических и электрофизических свойств гетероструктур на основе халькогенидов цинка.

Личный вклад автора заключался в определении характера работы на всех этапах научного исследования: как при постановке проблемы исследований, так и в непосредственном выполнении работы по проведению комплексных, технологических, структурных, фотоэлектрических и электрофизических исследований многокомпонентных неупорядоченных систем на основе халькогенидов цинка и практической проверке ряда методов получения пленок ZnSe и Zn^CclxTe, процессов конденсации, современных модельных представлений токопереноса. в теории неупорядоченных конденсированных систем.

Апробация. Результаты работы докладывались на Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (Душанбе, 1989); Всесоюзной научной конференции по фотоэлектрическим явлениям в полупроводниках (Ташкент, 1989); III Всесоюзной конференции по физике и технологии тонких полупроводниковых пленок (Ивано-Франковск, 1990); Международной конференции "Современные проблемы физики полупроводников и диэлектриков" (Ташкент, 1995); Международной конференции "Актуальные проблемы физики полупроводниковых- приборов" 24-26 апреля 1997, (Ташкент.); II Международной конференции "Проблемы и прикладные вопросы, физики" (Саранск 1999); Научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов (Худжанд, 1990 - 2007); Международной конференции «Современные проблемы физики», посвященной 100-летию академика С.У.Умарова (Душанбе, 2008). По теме диссертации опубликовано 37 работ, в том числе 26 статей, получено авторское свидетельство A.C. СССР № 1752121,1990 г.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и списка цитируемой литературы, включающем 204 названия. Полный объем диссертации составляет 229 страниц машинописного текста, иллюстрированного 56 рисунками и 9 таблицами.

выводы

1. Внесен фактический вклад в физику конденсированного состояния путем развития феноменологических представлений об электронных процессах в конденсированных неупорядоченных, многокомпонентных и многофазных системах на основе пленок халькогенидов цинка

2. Впервые проведены комплексные структурные и технологические исследования» процессов вакуумной конденсации пленок твердых растворов (2п1.хСс1хТе), (ZnlxCdxTe)l.y(In2Teз)y и 2п8е в широком интервале температур испарения и конденсации (от 600°С вплоть до* температуры жидкого азота) на подложках различной природы (стекло; стекло* со слоем оксида индия, слюда-мусковит).

3. Предложен способ'получения тройных твердых растворов (2п1хСс1хТе) -метод теплового экрана, позволяющий синтезировать из пленок твердых растворов практически любого состава и любой кристаллической ¡структуры (от эпитаксиальной до аморфной).

4. Внесен вклад в физику конденсированного состояния в части понимания процессов токопереноса в многокомпонентных и многофазных системах. Развита феноменология' инжекционно-контактных явлений в полупроводниковых системах подобного рода. На- примере сложной гетероструктуры 1п2Оз-2п8е-^П1хС^Те)1.у(1п2Тез)у-1п выявлены условия инверсии проводимости отдельных слоев гетероструктуры^ под влиянием друг друга; установлен механизм токопрохождения; составлена энергетическая диаграмма и модель электронных процессов.

5. Установлено; что гетероструктура 1п203-2п8е-(ЕП].хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п, является неупорядоченной системой со сложным характером изменения энергетических зон по толщине, содержащей случайный потенциал, в формирование которого вносят вклад флуктуации состава слоя твердого раствора.

6. Впервые экспериментально показано и теоретически обосновано, что гетероструктуры 1п203-гп8е-(2п1хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п содержат высокую концентрацию примесных уровней, образующих примесную зону, токоперенос по которой определяет темновую проводимость гетероструктур при низких температурах.

7. Установлено, что процессы токопереноса в гетероструктурах 1п2Оз-2п8е-1п с субмикронным слоем селенида цинка могут быть с успехом интерпретированы на основе барьерной модели, дополненной современными представлениями о процессах токопереноса в неупорядоченных системах.

8. Впервые показано, что субмикронный слой селенида цинка является неупорядоченной системой, изменяющей при отжиге характер потенциального рельефа основных зон.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Работа выполнена в Санкт-Петербургском технологическом институте (Технический университет) под руководством профессора А.П. Беляева и Худжандском государственном университете имени академика Б.Гафурова под руководством члена-корреспондента АН Республики Таджикистан, доктора химических наук, профессора С.Н.Каримова и доктора физико-математических наук, профессора А. Абдуманонова.

Выражаю искреннюю благодарность руководителям работы, профессорам А.П.Беляеву и И.П. Калинкину за оказание помощи в ходе настоящего исследования.

Также выражаю благодарность ректору Худжандского госуниверситета им. Б.Гафурова академику АН РТ Н.Ю. Салимову и коллективу Таджикского национального университета, лично профессорам Ф.Х. Хакимову, Т.Б. Бобоеву , Ш. Туйчиеву и др.

А также выражаю глубокую благодарность старшему преподавателю Худжандского госуниверситета имени академика Б.Гафурова E.H. Цой за большую помощь в работе над диссертацией.

Заключение

В этой главе приведены, результаты исследований, вольт-амперных характеристик, температурных зависимостей проводимости; Оже-спектроскопии, рентгенофазового анализа, термолюминесценции и фотопроводимости в динамическом и стационарном режимах; анализируются физические процессы в многокомпонентной структуре 1п203-гпЗе-(гп1.хСс1хТе)1.у(1п2Тез)у-1п.

Исследования? термолюминесценции, фотопроводимости? - и-температурных зависимостей« темновой проводимости позволили установить, что в слое твердого раствора (^п!хСс1хТе) 1 у(1п2Тез)у -1п , имеется примесная зона, по которой осуществляется преимущественный токоперенос при "азотных" температурах. Данный вывод; базируется« на практическом безактивационном токопереносе в этой области температур ш высокой- концентрации, примесных уровней, концентрация которых^ не менее 3-1017см"3: Такая: концентрация ловушечных уровней удовлетворяет. критерию Мотта, а значит, достаточна для; образования примесной зоны.

• В " заключительном разделе анализируется- инжекция носителей из слоя; твердого; раствора? многокомпонентной«; структуры. Здесь: показано; что? резкий рост темновых токов в области высоких напряжений, наблюдаемый при исследовании; В АХ, связан с туннельным», пробоем барьеров; В результате:пробоя происходит инжекция, дырок в слой твердого раствора и устанавливается; режим токов; ограниченных пространственным зарядом: Инжекция; электронов;' подавляется? барьерами; соответственно 1п - широкозонный; полупроводник р-типа (2п 1 ,ХСс1хТе)!у(1п2Те3)у - для положительной ветви ВАХ и; вырожденный широкозонный полупроводник 1п203- широкозонный полупроводник гпЗе - для отрицательной; полярности напряжения.

В АХ в этой , области напряжений ; имеет вид , типичный для ТОПЗ: 1~УС (е->1). Причем; связь становится более сильной с понижением температуры. Особенно характерную форму имеет отрицательная ветвь ВАХ, где за областью сильной полевой зависимости тока следует почти линейная связь между током и напряжением.

Эти результаты коррелируют с результатами, полученными в работе другими методами. Кроме того, они позволяют оценить плотность

1 О 1 -1 состояний в запрещенной зоне на уровне 10 эВ" см .

1. Георгобиани, А.Н. Широкозонные полупроводники А~В и< перспективы их применения Текст. / А.Н.Георгобиани //УФН.1974.-Т.113, №1. -С.129-155.

2. Симашкевич, A.B. Гетеропереходы на основе полупроводниковых0 А —соединений А В Текст. / А.В.Симашкевич//Кишенев: Штииница, 1980. -155 с.

3. Физика- соединений А2Вб Текст. / Под. ред. А.Н. Георгобиани, М.К. Шейнкмана. -М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит., 1986. С. 320.

4. Шкловский, Б.И. Электронные свойства легированных полупроводников

5. Текст. / Б.И.Шкловский , А.Л.Эфрос //М.': Наука, 1979. 416 с.

6. Schmidt, J.L. Hummel A. Allen А.О./ Watson F (Jr) ehem.Text./ J.L. Schmidt, E.L. Stelner.// J.Appl.Phys., 1969, v.40, p.4865.

7. Барченко, H.H. Полупроводниковые твердые растворы и их применение

8. Текст. / H.H. Барченко, В.Е. Кревс; В.Г. Средин // М.: Воениздат., 1982. -208 с.

9. Калинкин, И.П: Эпитаксиальные пленки соединений1. А2Вб Текст. / И.П.

10. Калинкин, В.Б. Алесковский, A.B. Симашкевич« // Л.: Издательство ЛГУ, 1978. -310 с.

11. Wooley, Т.С. Solid solition in А2Вб tellurides Text. / J.C. Wooley, Вг. Ray // J.Phys.Chem.Solids, 1960, v.13 p.151

12. Беляев, А.П. Электропроводность пленок твердых растворов на основе селенида и теллурида кадмия Текст./А.П. Беляев, И.П. Калинкин, В:А. Санитаров //ФТП. 1984.-T.18i- Вып.П.-С.1975-1978'.

13. Беляев, А.П. Особенности электропроводимости пленок твердых растворов CdSexTeix Текст. / А.П. Беляев, И.П. Калинкин, В.А. Санитаров //ФТП. 1983. Т.17. - Вып.7. - С.1337-1339.

14. Бонч-Буруевич, В.П. Электронная теория неупорядоченных полупроводников Текст./В.П. Бонч-Буруевич, И.П. Звягин , Р. Кайпер , А.Г. Миронов , Р. Эндерлфейн , В. Эссер // М.: Наука, 1981.-383с.

15. Н.Шкловский, Б.И. Перколяционная электропроводность в сильных электрических полях Текст./Б.И. Шкловский //ФТП.1979.-Т.13.- Вып.1,-С.93-97.

16. Шкловский, Б.И. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред Текст. / Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос //УФН1 1975. -Т. 117. Вып.З.-С.403-435.

17. Шкловский, Б.И. Примесная зона и проводимость компенсированных полупроводников Текст./Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос //ЖЭТФ. 1971. -Т.60, №2 С.867-878.

18. Вуль, А.Я. О* температурной зависимости удельного сопротивления в неоднородных полупроводниках Текст.*/ А.Я. Вуль , Ш.И. Набиев, А .Я. Шик //ФТП. 1977.-T.il.-Вып. 3-С.506-510.

19. Шик, А.Я. Кинетические явления в неоднородных полупроводниках Текст. / А.Я. Шик // Неоднородные и примесные полупроводники» во внешних полях. Кишинев: Штиинца, 1979. С.22-40.

20. Шик, А.Я. Статистика носителей и термические релаксации в неоднородных полупроводниках Текст. / А.Я. Шик //ЖЭТФ.1976.-Т.71-Вып.9. -С.1159-1165.

21. Шейнкман, М.К. Долговременные релаксации и остаточная проводимость в полупроводниках Текст./М.К. Шейнкман, А.Я. Шик //ФТП. 1976. -Т. 10.-Вып.2. С. 209-233.

22. Anderson, P.W. Absence of Diffusion in Certain Random Lattices Text./ P.W. Anderson// Phys.Rev.1958 v.109, №5, p.1492-1505.

23. MOTT H. Электронные процессы в некристаллических веществах Текст. /

24. H. Мотт, Э.Дэвис // M.: Мир, 1982.- 663 с.

25. Mott, N.F. Metal-isolator transitions. Proc. R.Soc.Lond Text. / N.F. Mott // 1982 v. A 383 №1782 p.1-24.

26. Mott, N.F. The Electrical properties of the liquid mercury Text. / N:F. Mott // Phil.Meg., 1966 v.13 №125 p.989-1014.

27. Mott N.F. Electrons in Disported Structures. Adv. Phis. 1967 v.l6№61 p.49-144.

28. Cohen ,M.H. Simple Band Model for semi conducting Alloys Text. /М.Н. Cohen , M.H. Fritshe , S.R. Ovshinsky // Phys. Rev. Lett., 1969 v.22-20, p. 1065-1068

29. Кариов, В.Г. Эффект температурной зависимости крупномасштабного потенциального рельефа в полупроводниках Текст. / В.Г. Карпов // ФТП. 1981. Т.15. - Вып.2. - С.217-223.

30. Шик, А .Я. Долговременные релаксации и остаточная проводимость в полупроводниках Текст./А.Я. Шик, А.Я. Буль //ЖЭТФ. 1976. Т.71. -Вып.9.-С.1159-1165.

31. Винников, А.Я. Теория электропроводности неупорядоченных поликристаллических полупроводников с межгранульными барьерами Текст. / А.Я. Винников//: Дис. канд. физ.-мат.наук. JI:, 1983. -132 с.

32. Винников, А.Я. Экспериментальное обнаружение перколяционной электропроводности в сильных электрических полях Текст./А.Я. Винников, А.Н. Мешков , В.Н. Савушкин //ФТТ. 1980. Т.22. - Вып. 10. -С.2989-2995.

33. Винников, А.Я. Теория электропроводности неупорядоченной полупроводниковой системы Текст. / А.Я. Винников, А.Н. Мешков-, В.Н. Савушкин //ФТТ. 1982. Т.24. - Вып.5. с.1352-1359.

34. Мотт Н. Электронные процессы в ионных кристаллах Текст. / Н. Мотт, Р. Генри // М.: Иностр.литер.1950. 480с.

35. Mott, N.F. Note on the contact between a metal and insulator or semiconductor Text. /N.F. Mott //Proc. Cambridge Phil.Soc.l938.V38.N4.P.568-572.

36. Зюганов, A.H. Инжекционно -контактные явления в полупроводниках Текст. / А.Н. Зюганов, С.В. Свечников // Киев:. Наумка Думка. 1981.-256с.

37. Ламберт М. Инжекционные токи в твердых телах Текст./М. Ламберт,П. Марк//М.: Мир, 1973.-416 с.

38. Anderson R.L. Germanium-gallium arsenide heterojunctions Text./ R.L. Anderson // IBM. J. Res. Dev. 1960. -V. 4. - P. 283.

39. Anderson R.L. Electric and photoelectric properties of the heterojunctions Text./ R.L. Anderson //Thesis,„ Syracuse Univ., Syracuse; New York, 1964.

40. Anderson, R.L. Proc. Int. Conf. Semicond Text./ R.L. Anderson // Prague p.563-1960, Czech. Acad. Sei.

41. Anderson R.L. Experiments on Ge—GaAs heterojunctions Text., / R. L. Anderson // Solid State Electron. -1962. V. 5. - P. 341.

42. Perlman S.S. Heterojunction photovoltaic Text. / S. S. Perlman // Cells Energi Convers. 4,184,1964.

43. Perlman S.S., Feucht D.L. P-N- heterojunctions Text. / S. S. Perlman; D* L. Feucht// Solid'State Electron. 1964. - V. 7. - P. 911.

44. Dolega U., Emission-recombin ation model of heterojunction' Text. / U. Dolega // Z'. Naturf. 1963. - V. 18a. -P. 653.

45. Riben A.R., Feucht D.L. Electronic Characteristics of Ge-GaAs interface Having Chtmisorbed Oxygen at the GaAs Surface Text. / A.R. Riben, D.L. Feucht // Int. J. Electron. 20,583,1966.

46. Riben A.R. Electronic injection arid conduction processes for polymer Text. / A.R. Riben, D.L. Feucht // Solid-State Electron. 9,1055,1966.

47. Riben A.R., Text. / A.R. Riben, D.L. // Thesis, camegic Institute of Tehnology,1965.

48. Thamizhmani, A.K. Azad, Jiaming Dai; W. Zhang. Study of optical and dielectric properties of annealed ZnO nanoparticles in the terahertz regime Text. / A.K.Thamizhmani // Appl. Phys. Lett.,86,131 111 (2005).

49. B.Y.Geng Synthesis and photoluminescence properties of Mn-doped ZnS nanobelts Text. / B.Y.Geng, L.D.Zhang, G.Z.Wang, T.Xie, Y.G.Zhang, G.W.Mend//Appl. Phys. Lett.84.,2157 (2004).

50. Виллисов, Г.Т. Фотолюминесценция эпитаксиальных пленок ZnSe на GaAs. Текст./Г.Т. Вилисов //Изв. Вузов. сер.Физика. Том 25. 1982г.№7 с.42-45.

51. Yokogawa Т. ZnSe/ZnS heteroepitaxial growth using an intermediate strainedlaer supper lattice buffer Text./T. Yokogawa, M. Ogura , T. Kajiwara //J.Appl. Phus.1987. v.62 №7 p. 2843-2847.

52. Ando H.Photo enhanced metal organic chemical vapor deposition of ZnSe film biathlete zinc and- dimity eselenigell Text./H. Ando, H. Inuzuka, Konagai, K.Takahashi //J. Appl. Phys. 1985,v.58 №2 p.802-805.

53. Goto N., Isozaki, Shidara K., Maruyame E., Hirai Т., and FujitaT., lEEETrana, Elec. Dev. ED-21 919740 p.662.

54. Fujiwara S., Serizawa H:, Eguchi 0., Kuramoto Y., and Fukai M., USP -3858074 (1974), USP 3985918 (1976)

55. De Haan E.F., Klaassen F.M: and P.P.M. Schammpers, Philips Tech. Rev, 26 (1965) p.49.

56. Garluck G.F, Gibson A.F. Prog. Plys. Soc. 1948, v.60,p.574: 54.

57. Satoh S. and Igaki K. Japan. J. Appl. Physics. 1980 v.19 №3 p.485.

58. Милнс А. Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках Текст./А. Милне // М.: Мир^ 1977,255 с.

59. Michael, G.P. Deposition and properties of Zink Cadmium telluride films Text. / G.P. Michael, A.L. Fahrenbruch, R.H. Bude // J. Vac. Sei. Techology.1988 v. A 6, №6, p.3098-3102.

60. Wittwer V., Heidler К., Zastrov A. and Goetzderger A., in Proceedings of the 14th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (IEEE, New York, 1980), p.760.

61. Kimmerly J. Ternary II-VI Compound thin films for tandem solar cell applications Text./ J. Kimmerly, R. Menner, H.W. Schok , A. Valera // Thin Solid films, 1985, v. 126, p.23-29.

62. Тошходжаев, X.A. Процессы токопереноса в сэндвич структуре на основе халькогенидов цинка Текст./ Х.А. Тошходжаев // Дисс.канд.техн.наук, -СПб.: ГЭУ имени Ульянова-Ленина, 1992.

63. В ell, S.L. Crystal Growth of Cd.xZnxTe and its use as a superior substrate for LPE growth of HgO, 8CdO, 2Te [Text./S.L. Bell, S. Sen//. J. Vac. Sci. a Technology 1985 v.A 3, №1,р.112-115.

64. Aadri, S.B. Evidence for band strengthening in CdixZnxTe (x=0,04) Text./S.B. Aadri, E.F. Skelton, A.W. Webb, J. Kennedi //. Appl. Phys. Lett., 1985, №3.

65. Sher A. The effect of the substrate mismatch on the LPE of HgZnTe and CdZnTe layers Text./A. Sher, A. Raizman, D. Ager //. J. Cryst. Growth, 1988, v. 87,№4, p.507-518.

66. Aadri, S.B. Double-crystal x-ray topographic studies of bilk and epitaxialy grown ZnxCdi.xTe (0,0 x 0,06) Text./S.B. Aadri, M. Fatemi, J.H. Dinan // Appl. Phys. Lett, 1986, v.48, №3, p.239-241.

67. Amirthar, J.M. Photo reflectance study of HgO, 7CdO, 3Te and Cd,.xZnxTe:El transition Text./J.M. Amirthar, J.N. Dinan, J.J. Kennedy//J.Vac. Sci. Technology, 1985, v. A 4, №4, p.2028-2033.

68. Quadri, S .В. X-ray d etermination of dislocation density in postaxial ZnCdTe Text./S.В.Quadri, J.H.Dinan //. Appl. Phys. Lett.1985, v.47, №10, p.1066-1068.

69. Goela, J.S. Growth of CdZnTe on SI by low-pressure chemical vapor deposition Text. / J.S.Goela, R.L.Taylor//.Appl. Phys. Lett, 1987, v.51,№12, p.928-930.

70. Text. /J.Menedez, A.Pingzuk, J.P.Valagares//. Appl. Phys. Lett, 1987, v.50, №16, p.1101-1103.

71. Stanley, R.F. Exticon line broadening in CdxZnixTe/ZnTe multipleguantum wells Text. / R.F.Stanley, J.Hegarty, RD.Feldman, R.F.Austin//. Appl. Phys. Letters, 1988, v.53, №15, p.1417-1419.

72. Glass, A.M. et.all. Room-temperature optically pumped Cdo^ZnojsTe/ZnTe quantum, well Lasers grown on CdAs substrates Text. /A.M.Glass, K.Tai, RB.Byisma//. Appl". Phys. Letters, 1988, v.53, №10.p.834-836.

73. Li, He. Atomic Layer epitaxi of (CdTe)mZnTen-ZnTe multidiantum wells on (001) GaAs substrate Text./Li He., Wei Shan and Lie LI//. J.Crust. Gronth,1991, v.lll, №1-4, p.736-740.

74. Shinji Fujiwara. etsuya Takeda et.all. Newcosvicon for Single-Tube Color Cameras Text./Shinji Fujiwara, Eiihiro Tanaka//. Nat, Techn. Report, 1982, v.28, №2, p.232-242 (Japan).

75. Tauyohi Ichidakase. Major Photoconductive Process es in Newcosvicon "Target" Text./ Ichidakase Tauy ohi, Junta Yamamoto, Fumio Sacamoto//. Nat. Techn. Report. 19856 v.31, №1, p.61-69 (Japan).

76. Fujiwara, S. Photoelectric transducer element including a* heterojunctioniformed, Text./S.Fujiwara, H: Serizawa; 0:Eguchi, Y.Kuramoto and M.Fukai//. U.S. Patent 3858074, 1974'.

77. Fujiwara, S. et all. "High Sensitivity Camera Tube Newvicon" Text./ S.Fujiwara//. Nat. Tech. Report, 1979, v.25 N 2, p.286-297 (Japan).

78. Fujiwara, S. et all. The Heterojunction ZnSe-(Znl-xCdxTe)l-y (ln2Te3)y having* high sensitivity in the visible light range and- its applications Text./S.Fujiwara//. J. Cryst. Growth. 1983, v.61, p.567-575.

79. IEEE Trans. Electron Devices. //V.ED-30, 1983 N 6, p.706-711.

80. Nevhauser, R.G. "Photoconductors Utilized in TV Camera Tubes" Text./ R.G.Nevhauser// J. Elec. Soc. 1987, v. 134, N 1, p.5c-13c.

81. Fujiwara, S. "Photoelectric transducer element including a heterojunction formed by a photoelectric transducer film." Text./S. Fujiwara, H. Serizawa,

82. О. Eguchi, Y. Kuramoto and Fukai//, U.S. Patent 3 858 074. 1974.

83. Patent Specification №1424608 1976. 11.02. №4533 HOI L 31/18, HOl J.29/45.

84. Фрейк, Д.M. Физика и технология полупроводниковых пленок Текст./ Д.М.Фрейк, М.А.Галущак, Л.И.Межиловская //.- Львов: Изд. Львовского государственного университета, 1988.-151 с.

85. Санитаров,» В. А. Кристалл охимическое строение и энергетическая структура пленок твердых растворов на основе соединений А2Вб Текст./ В.А.Санитаров //: Дис. . канд. хим. наук (02.00.04). -ЛТИ им. Ленсовета, 1978.-183 с.

86. Витюк, В.Я. Физико-химические процессы вакуумной конденсации и фазовые превращения в пленках сульфо-теллуридов кадмия и цинка Текст./В.Я.Витюк//: Автореф. дис. . канд. хим. наук (02.00.04). -Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1984. 22 с.

87. Александрова, Л.А. Обобщенные диаграммы состояния, строение и фазовые превращения пленок твердых растворов систем CdSe-CdTe, ZnSe-ZnTe Текст./Л.А.Александрова//: Автореф. дис. . канд. хим. наук. (02.00.04). -Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1984. 22 с.

88. Марунько, С.В'. Физические аспекты получения в квазизамкнутом объеме базовых слоев фотоэлектрических преобразователей Текст./С.В.Марунько //: Дис. . канд. физ.-мат. наук. -Харьков, 1987. -191с.

89. Lopez-Ctero A. Hot Wall Epitaxy. Thin Solid Films., 1978, v.49, N 1, p.3-57.

90. Anthony, T.C. Growth of CdTe films by close-spaced vapor transport (CSVT). Text./T.C.Anthony, A.L.Fahrenbruch, R.H.Bube//J. Vac. Sci. a Technology, 1984, v.2AN 3, p. 1296-1302

91. Anthony, T.C. Electrical properties of CdTe films and junction Text./ T.C.Anthony, A.L.Fahrenbruch, M.G.Peters, R.H.Bube//J. Appl. Phys., 1985, v.57, N2.

92. Figucroa, J.M. Photoluminescence spectra and carrier mobility's inpolycrystalline films of GdTe Textj/J.M.Figucroa, F.Sanches-Sinencio, J.G.Mendoza-Alvarez//. J. Cryst. Growth., 1990, v. 106, N4, p. 651-656.

93. Hirakio Okio. Fabrication and photoluminescence properties of ZnTe films by low pressure metal organic chemical-vapor deposition (MOCTO) Text./ Hirakio Okio//. J. Cryst. Growth., 1988, v.93, N 1-4, p. 667-672.

94. Feldmah R.D., Austin R.F., Dayem A.H., Westerwick E.H. Growth of Cd,. xZnxTe by molecular beam epitaxy Text./ R.D.Feldmah, R.F.Austin,

95. A.H.Dayem, E.H.Westerwick//. Appl. Phys. Lett, v.49, N 13, p.797-799.

96. Орлов, Ю.Ф. Состав конденсатов, образующихся при испарении'в вакууме твердых растворов (CdTe)x(ZnTe)ix и полуэмпирические уравнения процесса Текст./Ю.Ф.Орлов, С.Д.Карасик, Е.О.Курчевская //ЖПХ. 1980. -Т.53 .-Вып.№7.-С. 1659-1661.

97. Радауцан, С.И. Эпитаксиальные пленки твердых растворов системы на подложках из антимонида индия Текст./ С.И.Радауцан, О.В.Куликова, О.Г.Максимова и др.// Изв. АН СССР. Сер. Неорг. материалы. -1983. -T.19,N3. -С.366-369.

98. Robert G. Neuhauser. Photoconductors Utilized in TV Camera Tubes Text./ Robert G. Neuhauser.//. J: The Elec. Soc. v. 134, N 1 p.7 C.(1987).

99. Shimizu K., and Kiuchi Y. Japan, J. Appl. Phys. 6 (1967) p.1089: 99.Федоров, П.И. Химия галлия, индия и таллия Текст./ П.И: Федоров, М.В.Мохосоев, Ф.П.Алексеев//. Новосибирск: Наука, СО" АН СССР, 1977.- 164 с.

100. ЮО.Вендрих, Н.Ф: Исследование характера испарения и измерение давления пар некоторых халькогенидов галлия и индия Текст./ Н.Ф.Вендрих //: Автореферат, дис. канд. хим. наук. М.: МИЭТ, 1983. - 26с.

101. Насреддинов, Д.С. Текст./Д.С.Насреддинов, В.П.Подхалюзин, П.П.Серегин и др.// ФТП. -1986. -Т.20. Вып. 7. - С. 1166-1172.

102. Антрощенко, JI.B. Текст./Л.В.Антрощенко, Л.Г.Гальчинский,

103. B.М.Каикин, Л.С.Палатник//.Изв. АН СССР. Сер. Неорг. матер.-1976.-Т.1,1. C. 12.