Теория оптических явлений в полупроводниках и диэлектриках при зона-зонных, экситонных и фононных переходах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Кудыкина, Тамара Алексеевна
АВТОР
|
||||
|
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Киев
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1994
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
КИГВСЬКИИ УН1ВЕРСИТЕТ ¡м. ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
РГ6 од
На правах рукопису
КУДИК1НА ТАМАРА ОЛЕКСПВНА
УДК 535.58:537.876:621.315.592:621.382.2
ТЕОР1Я оптичних явищ У
НАП1ВПРОВ1ДНИКАХ ТА Д1ЕЛЕКТРИКАХ ПРИ ЗОНА-ЗОННИХ, ЕКСИТОННИХ ТА ФОНОННИХ ПЕРЕХОДАХ.
Спещальнкть: 01.04.07 — ({тика твердого лла
АВТОРЕФЕРАТ
дисертацп на здобуття наукового ступеня доктора ф13ико-математичних наук
К ИТ В 1994 р.
Дисертац1«ю с рукопис.
Рабата виконана в 1нститут1 ф1зики кап1впров1дник1в Акадеии' наук УкраКни. н.Ки£в.
Науковий консультант акаден1г. ЛИСИЦЯ И. П. 0ф1ц1йн1 опоненти:
1.доктор ф1зико-иатенатичних наук, професор кафедри ззгально! та теоретично* ф1зкки Кихвсьг.сго пал1техн1Чкого 1нституту ОЛЕЙНИК Валентин Петрович;
2.доктор ф1зике>-натематичних наук. професор кафедри теоретично! ф!зики Килвського Университету 1н.Тараса Шевченка П1НКЕВИЧ 1гор Павлович;
3.доктор ф1зико-натепатичних наук, професор, эав!дуючий в1дд1лок 1нституту ф1зики нап1впров1дник1Е Акаден11 наук Укра!ни САЧЕНКО Анатол1й Васильович.
Пров1дна орган!зац1я: 1нститут ф!зики АН УкраХни.
30
Захнст в1дбудеться " " т~ШНШ_ 1994 р. в 14 годин
на эас!данн1 Спец1ал1зоаано1 ради N Д 068.18.15 при КиКвськону Ун1верситет1 1К.Тараса Шевченка за адресою:
252127 КИ1В-127. пр.акаден1ка Глупкова, 6, ауд.200.
3 дисертац1£Ю ножка ознайонитися в науг.ов1й 616л1отец1 КиХвсьсого Ун1верситету 1н. Тараса Шевченка , и. Ки1в, вул.Володимирська, 62.
Вчений секретар
ЗДГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.
Актуальн1сть теми. Прогрес у r¿ туз1 фундамеитальних досл!джень
оптики, сучасн-i лазррнг" техн1ки та технологи', н!кроелектрон1ки,
залекить в1д ycniD 'их досл)джень ф1эичнйх процес1в у
нап1впров1дниках та д1електриках. Белеться пост1йни(1 пошук нових
ефект1в, як! дозволять створнтн нов! натер)алн, hobí прилади.
технологи' внробннцтва оптоелжтрон1кн та м!кроелектрон1ки. В
першу чергу - не внвчення електронннх збуджень в кристаллах
иап1впров1дник1в, оптичних властивостей як широкозонних, так ' i"
вузькозонних матер1ал1о в найб1лыа актуальна област1 спектру
i
поблизу краю фундаментального . поглинання. Внвчення цих властивостей мае важливе значення для поглибленого розум1ння
ф1знчних процес1в та застосування 1'х для створення б!стаб!льних та
j
мульт1стаб1льних оптичних пристрош, детектор1в внпром1нення, термометр1в, твердот1льних лазер!в , тошо.
Важливе значення нас створення матер1зл!п 3i стаб1льними властивостяни. Для цього необх!дне вивчення г лих фундаментальных питань як деградаи1я матер1ал!в, дифуэЫ, леретворення конплекс1в дефект1в у нап!влров1дниках. Важливин науковин та практичним завданням с вивчення иехан!зм1в та розробка технологи гоноген1зацЦ' матер1ал1в, знаходження оптимальних ре*ин1в лазерно» обробки, при як1Я матер1ал значно покрагаул csoi характеристики i водночас в ньону ше не внникають териодефорнаиИ, то призводять до floro руйнування.
Одержан! в робот! результат» дозволили пояснити " ряд нових Ф1зичних ефект1в у галуз1 оптики кеметалевих кристалл, эапропонучати метод прогноэування гранично допустиних
1нтенсивиостей лазерного опрок1нення при лазерному в1дпал1 та при д11' 1мпульсного лазеру на оптичн1 в!кна.
Метою ulg'i роботи була розробка наукових основ процес1в переносу в уновэх зёудження як електронноК, так i фононно! п1дсистем на баз1 досл!дження лазерной на нап1впров1диики та оптичн1 матер!али, лазерного в1дпалу та деградаци прозорих натер1ал!в, досл!дження екситонних стан!в, поглинання та проходження св1тла через тверд! т1ла.
Вир!шення поставлених завдань включало розробку таких питань: . - досл1дження зн1ни властивостей кристалу при дЛ' на нього як стаи1онарного, так 1 1мпульсного лазерного опром1нення; - вивчення нехан!зн1в деградаци та гоноген1эац11' натер!ал1в;
- г -
досл1дження оптичних властивостей- вузькозонних матер1ал1в поблнзу краю фундаментального поглинання;
- досл!лження форнувания екснтону у лужно-гало*дних кристалах та його люн1несиенц|>;
- вмвчення дисперсИ та проходження св1тла через кристал в о6ласт1 поглинання.
Наукоиа новизна роботи полягае в отриманн! та узагальненн1 нових наукооих результата, як! стосуються нехан1зн1в деграда(Ш' нап1влров1диик1в та оптичних матер1ал1в; розробц1 нодел1 тернодифузМного масопереносу при локальному нагр1в!
неоднор1дностеЙ при об'смнону лазернону опрон!иенн1; досл!дженн1 днслерсП та проходження св1тла через кристал в област1 поглинання; комплексному досл1дженн1 оптичних властивостей вузькозонних матер!ал!в; вивченн! екситонних Тй " |Лполяронних стан1в в 1онних кристалах.
На захист виносяться так! положения:
Д. Показано, ею в лужно-галомних кристалах л!н1йно-поляриэоване ,св1тло збуджус високоснметричннй екситонний стан синетрИ лроте екситонна люн1несце>щ1я реал1зу«ться 1э низькосинетричного екситонного стану синетрЮ
г. Показано, из стан двоелектрончого локал1зованого центру в йонних кристалах ноже бути енергетично виг1дним та терн1чно ст1йким.
3. Показано, <до в халькоген!дах свиншо ноже реал1зуватися резонансннй непрямий перех1д при температурах, при яких валентнин зонам в точках Ь та £ в1дпов1дас та сана енерНя.
4.Вперше з Максвел1вських граничннх умов одержаи1 р1вняння для вс1х хвнль, як1 эбуджуються на границ! двох середовищ при наявност1 поглинання. Це дозволило отримати аналоги закону заломлення та формул Френеля в поглинаючих середовнтах.
5. Показано, то в 1зотропному кристал1 в област1 екситонного поглинання можуть сп1в1снувать одночасно не дв1, а три св1тлов! хвил1. що напть однакову частоту та поляризац1ю.
¿.Показано, що присутн!сть швидкмх та пов1льних час1в релаксац!* при досл1дженн1 к1нетики л»м1иесценци та фотопров1дност1 ноже бути пов'язана з наявн1стю у кристалах накроск.оп1чних рекомб1наи1йних неоднор!дностей.
7.Показано, що деградац1я твердих т1л п1д л1ею лазерного олрон1нення мохе бути пов'язана э локальним роз1гр1вом неоднор!дностей та * тернодифуэ!йним иасопереносом речовини
включению у матрицю.
8.0тринан1 залежност1 нонера руйнуючого лазерного 1нпульсу в1д 1нтенсивност1. ^овжинн 1нпул^су, пграметр1р натер1алу. Пр1ор1тетн1сть ^еэульт;м1В Основн! результат. по яким сформульован! науков1 положения, отринан1 вперше.
Пр1ор1тет п1дтверджуеться друкованини статтякн та авторским
св1дотством.
Практична ц!нн1сть роботи полягал в тому, що в результат! викс.оння комплексних дослМжень процес1в переносу в умовах збу,дження електронно* та фононно* п1дсистеи встановлен4 основн1 эаконон1рност1 процес1в взасмодП об'^миого лазерного опрон1нення з нап!впров1дникани, роэроблено спос16 прогнозування оптимальних режим1в лазерного в!дпалу. '
Основн! методи досл1д«ень : 3
1. Створення в1дпов1дних моделей та решения 1 анал1з р1виянь иасопереносу, днфуз!У, неперервност1, р1внянь Максвелла, систем л1н1ймих р1внянь, секулярних р1внянь.
2. Анал1тичн1 та числов» методи обчислення 1нтеграл1в, детерн!нант1в.
3.Теоретико-групов! методи досл1дження дозволених переход1в. АпробаЩя роботи; основн1 реэультати , викладен1 в дисертац1Ь'>
опубл!кован1 в 63 роботах та допов1дались на 22 м1жнародних, всесоюзних та республ1канських конференц1ях, парадах, юколах:
на Всесоюзних сеч1нарах «Екситони в кристалах« - 1967 р., Черноголовка, 1971 р.,'Тарту, 19В6 р.. КиКв; Всесоюзн1й школ1
з люн1несценцН, 1969 р., Гркутськ; 1-й Всесоюзн1й нарад1 э Ф1зики нап1впров1дник1в, 1969 р. ■ Ужгород; на ИХ Всвсоюэн1й иарад1 з люн1несценцП', 1970 р. , Рига; Всесоюэн1й конференцИ' з ф1эики та х1нИ' вуэькозонних нап!впров1дник1в, 1980 р. , Льв1в; Всесоюзй1й *онференц1* э ф1зики та технолог!!' тонких пл1вок, 1981 р. , Ужгород; Всесоюзних нарадах э ф1зики вузькозонних нап1впров1дник1в, 1981 р. та 1985 р. , Москва; Республ1канськ1й нарад! «Дефекти в вузькозонних нап1впров1дниках«, 1981 р., Дрогобич; Всесоюзн1й нарад1 з теорИ нап1впров1ддник1в, 1983 р. , Ужгород; Всесоюзн1й конференнИ з ф1зики та технологи' тонких пл!вок, 1984 р. , 1вано-Франк1вськ; 3-й М1жнародн1й конференцИ з 1К -Ф1знки, 1984 р. , Цюр1х; Всесоюзн1й конференци' «Дон1тки та дефекти в кристаллах«, 1987 р., Павлодар; 7-й Всесоюзн1й конференц!'!' з взагнодИ' оптичного випрон1нення з речовиною, 19В8
ч
р. , Леп1нград; 4-й М1*народн1й конференцИ' з 1К-ф1эики. 1988 р. , Цюр1>;; Всесоюзна конференцИ з лазерной техн!ки та технологи, 1988 р. , Р)льн»с; Всесоюзн1й конферениН «Фотоелектричн1 явнща в нап1впров1дниках« . 1949 р.. Ташкент. 8-й Всесоюзн1й конференцИ з вэасмодИ оптнчного випром1нення з речовиною, 1990 р., ЛеШнграя.
ОсоВистий пиесок автора. Досл1дження, представлен1 в дисертацИ', с результатом багаточ1чно! самост1йно! роботи автора. 0крен1 положения теорЛ та експеримеиту перев1рялись в сп1вавторств1 з сп1вро61тникани в1дл1л1в фотоелектричних явив. оптики
нап1впров1дник1п, нап!впров1дникового натер1алознавства 1ФН АНУ, в1дд1лу теоретично» ф1зики 1нститут у ф1эики АНУ та в1дд1лу теоретично* ф1зики Донеиького Ф1эико-техн)чного 1нстнгуту АНУ.
Загальна постановка 1 обгрунтування завдань яосл1джень. вс1 висновкн окреннх розд)л1в, а також • основн1 положения. як! виносяться на эахист, належать безпосередньо автору роботи.
Струкрура 1 об'ем дисертацИ. Дисертаи1я складасться з вступу,
восьин роэд1л1в, висновк1в та л!тератури.Бона н!стить 233 стор1нки, в тону числ! 43 1люстрац1К. 4 таблиц) 1 список л1тератури 1э 176 назв, та авторськоУ л1тератури -65 назв.
Короткий зШст роботи
У> вступ! приведена эагальна характеристика роботи. обгрунтована актуальн1сть теми. 11 наукова новизна. сфорнульована нета та положения, со виносяться на эахист.
г
В першону розд1л! досл1джуються граничн1 унови для влектронагн1тно* хвнл1 в раз! VI поглинания середовищен. Як в1домо. плоска хвиля, Е , падаюча на границ» розд1лу двох однор1дних непоглинаючих середовищ, породжус дв1 хвил1: в1дбиту та заломлену у друге середовище. Хх 1снування випливас э граничних унов Максвелла. Анплитуди цих хвиль ,' як в1доио, визначаються формулами Френеля. Проте теоретичне та експеринентальне вивчення екситонного поглииання в нап1впров1дниках показало, що ноже 1снувати в поглинаючону кристал1 не одна залонлена хвиля, а дек1лька. Не начебто протир1чило граничнин .унован Максвелла! отже вони передр1кали лише одну залонлену хвилю. Для знаходження анплитуд д1йсно 1снуючих залонлених хвиль були запропоноваи1 р1зн1 додатков! граничн! уиови, наприклад, р1вн1сть нулю на границ!
розд1лу екситонно* лоляризацЦ кристалу. Нами було показано, що немас потреби ввсдити додатков1 унови. К1льк1сть р1внянь, по випливають з граничних уиов Максвелла, буде достатньою для визначення вс1х збуд*ених на границ! розд!лу хвиль, якщо врахувати, що в поглинаючому середовищ1 електрична 1ндуки1я на* дв1 компоненти: таку, що сп1впадас по фаз1 э елёктричним полем падаючо!' хвил1, та компоненту, що в1дстас по фаз1 на п/2. Сане тону д1електрична проникнуть поглинаючого середовииа записугться у конплексн1й форн1. Врахування цього приводить до п'яти Сзам1сть трьохЭ р]внянь для електричного поля електронагн1тно1' хвил! як для ТМ-. таг. 1 для ТЕ -хвил!. Унова сум1стност| р1внянь - р1вн1сть нулю в1дпов1дного детерн1нанту, так само, як 1 у внпадку проэорого середовииа, визнача« закон заломлення св1тла. Выявилось, вю для ТЕ-хвил1 справедливий той же закон Декарта-Снелл1уса, що 1 для прозорих середовнш, проте тепер - для коаснок з залонлених хвиль. Для ТМ-хвил! одержано аналог закону эалонлення:
sin & , 2k
sin 6 2 . 2 -
i n , <1- я , Sn , > '
2k 2k 2k
<k - 1,2,3>.
Тут - кути Mi* нормаллю njj( до поверхн1 розпод1лу та
напрянкани розповсюдження хвиль в першому та другому середовищах
s , , в1дпов1дно. n , п , * , - показннки за-лоМлення та
2к 1 2 к 2к
поглинання.
П1дкреслимо, шо одержан1 нами закони эалонлення' в1др1зняються
в1д того, що ран!ше був принятий для поглинаючих середовид,
записаний по аналоги з випадком прозорих речовин зан1ною п^ на г>а
+ i* : 2
sin v n
Й^Г- ■ n .'i » í я я
Видно, що кут виэначений р1вняннян СЗЭ, виявляеться
комплексним 1 не нае ф1зичноГо сенсу.
Чотирн р1вняння визн'ачають анплитуди в!дбитнх та залонлених
хвиль у випадку екситонного поглинання, отже в цьому раэ1 ноже
бути одна в1дбита та три заломлен! хвил!, якщо перший кристал
прозорнй, а другий -поглинаючий, або три в1дбитих i одна
заломлена, якщо светло розповсюджулться з поглинаючого кристалу в
непоглинаюче середовише.
Якшо поглинання в!дсутнс, и^-» О, вс1 одержан1 форнули перетворюються у в1дон! формули Френеля.
Другий розд!л лрисвячений досл1д*енню дисперсЬ д1електрично!' проникност1 в област1 екситонного резонансу при наявност1 в кристал! просторово! дисперсИ та поглинання. 0яер*ан1 в першону роэд1л1 Форнули для анплитуд эбуджених в кристал1 хвиль та роэрахован1 дисперс1йн1 в1тки похазник1в залоилення п та поглинання * дозволили роэрахувати пропускания св!тла в област1 Ам>1~екситону в крнсталах СйС.
Досл1дження спектрально* залежност1 показника залонлення в облает! екситонного резонансу в крнсталах СЛЗ по».д~лли, оо 1снус
ряд розб1жностей н!ж 1снуючою теор!<ю та експериненIон: крива п^ в облает! енергШ Ью -2.553 ев наг злам, а крива пропускания в ц1й облает! нас н!н1нун, сл!дон за якин 1де зростання пропускания на порядок. 1]1 особливост! не поясипвала теор!я. Тону було б1льо детально роэглянуто питания про залонлен! хвил! в област1 екситонного резонансу. До того ж проведений в першону розд1л1 розгляд граничних унов Максвелла говорить, вю в ц1й област1 спектру ноже одночасно 1снуватн не т1льки одна або дв1, але 1 три эалонлен! в поглинаюче середовище хвил1.
Частотн! залежност1 пСи) та *СоО эв'яэан1 з Фур'л-образои д1електрично! проникност! сСЙ.иЭ. Цей зв'яэок ножна знайти, роэв'язавши накроскоп1чне р1вняння Максвелла для електрично! конпоиентн електронагн!тного поля:
де Ё и б - електричне поле та 1ндукц1я. У в1дсутност1 просторово!' дисперсМ с «• сопвЬ<г,0 1
*
а3 б
ДЙ - егас! Ё ■ с~г
С3>
<5>
С6Э
С4>
При наявност1 поглинання стала д1електрична проникн!сть конплексна, л » е^ + 1 1 р!шення р!вняння СЗЭ ножна
записати у виг~ляд1 С55 , але э конплексним С або ш Св1дпов1дно в стац1онарн!й або просторово-однор1дн!й задачах). Нижче будено розглядати стац1онарну задачу. В сп1вв1дношенн1 С6Э також ножна ввести в цьому випадку конплексне п та с. Для одержання дисперс4йного р1вняння сп1вв1дношення С6Э прир!внюють квантовомехан1чному виразу для спектрально! залежност! д1електрично!' проникност1. Для стало! с одержимо:
е - с * А/\ш -и - 1Г1 » n1 - ** С7Э о о
Тут - резонансна частота екситону. Г- стала загасання , А
-стала, пропорц1йна сил1 осиилятора переходу.
Це р1вняння описуе лише одну залонлену хвилю.
При наявност1 просторово!' дисперсИ' поляриэовн1сть х залекить
в1д г та t
t
6<r,t>» ÊCr.tJ + 4п Г dt Г <»? *Cr-r ,t-t > ÊCr ,Ь ) C8> J |J i " i i «i
-oo
Через те, ио при t. >1.« 1нтегрування в С 2.85 ножна розширити до со. Р1шення р1вняння СЗЭ без урахування згасання екситону шукають у вигляд1 С5Э, розкладаючн в 1нтеграл вур'г. Для
власних значень к при цьому одержимо сп1вв!дношення
к2 cV и1 ■ 1 + 4n | ds *Cs,u> J dr4 exptiCic-s> Cn^SiJ <9J
Тут - компонента Фур'е полярнзовност1 тому вектори
¿иве д1йснини. 1нтеграл по приводит до б-функцИ ¿CÎc-Зэ t сп1вв1дношення С9Э приймае вигляд сп1вв1дношення С2.13 при
сСк.ыЗ- 1 + 4it *CÎc,oO. СЮЗ
1 справедливе сп1вв1дношення C6D.
Квантово-нехан1чний вираз для сСп.ыЗ в цьому випадку с:
с » с + A/Tu -ш + fini С11Э
о о
приводить до одночасного 1снування двох заломлеНиХ хвиль.
Якио треба врахуватч при.сутн1сть Е кристал1 1 просторово!-дисперсИ, i поглинання, це вже не ножна зробити простою зан1ною в в формулах С5Э, С6Э та С11Э ¡с та п на в1дпов!дн1 комплексн1 величини, бо функцН' сСк.соЭ - це Фур'я-коипоненти
в!дпов1дних функц1й координат та часу, f вонн визначен! виключно
- в -
для д1йсних значена ¡с та ы - розклад в 1нтеграл Фур 'с - це розклад по повн1й систем! ортогональних функц1й, якини с синуси та косинуси, але не с спадн1 чи наростаюч! ексгюненти.
Для врахування поглимання при наявност! просторово! дисперс!* -р!вняння Максвелла ножнл шукати у вигляд1
6<гЛ» ■ £Сг,ы,С>-вкрШСг-иС>] <12>
де С та и Д1йсн1, а £ - слабо зм1нювана на в!дстан! порядку довкинн хвил! функц1я г. Для !эотропного кристалу та £ ||ос1 ох одержимо р!еняння
£Сх,к,ы> т £о<к,ы> .екрС-ю к к/ с > <13)
к1 с1 / и? т с * с1 У л с - п1 <14>
^ г 1
де И ■ ы / 2 к с. Сп1вв1дношення С13> с закон Бугера-Ламберта , а СЮ визмачае показник залонлення св!тла п. 3 р1внянь С13Э, С14Э одержимо
с э. Т? - » С15)
I
'■• » 2п* С16)
Дисперс1йн1 р!вняння, як! одержино в цьому випадку, нають вигляд:
с - П1-**" с +А (ш - и ♦ ^м2- ш + рп*)г* Г2!-1 С175
1 о , о о
е - 2 п * - А Г Ии> -и> ♦ Г>"2>1 + Г*Г' С183 .
2 О
Видно, що тепер р!вняння С173, <1в) не нижче третього.Са не другого} порядку в!дносно п1, тобто ноже одночасно 1снувати три эаломлен1 хвил1.
Числовий розрахунок дисперсН п та *. зробленний для А^^-екситону в кристалах С<!3 для лоляризацН св1тла Е с, показав добре узгодження з скспериментом:
1Эзлам криво* п( в1дпов1дас точц1, де загасас перша хвиля 1 стае б!льш яскравою друга-,
23цин же пояснюються особливост! криво! пропускания та в1дбиття;
ЗЭпри Т-4К наксимальне значения пТ,ор= 24.8; п**р ■ 23 при
тал тах
т1й же частот1; теор1я, пю 1снувала ран1дпе, при будь-якону значенн1 параметра загасання Г давала п 00 •
4Э1з зростанням тенператури зростас паранетр загасання, 1 крнв1 пС<л> нають все ненше значения п ; при деякону критнчнону
так
эначенн1 Г крив1 стають однохвильовини.
В третьому розд!л! приведено досл!дженчя оптичних
властивостей вузькош1лннних нап(впров!дник1в СРЬТе,
Pb Sn Те, РЪ Sn Se}. Ui натер1али становлять великий 1нтерес
1- К X 1-Я ч
для практичного застосування як натер1али для рад1онетр1в, теплов1эор1в, 1нжеки!йиих лазер1в 1К-д1апазону.
Нами досл!джен! так1 задач1: 13прян1 та непрян1 переходи в Pb^ ^Sri^Te;
2Этеоретико-груповий анал!з дозволених та недозволених переход1в; ЗЭдодаткове поглинання в p-PbSnTe; 4Эрезонансн! непрян! переходи;
5Эдеформуюча д!я п1дкладки на оптнчн1 властивост1 пл!вок э PbSnTe бЗпоказник залоклення цих матер!ал!в.
Халькоген!ди свинцю кристал1зуються в гранецентровану куб!чну гратку. Розрахунок зонной структури. виконаний для температури ОК нетодон емп!ричного псевдопотенц!алу показав, що головн1 екстренуни зони пров1дност! та валентно» эони розташован! в точи! U ,на границ! зони Бр1ллюена. Валентна зона кр1н головного максимуму нас те два наксимуми у напрямках £ та А. Розрахунок, проведений для кристалу РЬТе, показав, що при температур! ОК прян! за6оронен1 эони в трех точках дор!внюють: ^ - 0.18 ев, • 2
es, Едд"2 ев• а непрян! Е^-0.14 ев, Е^д"0. 42 ев. Екстренуни в точц! á можуть вплнвати на оптичн1 властивост! них иатер!ал!в лише при енерг!ях- фотон!в hu » Е^^, в той же час екстренуни в точц! Е ножуть в1д!гравати noitiriiy роль при енерПях hw -
При досл!дженн1 краю власного Поглинання в кристалах РЬТе в ранн1х роботах вин1ри коеф1ц1«нту поглинання проводили лиое до значень а - 400 -S00 см 'i вважали. до це непрянозонний нап1впров1дник. В результат! тако! !нтерпретац1'1 на тенпературн1Й"
залежност! Е СТЗ одержали два участки: перший- л1н1йний з а ■» 9 т
4.10 ев/гр. , до температур Т<300 К, 1 другиЯ - з а^-0, при температурах виие 400 К. Досл!дження електроф1знчних властивостей' РЬТе показалощо при Т>300 К р!зко зростас ефективна маса д1рок та зн1ню£ться в!дношення рухливост! електрон!в та д1рок.
Нами досл!джувався край власного поглинання мон'ок'ристал1чних пл!вок Pb^^Sn^Te в д!аггазон1 температур в1д ЮО до 500 К, Причону
вим1рювання проводились до значень а ~ 10® - 10*сн'~*. Аналогии! вин!рювання були проведен1 в той же час 1 !ншими авторами на монокристалах. Анал1з показав, ¡до при температурах Т' < 30Ü К ц!' нап1впров|дннки с прямини. При б1лыя внсоких температурах форма краю pi3Ko зм1ню£Тьгя. Вняенлооя, що ззбсронена иона ii у всьсмУ
тенпературнону диапазон1 л!н1йно зростае |э эростаннян теиператури. Зм1на форми крап властного поглинання лов'язана э тим, ио при Т ~ 300 К максимум валентно! эони в точц1 Е досягас р1вня максимуму валентно* эони в точи! Ь. а пот1м прон1жок Е^ стае меншнм, н1ж Е • тобто нап1впров1дник стас непрянин. При температурах Т> 450 К форма краю поглинання с типовою для непрямих мап!впров1дник!в:
а ~ Ь* , СЬ « Ьш -Е 4 Ы ) С195
1 1 9 ~ Ч
тут и -частота.фонона, що приймаг участь у прочее!.
Ч
В той же час при Т »350-450 К наг м1сце реэонаисний непряний перех!д. коли знаменник у вираз! для ймов!рност| непрямого
переходу стае дуже налим. Нами проведено розрахунок гоеф1ц1снту
*
поглинання для непрямих резонансних лереход1в. Вияенлось, що в цьому раз1
а ~ Ь/Г С20Э
)
тобто залежн1сть а Л1н1йна по енерг1* 1 зворотньо пролортйна нал1й величин1 - параметру эгасання Г, -тону мае значно б1льшу величину, н1ж звичайн1 непрян» переходи. ^
М1ж краен власного поглинання та поглннанням на в1льних нос1ях спостер1гасться значне додаткове поглинання в р-тип! халькоген1д1в свинцю, в п-тмп1 воно в!дсутнс. Ран1ше ие поглинання пов'язували э переходами м1ж валентнини Шдэонамн важких та легких д1рок. Проведений нами теоретнко-груповий анал1з показав, що так! н1жзонн1 переходи заборонен1 1 не можуть дати такого значного поглинання, кр1н того заборонен1 переходи нають 1ншу спектральну залежн1сть. Нами були досл!джен1 тенпературн1 зм1ни додаткового поглинання, залежн!сть в1д концентраиП носив в РЬ4 ^Бп^Те. Виявилось, що в той час, як зонмий пром1жок Е^ зн1нк>£ться в!д +0.12ев С100КЭ до -0.03 ев С400Ю, проходячи через нуль при «■ 340К , наксимун додаткового поглинання монотонно 1 слабо зсуваеться в б1к довгохвильово! област1 спектру. В той же час величина коеф1ц1«нту поглинання зверхл1н1йно зростае %з эростаннян концентрацН власних дефектов. Це да с п1дстави вважати, що додаткове поглинання лов'яэане з наявн1стю власних дефект1в.
Розрахунок ш1льност1 електронного заряду показав, що в цих сполуках досить сильний йонний эв'язок, 1 хвильова функи1я дефекту повинна иатн головним чином або о-, або р- тип зв'язку. Зона
пров1дност1 в цих матер1алах р-типу, а валентна зона - ы-типу. Р1вень дом1шк1в р-типу пов'язаний головним чннои з зоною пров!дност1, а я-типу - з валентними зонами. Яозволенини с переходи з валентно* зони на р-р!еень дом1шок та з к-типу дом1ток в зону пров!дност!. Проте так1 переходи иали 6 значн1 температурн! зм1нм. Досл1дження енергН актмвацЯ ряху лон|шок в цих натер!алах показало, ио в она сильно залепить в1д >'х концентрацй. Така эалежн1сть типова для поверхневих стан!в. Тому ми висловили припущення, що додаткове поглинання пов'эане !з станами поблиэу !нтерфейсу, дислокац1й та 1нших неоднор1дностей, наявн1сть яких * типовою для цих натер!ал!в.
Для досл1дження деформуючо* дИ п1дкладки на оптичн1 властивост1 пл1вок РЬ Зп Те ¿х виготовляли на п!дкладках з Вар ,
1 - к х Я
НаС1 та слюди. Пл1вка на п1дкладц1 з N<»01 стиснута, на слюд1 -розтягнута, па Ва^ ледь стиснута. Край власного поглинання зсунутий на ~ +0.02 ев для на - -0.013 ев для слюди 1
практично сп1ппадас 1э в!льнов пл!вкою для ВаР^. Були роэраховам! напруги в пл!вках СЗ кбар -на МаСЛ, 1.9 кбар -на слюд! та 140 бар на ОаГ^З та 1эобаричний коеф!ц!.гнт зон С7 мев-^кбар>.
На показннк заломлення вплив тиску незначний.
Четвертий розд!л присвячений досл1дхенням екситонних стан1в у лу«но-гало1дних кристалах СЛГКЭ. Екситони в цих сполуках являють пром!жний випадок н!ж двома граничнини випадками екситон1в малого та великого рад!усу. Тому для досл!дження екситонних стан1в використаний багатоелектронний п1 дх1д, наблихення Гайтлера-Лондона. Гам1льтон1ан кристалу представлявся у вигляд1:
Н - Н + Н Сг > + Н С|г - г I (21)
n n-1 • 1 1г.1 ' 1 i i
де перший член праворуч - гам1льтон1ан кристалу з д1ркою, другий -гам!льтон1ан вид!леного електрону I трет1й - взаемод1я цього електрону з 1ншимн електронами кристалу:
Розглядалось збудження кристалу ИаС! л1н1йно- поляриэо-ваним вздовх ос1 г св1тлон, 1 дозволен1 оптичн! переходи з основного стану кристалу. За допомогою теоретико-групового анал!зу були в!д1бран1 з ус1х можливих т1 переходи, що доэволен1 в дипольному наближенн1. Багатоелектронпа хвильова функц1я екситону шукалась у виг-ляд! л!н1йно'1 конеНнацП дозволен»* функц!й;
* - X a Z с *'с? ,...? ).I Ь хд <? > (22)
j J . ' J 2 N 9 9 '
Тут »* -багатоелектронна функц1я кристалу з д1ркот, а -функц1я эбудженого електрону.
Були розглянут! три нодел1 екситону: високосинетричний екситон Сд1рка + електрон на одному з кат!он!в першо! та третье! координац1йно! сфери), екситон сииетрГ! О Сд1рка + електрон. роэташований з р1вною йнов!рн1стю на елнону з шести кат1он1в першо* координац1йно! сфери), та симетрГ! D Сд)рка на одному з двох сус1дн!х ан1он1в, електрон - на найближчих кат1онах).
Систему р!внянь в1дносно коеф1и1£Нт1в а^ ггнахолнмо, натруючи гам1льтон1ан С 21) на функШях С22). Унова сун1сност1 систени дозволяг знайти екситонн! plBHl енергН, а обчис пения коеф1ц)гнт1в а - розпод1л збудженого електрону по кат1омлх.
В наближенн! жорстко! гратки найнижчим, а тому 1 наючим право на 1снування, виявився високосинетричний екситон, Е = 8. 8 ев.
4 Ь
СЕ " 9. В9 ев, Е ш 9.40 ев.). Гозрахунок рояпод!лу електрона по
ь 2 h
кат1онах погаэав, ик> в!н наг симетЫю D Ък.% епектронно!
4 h
щ1льност! м!ститься на двох кат!онах першо! гоординацШно! сфери вдовж поляризаиН зб*.уджуг»чого ппля, 40% - на ¡ншнх чотирьох кат!онах першо! координии1Йно1 сфери. I липе ВХ - на кат!онах третьо! координаи1йно| сфери. Те, що найнижчим вияпився не 0^-екситон, який ран1ше роэглядався в ЛГК. а И^-екситон пояснюеться тим, то хвильова функц1я л1ркй на г симетр1ю Зрт: < створю« для електрона несферичну яну.
Для урахування поляриэлцЬ екситону був пропедений розрахунок взасмод1! екситону з коливанняни гратки. В гармоничному наближ^нн1 ган1льтон!ан кристалу з екситонон нас виг.чяд:
. . e'N „
н - н°--Г to q
е - с** сям
2 а а, х
V* N •
+--Г <q q ♦ to «| q > <2Э>
^ c<* сих '«* u* U*
2 a*
Тут. перший член праворуч - еиерг!я ечситину ъ на?'-пижт?нн1 жорстго» гратки, другий член - вэа£МОя1я екситону з го пираннчяи гратги*.
трет1Я - енерг!я колмвань гратки; Чах~ нормальн! координаты, власн! частоти коливань гратки, Q - грають роль узагальнених сил, що д1ють на норнальн1 коордннати з боку екситону, н -приведена маса йон1в в елементарн1й icoMipni, N - число кон!рок. а~ нонер в1тки коливань, * - хвильовнй вектор коливань гратки.
В лужно-га ло'1дних кристалах м<а£мо випадок сильного електрон-фононного эв'язку, тону був застосований класичний роэгляд ! використана теор1я динам!ки гратки, здпропонсзана К.Б.Толлиго. Розрахунок поляризац1йного зннження р!вня екситону ДЕ^ показав, шо в гарнон!чному наьлнженн! найб1льше значения О. 89 ев наг:
D -екснтон, для Г) -екситону ДЕ » 0.52 ев, для О - ДЕ "0.69 ев.
4h 2h П h П
Такин чином розрахунок показав, що енергетнчно виг1днин с
збудження D -екситону. Розрахунок грансляц1Ймого руху екситону «ь
знлзив його р!вень на О.Зь ев, 1 енерг1я збудженого в кристал! екситону дор1внюс Е =8.8 - 0.36 »8,44 ев. Це близько до
4h
екслеринентального значения » 8.0 ев при 4 К.
Розрахунок иоляризаШйного эниж^ння енерrii D^-екснтону в гармон!чному наближеннЬ як видно з наведених результат1в, не прив!в до значного зниження. Однак це не дас п1дстави вважати, по такнй екситон взагал! не (снус. Проти цього говорить Юнування екситонно'1 люнШесценци, для яко! eneprii та нап1вширини практично ¡:п1впамапть з в!дпов1днини величинами для рек0м61наи1йн01 люн!несценци', що виникаг при рекомб1нац!г V^-центров та електрошв. Велика ширина л1н1й пю»1несцен1Ш та значний CtokcIb зсув говорить за те , що фотоперех!д в!дбува/:ться при значних зрушеннях положень йоШв. Тону ми розглянули задачу D -екситону, в якому с кср£'ляц1я у рус) д!ркн та електрону -електрон перем1щугться спадом за перем1щеннян д1рки з одного вузла на другий, i, кр1м того, врахували ту обставину, що ан1они в П^-екситон» сильно наблнжен! один до одного, як це було вже в1домо для V -центру, lie привело до зб!льюення поляризатйно* поправки до 1. 5 ев. В результат! ми одержали енерг!ю люм1несценц11 екситону 8.8 - 2 х 1.5» 5.8 ев, яка блиэька до
экспериментального значения 5.35 ев. Р1зниця п!ж експериментальними та теоретичними значениями енерг!й ДЕ як для збудження екситону СО. 4 ев), так i для його люшнесценцН' СО. 45 евЗ близьк! по величин1 i пояснюються тин, що для розрахунк1а були використан! наблнжен! хенльов! ФункиИ електроШв - нодиф1кован1 Зи-функц11 Na та :)р- функцИ С1.
Таким чином. досл1дження показали що в ЛГК св!тло эбуджус екситон симетрИ D<b< який э часом полярнэусться 1 перетворюеться в екситон CHHeTpiï Djh> з якого проходить екситонна люм1несценц1я.
П'ятий розд)л н1стить результати досл1джень локал!зованих . б1поляронних стан1в в йонних кристалах. Розглядалась така модель лог.ая1зованого б!полярона CF'-центру}: два електрони знаходяться в поляронних станах з р1знини центрами поляриэац1йних потенц1альних ям, локал|эованнх поблиэу додатнього кулон!вського центру. Враховувалась обм1нна вэасмод1я н1ж елоктронани. Доохелектронний ган1льтон1ан з урахуванням вэаеноди електрон1в з коливаннями гратки Св класичнону наближеннО мае виглад:
2 г
H - Г Д + —----- [|г -г f + |г -г I V
2м I 2. I ¿'ni' 1 а г1
i » 1, г п г -г
■*£ С,' х, <»• > Ч + £ Ьо, <4? " — > ко ^ка 1 мка . ка , г
I кси ко аа
С24> .
Тут в!пСк^г + п/45 -баэисн1 функцИ, по яких
розкладасться електронна поляризаи1я, с ~д1електрична стала, п -покаэник заломлення. Для р1шення задач! було застосоване ад1абатнчне наближення 1 вар1ац1йний метод. Ган1льтон1ан м1н1н1зувався спочатку по гратковин функц!яи, пот1м по електронним. Останн) вибирались у вигляд1
уд Сг> ■ А ехрГ-аСг-г >1 С25>
1 V
I- -координата 1-го поляронного центру, а -вар1ац1йний параметр. А1
Другим вар1ац1йнин параметром було зм!шення поляронного центру в1дносно центру вакансИ, р. М1н1м1эац1ю по р проводили анал1тично. а по а - шляхом числового (нтегрування одержано'! функцН КяО, де х-ор.
Досл1дження показало, що при малих значениях параметра с/п крива 1Сх5 на с один И1н1нун в точш х«0. Коли цей паранетр 61льше 1.5, э'являеться другий н1н1нум, проте поки £Хп2<4.5 , цей м1н1нум лежить вище першого, тобто зм1щення центр!в полярон1в енергетично невиг1дне. При б1льших значениях параметру <г/п2 другий н1н1мун
лежить нижче 1 эг1дно з вар1ац1йнин принципом необх»дно обрати р!шення, то наг найнижче значения енерг!!'. Така ситуац!я х
реал1зу£ться в кристалах Т1С1 СеХг»г- 6.25Э.
Теплов1 флуктуацИ поляризац!* можуть приводити до дисоц)ацН Я'-центру з утвореннян або полярону та Р-центру, або двох Р-центр1в. Розрахунок енергИ' дисоц1ац1'1' таких процес1в показав, пю Г'-центри стаб!льн1 в1дносно першого процесу при вс!х значениях параметра £/п2. Проте другий процес буде енергетиЧно виг1дннн для значень с/п2< 26. В лужно-гало!дних кристалах ця нер1вн!сть завжди виконулться, тону двохелектронн! центри будуть розпадатися на два Г-центри. Проте в 1нших сполуках, наприклад, як це показують експерименти, в халькоген1дному скл1, йнов1рна велика локальна поляризац1я поблиэу центр1в, це ноже привести до того, ио 1снування Г'-центр1в буде енергетично виг1днин.
В шостому розд!л! викладено результати досл1дження к!нетикн наростання та спаду концентрацП' фотозбуджених нер!вноважних носИ'в заряду СННЗЭ в неоднор1дних нап1впров<дниках. Показано, що крив1 наростання та спаду симетричн1, тобто абсолютне значения 5Сх пох1дних сп1впада£, якцо спад проходить п1сля встановлення стац!онарного стану, це буде у випадку, коли довжина збуджуючого • 1мпульсу б1льша за час життя носИв у нап1впров1днику т. Якто
р '
I <т, крив1 наростання та спаду будуть несинетричн!.' Це твердження р
буде мати н!сце нав1ть у випадку, коли коеф1ц1снт дифузИ' носИв, С, час IX життя та темп генерац1'1' О залежать в1д просторово'1 координати.
К1нетика наростання концентрацН' ННЗ п Сг-. О визначаеться р1вняннян неперервност1:
в п Пи ' . ~
-- - И Д п - —^ + 0 С2б>
а н
з початковою умовою пнСг,0Э =0. '
Розглядалнсь включения кульовидноК форни рад1усу Рг, 1х рекомб1нац1Яна здатн!сть характеризовалась параметрон й -швидк1стю поверхнево1 реконб1нац11' на границ1 включения - матриця Сг-К5. Паранетри нап!впров1дника 0, т; Б вважались незалежнини в!д г. .
Найб1льш1 зм!ни в просторовому роэпод1лу ННЗ нають м1сир поблизу поверхн!:
S CtO.expl-t/t)
n CR,t> - n <.R> Il-expC-t/T) - ----1
H ° Cl+S > Cl+L/R>
Tyr L - довжина дифузЬ HH3; S* = SR/D, n - стац!онарний розпод!л концентрац!У HH3:
R S»
n - Q т 11 - - exp«R-r>/L>--] С 283
1 + S + R/L
Крива спаду концентрат* ННЗ 61ля поверхн! включения ncCR,0 Hat виг ЛЯД:
СО
n CR,t) « n CR) expC-t,/t) [i + --- I С29>
С ° Cl+S > Cl+L/R>
Функц1я р ДОр1ВНЮ£:
р СО » -■ - -CVt/texpCL/t> Ci - Ф<Уг/т >]-
- ехрС-1/т) Е1- ФСУт/т )]> СЗО)
-в
де т- поверхневий час життя на границ1 включения.
Для час1в 1,« т на£ н1сце л1н1йне зростання п -вь, а в • н
облает! т < Ъ < т - кореневе зростання концентрацИ пн-
Спад концентрацИ з стац1онарного стану проходить практично
по експоненц!альному закону з характернин часон г. У випадку
коротких 1нпульс1в С«, <тЗ спад концентрат! на с два участки -Р
спочатку швидкий спад з характернин часон ~ т , пот1м вих!д на •. в
слабкий Скорене.вий) спад до другого участку , спаду на значно 51льших часах т. Це дае ножлив!сть експериментального вияву реконб1нац1йних неодаор!дностей в нап!впров1дниках по к!нетиШ спаду концентрацП ННЗ або фотоструну.
Така к1нетика ННЗ в реконб!нац!йно-неоднор1дних нап1впров1дниках мае схож1сть з к!нетикою нап1впров1дник1в з двона типами реконб!нац1йних р1вн1в- з наявнЮтю авидких р1вн1в прилипания та рекомб1нац!1 Стак званий а-канал рекомб1нацШ. Наш анал1з .показу*:, що роль цих р1вн1в ножуть виконувати реконб1нац1йн1 неоднор1дност1 р1зно! ф!зико-х!м1чно1 природн, як1 не с точковини дефектани.
Сьоний роэд!л Шстить результати досл1джень взагнодИ' стац)онарного лазерного випрон!нення з нап1влров1дниками в област1 Ух прозорост1. Нэп1впров1дников1 сполуки та тверд1 розчини нер1дко н1стять включения та неоднор!дност1. У ряд1 випадк1в так1 неоднор)дност! н)як себе не проявляють, 1" так1 натер1али використорують для створення прилад!в. Проте з часом так1 неоднор1дност! приводить до стар1ння матер!ал!в 1 виходу з ладу прнлад1в. Експериментально було показано, ио опрон1нення нап)впров!дник1в типу А^В^ лазерон в област1 проэорост1 приводить до значних зм!н електроф!зичних та оптичних властивостей. В той же-час 1зотерн1чний в1дпал них матер!ал1в при високих температурах не приводить до по«1тних зм1н Ух властивостей. Нами проведено анал1з рол1 тернодифуз1У як можливо!' причини розчинення локально роз!гр1тих лазерном опроШненнян включень.
ЛогалмшН роз1гр1в включень. в прозорих натер1алах СЬм < Е 3
9
ноже виникать як при прямому оптичнону поглинанн! в них св1товоУ енергИ, так ^ при реконб1нацН на включениях фотозбуджених у матриц! нер!вноважннх носИ'в заряду СННЗЭ. 0ц1нки показали, що при стац)онэрнону лазерному опром1ненн1 реконб1нац1йний нехан1зм роз)гр)ву ноже бути значно ефективн1шин, н!ж пряний оптичний, бо в цьому раз1 енерг)я св1тово1' хвил1, що була поглинута в натриц! поблизу включения, начебто фокусугггься на включенн1, ио грак роль реком61нацШиих сток)в.
Були розглянут1 нодел! кульовидного, цил1ндричного та плоского включень 1 розр'язан1 эадач1 1'х локального роз!гр1ву та масопереносу матер!алу включения у матриц». Масоперен1с. визмачагться двома струмами: днфуз1йним
1 • - В 7 N
■'о
' та тегм°Д"Фу*з1йчнм -»
I Ш -О N 7 Т -"т т
Тут I), - коеф1Щгнти дифузП та тернодифуз1У, N -концентрац1я атсН1Р у неолнор!дност1. Включения визначагмо як область кристалу, л" копией гг>ац!я ЯСг.О > N , N - задана м1н!мальна
т1п ть п
* о!П!<-н Вважали, то включения розташован1 далеко одне в)Д
г/:ного 1 IX р^агмчий рплив риключено. Роэглянуто практично г.1>пн"и1: 1-ппялок. коли характерний час встановлення розпод!лу •■ н" ( м .'г г сродоенщ! набаглто неншнй за час, ио характеризуг
С31>
процес насопереносу.
Розв'язання р1вняння 1зотерн1чно! дифузИ
д N
-£ -DAN " <33}
it
та тернодифузИ, Сколи тернодифуз!йний струи переважасЭ: а N
-- - D VN.7T + D N 4 Т (34)
, , TT TT
а t.
при нормальному початковоиу розпод!лу концентрацИ
• N Сг.Ъ} « NQ expC-rVa} СЗЗ)
де а - параметр, що визначасться величиною початкового рад1усу включения:
i « V а .In CN УК , <36>
О О ттп
приводить в1дпов1дно до двох р1шень:
2
а . г
N Cr,О - N X--ехрС - - > С37>
D ° а + 4 D t. а + 4 D t.
N <r,t> » N eXp[-3XL -(rVa) exp<-2Xt>]
Тут X - q й^УЗк , q -об'ениа щ!льн1сть виток1в тепла, k -
коеф1ц1£НТ теплопров1дност1 включения. Вважасмо для спрощення Dt не залежнин в!д г та t.
Час розчину включения при дифузИ С 373 доршнюг а •
t - - CexpC2iV3a> -1J, <3S»
D 4D °
Для розрахунку часу розчину включения при дои1нуюч1й тернодифузП були розглянут! три нодел1: модель безперепонного виносу речовини з Включения в натрицю, модель' гранично швидкого спадання град1гнту теиператури в натриц1 та модель пост1Вного град1£Нту температури. Bei три випадки приводить до близьких час1в розчину. Так, для иертох модел1:
Ьт Ш f* /ЗХа <40>
Унова дом!нування термодифузШного струну:
- »-
3 к О а + 4D1
q DT 2
С41>
i сп!вв!дношення час!в розчину
t
D
а q DT ГехрС2? */ЭаЗ -1Э .
С»2>
t
т
4 к D
показують, що при дон!нуванн1 тернодифуз1йного процесу час розчину t-T включения буде на порядки меншим.
Ц1 розрахунки були эастосован! для пояснения та опису
при опрон1ненн| СО^-лазером Chw »0.118 ев< Е 3, а ncrrlH i зн1на типу пров!дност1 добре описусться ноделлю розчинення металевях включень, при якону заповнюються кат1онн1 ваканс!* в неталев!й п1дгратц1, к!льк!сть власних дефе*т!в нап1впров!дника зненшу^Ться, рухлив!сть носНв эначно зростас.
Запропоновано спос1б виэначення температуры локально роэ1гр1тих включень 1 вибору оптимального режиму лазерного в!дпалу, при якону можна досить твидко покращитн характеристики матер1алу 1 водночас, не досягати границ!, при як1й матер1ал руйну/:ться.
У восьному розд1л! викладено результаты досл!дження ефекту накопичення - поступового зниження границ1 оптичного руйнування повторюваними лазерными 1мпульсами: Спостереження показують , що витоками н1кроруйнувань при лазерному опрон!ненн! найчаст1ше с технолог1чн1 неоднор1дност1. Тону руйнування натер!ал1в пов'язують 1з значним локальним роз1гр1вон таких включень та появою локальних термонапруг, що перевищують noplr м1цност1. 1*Ти вважали, що ефект накопичення пов'язаний з поступовою зм1ною в npouecl лазерного опром1нення розн|ру неоднор!дностёй. Для досл!дження ефекту накопичення необх1дно було розглянути так1 эадач1:
1Эмехан1зм'локального роз1гр1ву включень при поглинанн1 в натер1ал1 !нпульсу лазерного опрон1нення,
23к1нетику температурних пол1в всередин1 включения та в матриц! б1ля включения,
33механ1чн! напруги в матриц1 через локальний роэ!гр!в включения.
лазерного в!дпалу сполук типу А В . Зненшенйя концентрации д!рок
45эростышя розм1ру включения в!д 1нпульсу до 1мпульсу внасл1док терноднфуз1йного наоопереносу,
ЗЭзростання локального роз1гр1ву та тернонапруг в!д 1мпульсу до 1мпульсу, зуновлене зб1льшенням розм1ру включения,
бЗпрогнозування залежност1 номера руйнуючого 1мпульсу в1д 1нтенсивиост1. довкини 1нпульсу та параметра нзтер1алу.
Роэгляд цих задач показав, до запропонована нани нодель ефекта накопичення ноже реал1зуватнся.
Ми розглядали головним чином реком61нац1йний механ!зм локального роз!гр1ву включеиь. проте основн1 висновки будуть справедливыми 1 при 1нших нехан1знах роз!гр1ву, наприклад, при прямону оптиччому.
Характерною особлив!стю експериментальних кривих запежност1 нонера руйнуючого 1мпульсу в1д 1нтенснвност1 лазерного випрон1нення с. наявн1сть двох границь для 1нтенсивност1: нижня границя 1нтенсивн1сть, нижче яко* ефект накопичення не спостер1гасться, верхня границя - м1н1мальне значения 1нтенсивност1, при якому натер1ал руйну^ться п1сля першого ,1мпульсу.
Зг1дно иашо> нодел! поява ефекту накопичення пов'язана з термодифуз1йнин насопереносон натер4алу включения в матрицю, тому никня границя - це м1н1нальна 1нтенсивн1сть, више яко! тернодифуз1я почина« дон1нувати в масоперенос1:
-Г~п к Т 1 X о
I - -:----С43)
2 ( Е а У О I а од • р т
Туг к - теплопров!дн1сть включения, а- коеф1ци-нт поглинання. а -1 т
териодифуз!Йне рп1вв1дно.шення, -частота лазера, Т - початкова температура кристалу, О -коеф1ц1£нт дифузИ' нер1вноважних носив.
Верхня границя 1г визнача«ться критичнин значеннян термонапруги у натриц! на границ1 э включенням. до виника£ при критичнону значенн1 локально! температури при дИ першого 1мпульсу:
3 У~~л к а ,
» X 1Ь
I • --<43>
2 ( Ей V 0 Ь
^О д » р
Тут теоретична границя м1цност1 натер!алу матриц1.
0дер*ан1 нами залежност1 номеру руйнуючого 1мпульсу М добре уэгоджуються э експериментон. Величина М суттсво залежить в!д
довжини 1нпульсу, М ~ Тому, незважаючи на неэначне
зб!лыиенкя розн1ру неоднор1дностей, що приводить до сталоГо зниження грамиц1 оптично* н1цност1, сан факт руйнування ноже в1дбутися 1 випадково внасл!док флуктуацИ довжнни 1нпульсу або його 1нтенсивност1.
ЗАГАДЬ« ВИСНОРКИ
1.Систенатичне досл1дження екситонних стан!в в лужно-галомних кристалах показало, шо л1н1йно поляризоване с»1тло збуджус екситон симетрЬ П<ь> а не Оь, як ввлжали ран1ше. Це пов'язано э Зр-симетр!ею хвильово* фунЛцИ д1рки. Ь^-ексигон с поляризуючим 1 з часом перетворю/гться в низысосинетричниЙ 0 екситон С модель Ук~центр * електрон), який в!дпов1да<с за екситонну люн1несценц1ю. Пряме збудження 0.^-екситому св1тлом малоймов!рне, бо вимагас великих зн1иень гратки.
2.Доведено, шо стан локал1зованого 61полярону ноже бути енергетично виг1лн1шин та сТ1Йкин щодо розпаду на два Р-иентри, якяю 1снуе значна локальна поляризац!я. Така ситуац!я релл!зусться в халькоген!янону скл1, де так! двоелектронн! иентрм спостер1гаються.
3.Виконано цикл досл1джень оптичних властивостйй
вузькопЦлинних нап1впров1дник1в типу А В . Теоретико-- груповий
* л
анал 1э та експеринентальн1 досл1дження в них крнсгэлах додаткового поглинання, во сшэстер1га£ться в р-тип! нап1впров1диик«в м1ж крагм фундаментального поглинання та поглинанням на в1льних нос1ях, показало, шо воно не може бути пов'язане з• переходами м1ж валентнини п1дзоиами, як вважали ран1ше. Додаткове поглинання може бути обумовлене переходами з поверхневмх стан1» на гранииях зерен, розд1лу фаз, вклвчень та ¡наши неоднор>дностеЙ.
4.3найдено, шо особливост! зонной структури в халькогеН1дах
I
свинию приводять до появи реэоиансних непряних переход1в в обЛаст1 •тенператур, при яких максимуни валентних зон в точках Ь та £ мають енерги, як1 в1др1зняються одна в1д одно* на енерг!ю оптичного фонону. Одержано формулу для коеф1Ш*нтз поглинання в цьому випадку, яка добре описус егеперимент.
З.Знайдено вплив дефорнуючо!' ДИ п!дкладки на оптичн1 властивост1 пл1вок тоерлих роэчин!в РЬ^ _ ^Яп^Те. Роэрахован1 значения напругн в п.л1вках на р1зних пйдкладках. Одержано 1з01?ар'ичнип зон в иих натер1алах. ■
б.Вивчено процеси перетворення неоднор1дностей в нап1впров1дниках, во нають м!сце при лазернону опрон1ненн1 останн1х стацЮнарннми пучками в облает! прозорост1 СЬш < Показано, шо значна зн!на електроф1зичних властивостей нап1впров1дника пов'язана з локальнин роз1гр!вом неоднор1дностей. Виникаюч1 велик1 град1£нти теиператури викликавть появу значних тернонапруг та термодифуз1ю, що приводить до шзидких процес!в насопереносу речовини включения в матрице. Ц! процеси можуть н1няти тип пров1дност1 нап1впров!дника, виклнкати його деградац!ю, стар!ння- При наявност1 власних дефект1в такий процес- ноже привести до покращенкя якост1 натер1алу, до його гоноген!зац!1', з61льшення рухливост1 носИв, эненшення к1лькост1 дефект1в.
7.3апропоновано рекомб1нац1йний механ1зм роз!гр1ву включень, при якону. збуджуються НОСИ в матриц1, а реконб1нують на неоднор!дностях. Особливоетю цього нехан!зну е та обставина, що на вклпченн1 фокусусться енерг1я, яка поглинагться в натриц!. Це призводить до значно б1льшого локального роз1гр1ву, н!ж при прямому оптичному нехан1зну роз1гр1ву у випадку невеликих 1нтенсивностей опром1нення.
в.Запропоновано спос1б знаходження тенператур локально роэ1гр1тих неоднор1дностей та тернонапруг, виникаючих на границ! включения 1 матриц!, э Метою запоб!гання руйнування матер!ал1в при лазерному в1дпал1.
9.Вивчено д1ю 1мпульсного лазерного опрон1нення на тверд1 т1ла. Показано наявн1сть порогу по 1ктенсивност1 лазера в процесах деградацИ оптичних натер1ал1в. Одержан! вирази залежност1 порогу нев!дворотно1' д11' опрон1нення в1д довхини 1нпульсу, довжини хвил1, коефШ1£Нту поглинання та паранетр1в матер1алу. Показано, що процес накопичення при лазерному опрон1ненн1 може бути пов'язаний 1з зростанням термонапружень поблизу нес^днор1дностей, як1 викликан1_зб1льшенняи Кх розм.!ру внасл1док 1'х тернодифуз!йного розпливання.
Ю.Вперше э р!внянь Максвелла одержан! граничн! умови для електромагн1тноК хвил! в област1 екситонного та зона-зонного поглинання. Це дозволило строго обчислити аналоги закон!в заломлення св!тла та формул Френеля для випадку поглинавчого середовида. Ран!шг таке обчислення 1з граничних умов було проведене лише для прозорого середовиша.
И.Проведено досл!джгння дисперсП показник!в залоилення та
поглинання в облает! А^-екситона в кристалах CdS. Показано одночасне 1снування в uifl област1 спектру при низьких температурах трьох залонлених хвиль. Роэрахунок дисперсИ' пСьО добре описуе вс1 особливост1 експерименту. Обчислене пропускания св1тла в цьому спектральному д!апазон! на основ! одержаних в ц!й робот! формул добре узгоджуеться з експерииентом.
Основн! результати дисертац!! опубл!кован! в роботах:
1.Кудыкина Т.Д., Толпыго К.Б. Экситонные состояния в ШГК. ФТТ, 1968. т. 10. N7.4 2049-2055. '
2.Kudykina T.A.,Tolpygo К.В., Zubkova S.M. Exciton Theory !n Crystals with Complicated Band Structure with Electron-Phonon Interaction. Phys.Status Solidl. 1968, v.28,N2, 807-814.
3.Кудыкина T. A.. Федорус Г.A.. Фурсенко В.Д., Шейнкнан М.К. Определение энергии образования пары электрон-дырка в монокристаллах CdSe при электронном возбуждении. ФТП, 1969, T.3. N4. 526-529. .">
4.Кудыкина Т.А., Налюк Н.Ф. , Пивторадни Н.И. и др. Сравнительное исследование фото- и е-проводиности монокристаллов CdSe. Тезисы докладов на Всесоюзном совещании по физике полупроводников Ужгород, 1969 г. , с. 97. -
З.Кудыкина Т.А., Толпыго К. Б. . Синглетные экситонные зоны в кристаллах NaCl. ФТТ, 1971, т. 13, N4, 1111-1117.
6.Кудыкина Т.А., Толпыго К.Б. Синглетные зоны для экситонов двух симметрии Оь и Djh.Известия АН СССР, сер.физич. 1971.т.35, N7, 1381-1383.
7.Кудыкина Т.А., Толпыго К.Б. Учет ..экситон-фононного взаимодействия в ИГК. ФТТ. 1971, т.13. N10. 28S3-2860. Б.Кудыкина Т.А., Толпыго К.Б. Экситон высокой симнетрии в ЩГК. ФТТ, 1972, т. 14, N2, 626-628. >.
9.Кудыкина Т.А., Толпыго К.Б. экситон в ЩГК. ФТТ,1972, т.14. N9, 2521-2526.
10. Кудыкина Т. А. Равновесные концентрации электронов, и дырок з уэкозонных полуйроводниках. УФЯ, 1974, т.19, N12, 1959-1965. П.Колежук К. В., Кудыкина Т. А., Паранчич С.Ю. , Федорус -Г. А. УФЯ, 1973. т. 20. N7, 1185-1187.
12.Кудыкина Т.А., Первак И.Г. Механические- и электрические свойства конпозиций. УФЯ. 1975. т.20, N10, 1664 - 1669.
13. Первак И.Г., Кудыкина Т.А. Оценка свойств межфазного слоя в
наполненной поликарбонате. Пластические массы. 1977, N10, 19-21. lt.Vinatskii V.L., Kudykina Т.Л. Localized Blpolarons in Ionic Crystals. Phys.SLatus Solldl, 1978, v.87,N2, S07-511.
15.Кудыкина Т. А, Зона-зонная излучательная рекомбинация в вырожденных полупроводниках. УФЖ, 1978, т. 23, N1, 10-18.
16.Кудыкина Т.А., Толпыго К.Б., Юейнкман М. К. Безызлучательная Оке-рекомбинация электронов на 3-х центрах. УФ(К, 1979, т. 24, N6, 809-815. I
17. Кудыкина Т. А. Инфракрасное поглощение в Pb^^Sn^Te. Тезисы докладов на Совещании по физике узкозонных полупроводников. ФИАН, Москва, 1901 г., с. 20-21.
18. Колежук К.В., Кудыкина- Т.А., Санойлова И.А. и др.Дисперсия
света в зпитаксиальных пленках РЬ Sn Те в области энергий 0.1
1-* м
0.25 эв. Тезисы докладов на Совещании по физике узкозонных полупроводников! ФИАН, Москва, 1981 г.. с. 22.
19.Колежук К.В., Кудыкина Т.А.. Санойлова И.А. и
др. Оптические свойства зпитаксиальных пленках РЬ Sn Те.
о.S3 о. 17
Тезисы докладов на 4-й Респ.конф. «Физика и технология тонких пленок сложных полупроводников. Ужгород, 1981. с.74-75.
20. Колежук К. В., Кудыкина Т. А.. Самойлова И. А. и др. Явления
Переноса в зпитаксиальных пленках Pb Sn Те. УФЖ, 1982, т.27, N1,
it -х к
95-101. . _ •
21.Колежук К.В., Кудыкина Т.А., Самойлова И.А. и др. Край
поглощения зпитаксиальных пленок РЬ Sn Те. УФЖ, 1982, т.27,
о.в а о. t?
N1, 244-248.
22.Кудыкина Т.А. Инфракрасное поглощение в монокристаллах РЬТе. УФЖ, 1982, т.27» N2, 188-191.
a3.Baranskii P.I., Baidakov V.V., Ermakov V.N.,... Kudyklna Т.Д., et al. Phys-Stat-us Solldl, <ЬМ982, v,114,N2,K101-K104.
24.Байдаков В.В., Григорьев H.H.. Ермаков В. Н..... Кудыкина Т. А.,
и др. Энергия ионизации принесных уровней Sb и Се , связанных с долинами 4001 с-эоны. ФТП, 1933, т.17, N2, 370-371.
25.-Колекук К.В.,, Кудыкина- .Т. А.. Самойлова И. А. и др. Показатель преломления в зпитаксиальных плёнках Pb^^Sn^Te. УФЖ. 1983, т.28, N3, 362-365.
26.Колежук К.В., Кудыкина Т.А., Самойлова И.А. и др. Влияние деформирующего действия подложки на' оптические свойства пленок
РЬ Sn Те. -УФЖ, 1983,. Т.28. NU, 1681-1684.
ft — X X
27.Кудыкина Т. А. Резонансное поглощение при непряных зона-зонных
переходах. Тезисы докладов И Всесоюзного совещания по теории полупроводников, Ужгород, 1983, 294-295.
28. Григорьев H.H., Ернаков В.Н., Коломоеи В. В. , Кудыкина Т. А. , и др. Иэнененне энергии ионизаиии атонов Sb в Ое при сильной одноосной деформации. Сб.науч.трудов АН . УССР, Ин-т сверхтвердых натериалов, 1983 г., 16-19.
29. Колежук К.В., Кудыкина Т.А., Самойлова И.А. и др. Непрямые оптические переходы в твердых растворах Pb^J Sn Те. УФЖ, 1984, т. 29, N3, 346-352.
30. Кудыкина Т. А. Междолинное рассеяние на нейтральных примесях в невырожденных полупроводниках. УФЖ, 1984, т. 29, N7, 1102-1104.
31. Baldakov V.V.,Ermakov V.N., Orleor'ev N.N.,...Kudyklna T.A. Breakdown of Impurity States of As and Sb In Ge at Uniaxial Compression P , Г0011 „ ¡5. Phys-Status Solid!, <b>1984, v.122,N2,K163-K167. a
32. Кудыкина Т.А.Резонансное поглощение при непрямых переходах в халькогеиидах свинца. УФЖ, 1904, т. 29, N6^ 819-822.
33. Колежук К.В., Кудыкина Т.А. , Самойлова И. А. Поглощение света в эпитаксиальных пленках Pb Sn Те. Тезисы 2-й Всесоюз. конф. пс
1-Х X
физике и технологии тонких пленок. Ивано-Франковск, 1984, ч.1, 170.
34. Kolezhuk K.V., Kudykina Т.А., Samoilova I.A. Infrared Absorption Spectra in Pb Sn Те. Proc. 3 Intern.Conf.on
r • O. >3 O. 17
Infrared Physics, Zurich, Switzerland, 1984, 744-746.
35. Колежук К.В., Кудыкина Т.А. , Самойлова И.А. Исследование
оптических свойств эпитаксиальных пленок Pb Sn Те. Тезисы докл.
i-v *
Совещания по узкозоннын полупроводникам. ФИАН, Москва, 1985, с.16.
36.Кудыкина Т.А. Фотоэлектрические явления при . объенно» возбуждении в уэкозонных полупроводниках. Тезисы -докл. ' Совещания по узкозоннын полупроводникам. ФИАН, Москва, Д985, с, 17.
37. Kolezhuk K.V., Kudykina Т.А., Samollova I.A. Infrared , Absorption Spectra in Pb Sn Те. Infrared Physics 1983, v.26,
O. 8 9 O. 17
N1/2, 375-381.
ЗЭ. Колежук K.B. , Кудыкина Т. А.. Самойлова И. А. Дополнительно!
ИК-поглощение в. р-РЬ ' Sn Те. УФЖ, 1985, т.30, N4, 519-523.
± — X к
39. Кудыкина Т. А. , Лисица М.П. Дисперсия показателя преломлени полупроводников в области края собственного поглощения Журн.прикладной спектроскопии, 1986, т.44, N5,.838-845.
40. Кудыкина Т. А. Осцилляции фотопроводимости ' при объенно возбуждении в уэкозонных полупроводниках. УФЖ, 1986, т. 31, N1
96-101.
41.Григорьев Н.Н.. Кудыкина Т. А. Рекоибинационный механизм нагрева включений. УФЖ, 1987, т. 32, N10, 1460-1461.
42. Григорьев Н.Н.,' Кудыкина Т. А., Пляико С. В., Сизов Ф. ф. Растворение включений в полупроводниках, стинулированное ИК-излучением. Сб.«Примеси и дефекты в узкозонных полупроводниках«, 1987, АН СССР, 171-174.
^3.Григорьев Н.Н. ■ Кудыкина Т. А. Термо^иффузионный неханизм распада неоднородностей. УФЖ, 1988, т. 33, N4, 574-576.
44.Григорьев Н.Н., Кудыкина Т. А. Влияние формы включений на их разогрев при интенсивном стационарном облучении. ДАН УССР, сер.А, 1988, N6, 43-46.
45. Григорьев Н.Н. . Кудыкина Т. А., Пляцко С. В., Сизов Ф.Ф. Необратимые фотофизические процессы в полупроводниках в области прозрачности. Тезисы докл. VII Всесоюэ. конф. по взаимодействию оптического излучения с веществон. Ленинград, 1988, 64-65.
46.Григорьев Н.Н. > Кудыкина Т. А. Рекомбинационный механизм локального разогрева неоднородностей. Сб.«Лазерная технология«, Вильнюс, ИФАН ЛитССР, 1988, вып.6, 181-182.
47. Григорьев Н.Н. ; Кудыкина Т. А., Пляцко С. В., Сизов Ф. Ф. Неравновесные фотофизические процессы в полупроводниках А^В^, индуцированные ИК-лазерон. Сб.«Лазерная технология«, Вильнюс, ИФАН ЛитССР, 1988, вып. 6. 42-43.
48. Grigor'ev N.N., Kudyklna Т.А., Plyatsko S.V., Slzov F.F. Laser -Induced Thermodlffusion of Semiconductor Inhomogeneities in the Spectral Transparency Region, Semlcond.Scl.Techn. 1900, v.3, N9, 951г95<5. .
45>.Qrieor'ev N.N., Kudyklna T.A., Plyatsko S.V., Slzov F.F. Heating 6Г Inclusions by Intense Laser Radiation in Transparent Narrow-Gap 1V-VI Semiconductors. Infrared Physics, 1988, v.23, N3, 307-316. ■ . ■
BO.Grieor'ev N.N., Kudyklna T.A., Plyatsko H.V., Slzov F.F. Irriversible Photophysical Processes in Semiconductors in the transparency Range. Proc.IV Intern.Conf.on' Infrared Physics. Zurich, Switzerland. 1988, 477r479.
51. Григорьев Н.Н. , Кудыкина Т. А,, .Тончук П. М. Тернодиффузионное растекание включений и эффект накопления в разрушении лазерных материалов.-Квантовая электроника, 1989, Киев, N37, 84-91.
52. Григорьев Н.Н., Кудыкина Т. А., Пляцко'С. В., Сизов Ф.Ф. Способ
определения температур макроскопических включений в
полупроводниках AB. A.c. N 1574119 . Заявка N 4368974. ♦ d
Приоритет 26. 01.1988 г. -Вид. 22.02.1990 г.
53. Григорьев H.H., Кудыкина Т. А. , Пляцко C.B., Сизов Ф. Ф. Необратимые фотофизические процессы в полупроводниках в области прозрачности. Изв. АН СССР, сер.физич. 1989, т.53. N4, 749-753.
54. Кудыкина Т.А. Граничные условия на поверхностях раздела для ^лектроцагьитной волны в поглощающих срезах. Журн.прикладной спектроскопии, 1989, т.50, N3, 486-490.
53. Винецкий В. JI. , Кудыкина Т. А. Три световые волны в области экситонного резонанса в кристаллах CdS. ФТП, 1989, т.23, N10, 1910-1913.
56. Григорьев H.H., Кудыкина Т. А., Любченко А^В. Переходные процессы в рег.омбинационно-неоднородных полупроводниках. ДАН УССР,
1989, N6, 48-52.
57.Григорьев H.H., Кудыкина Т. А. , Томчук П. М. Лазерное разрушение твердых тел, вызванное рекомбинацией фотовозбухденных носителей. Тезисы докл. VIII Всесоюз. конф. по взаимодействию оптического излучения с веществом. Ленинград, 1990, т.1, 177-178.
5В.Григорьев H.H., Кудыкина Т.А., . Любченко A.B. Кинетика нарастания и спада концентрации носителей при. импульсном Фотовозбуждении неоднородных полупроводников. ФТП, 1990, т.24, N1, 190-192. ;
59.Винецкий В.Л., Кудыкина Т. А. Дисперсия света в области экситонного резонанса в кристаллах. Журн.прикладной спектроскопии,
1990, т.52. N6. 963-967.
60. Григорьев H.H., Ермаков В. Н. , Коломоец В. В. , Кудыкина Т. А., и др. Стриминг при пробое нелких доноров.- Тезисы XII Всесоюз. Конф, по физике полупроводников, Киев, 1990, ч.2, 139-140.
61. Kudyklna Т.А. Boundary Conditions In Case of Electromagnetic Wave Absorption. PhysStatus Soildl <b>, 1990, v.160, N2, 365-373'. 62.0rigor'ev N.N., Kudyklna. T.A., Tomchuk P.M. Laser-Induced Destruction of Solids due to Photoexclted Carriers Recombination. SPIE, 1990, N 144P, 105-111.
63.Kudyklna T.A. Dispersion and Propagation of Light in Crystals in the Exclton Absorption Region. Phys.Status Solidi Cb>,' 1990, v.160, N2, 365-373.
64.Грнгорьев H.H., Ермаков В. H. , Коломоец В. В. , Кудыкина Т. А.,и др. Стриминг при пробое нелких доноров в п-Ое. ' УФЖ, 1992, т.37,
N6, 914-919.
65. Grigor'ev N.N., kudykina Т.А.» Tomchuk P.M. Laser**Induced Degradation of Transparent Solids. J.Physics D. Applied Physics,
1992, v.2S, N2, 276-283.
SUMMARY
* The work Is devoted to Investigation- of interaction of
the optical irradiation with semiconductors and dielectrics in a
region of excltonic and band**to*band transitions. . The exciton
states in alkali- halide crystals were considered and it was shown
that the plane-polarized light excited D -exciton, but exciton
luminescence was caused by D , -exciton. It was shown, that
7 2h
localised blpolaron can be energeticaly profitable and stable in ч case of a large local polarization. The direct У and indirect
transitions were investigated in Lead Chalcogenides, The presence of resonance indirect transitions In these materials was shown. The interaction of laser irradiation with semiconductors in a region of -their transparency was investigated. The model of the thermodlffuslon dissolving of inclusions in semiconductors and a method of determination of optimal conditions of the laser annealing were proposed. The effect of accumulation - the gradual lowering of optical strength of materials under multishot laser pulses, and mechanisms of semiconductors degradation are investigated. The boundary conditions for electromagnetic wave are obtained from the Maxwell equations; the analogues of Fresnel's formulas and of the SnelJUus law of refraction are found for the cases of exciton"' and band-to-band absorption. The investigation of light dispersion and transmission' in CdS crystals were carried out for the region of exciton absorption.
РЕЗЮМЕ
Работа посвящена исследованию взаимодействия оптического йзлучени с полупроводниками и диэлектрикамии'в области зкситонного и собственного поглощения. Рассмотрены экситонные состояния в щелочно-галоидных кристаллах, показано, что линейно-поляризованный свет возбуждает экситон симметрии Ъ а эксптонная люминесценция
• 4Ь
происходит из D^-состояния. Показано, что состояние локализованного биполярона может быть енергетически выгодным и
устойчивым при большой локальной поляризации. Изучены прямые и непрямые переходы в халькогенидах свинца, показано, что в этих материалах имеют место резонансные непрямые переходы.
Исследорано взаимодействие лазерного излучения с
полупроводниками в области их прозрачности. Предложена модель термодиффузионного растворения включений и способ определения оптинального режима лазерного отжига. 'Исследован эффект накопления - постепенное снижение оптической прочности материала при многократном импульсном лазерном облучении, механизмы деградации полупроводников.
Из уравнений Максвелла получены граничные условия для электромагнитной волны в области экситонного и эона-зснного поглощения. Записаны аналоги формул Сренеля и закона преломления Снелиуса в поглощающих средах. Пронолены исследования дисперсии и пропускания света - в кристаллах Сс15 в области экситонного поглощения. Показано, что в этом случае одновременно существует три преломленных волны.
Пип. ло друку. е.оч.*ч. Формате*. Пашр .
Друк. офс. Умов», друк. арк. л6 Обл.-вид. арк. /.2. тир.«.» . Зам.«.--¿3.51.
Кшвська книжкова лрукаркя науково! книги. Кшв, Ретна, 4.
