Влияние изо- и гетеровалентного замещения на кинетику реакций с участием избыточных носителей тока в CdTe тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи 004606329

ГАПАНОВИЧ МИХАИЛ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ВЛИЯНИЕ ИЗО- И ГЕТЕРОВАЛЕНТНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ НА КИНЕТИКУ РЕАКЦИЙ С УЧАСТИЕМ ИЗБЫТОЧНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ТОКА В Сс1Те

02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

2 * июн 2010

Черноголовка - 2010

004606329

Работа выполнена в:

Институте проблем химической физики РАН, г. Черноголовка

Научные руководители: доктор физико-математических наук,

профессор

Новиков Геннадий Федорович

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Один Иван Николаевич Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Шевалеевский Олег Игоревич. Институт биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН, г. Москва

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Личкова Нинель Васильевна Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, г. Черноголовка

Ведущая организация: Институт физической химии и

электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, г. Москва

Защита состоится Ш^Ш 2010 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 002.082.01 при Институте проблем химической физики РАН по адресу: 142432, г. Черноголовка Московской обл., проспект Академика Семенова., д. 1, Корпус 1/2 Института проблем химической физики РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем химической физики РАН

Автореферат разослан <¿2» ЯМ 2010 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математичсеских наук

Г.С. Безручко

ВВЕДЕНИЕ

Диссертация посвящена исследованию природы центров, создаваемых легированием при изо- и гетеровалентном замещении, и их влияния на кинетику реакций с участием носителей тока, генерируемых светом в теллуриде кадмия. Основные экспериментальные результаты получены методами импульсной СВЧ-фотопроводимости, катодолюминес-ценции, рентгенофазового анализа, оптической спектроскопии.

Актуальность работы. Системы на основе твердых растворов АПВУ1 в последнее десятилетие интенсивно исследуются. Например, поликристаллический Сс1Те является дешевым и перспективным материалом для солнечной энергетики, так как этот полупроводник имеет ширину запрещенной зоны Е8 ~ 1.5 еУ при комнатной температуре, т.е. оптимален для преобразования солнечного излучения. Однако КПД создаваемых в настоящее время фотопреобразователей на основе гетероперехода СёБ/СсИе составляет около 16 %, что значительно меньше теоретически возможного (~30 %). Другое перспективное направление практического использования поликристаллического Сс1Те - создание на его основе детекторов рентгеновского и у-излучения, поскольку большие атомные номера компонент материала Ъ = 48(СсЗ) и Z = 52(Те) обеспечивают более высокую квантовую эффективность по сравнению с детекторами на основе кремния.

Поскольку в основе создания детекторов и фотопреобразователей лежат процессы разделения и рекомбинации генерируемых излучением носителей заряда, отсутствие сведений о количественных характеристиках процессов с участием заряженных частиц в твердых растворах на основе теллурида кадмия, а также их связях с особенностями структуры существенно ограничивает возможности проведения оценок предельных характеристик устройств и, в результате, сдерживает прогресс в данной области. В то же время указания на влияние структуры и химического состава на характер процессов с участием заряженных частиц имеются. В частности, известно, что при введении изо- и гетеровалентных заместителей могут сильно меняться электрофизические свойства, в частности, электропроводность, подвижности (ц) и времена жизни (х) генерированных излучением носителей тока. Поэтому изучение влияния условий синтеза на кинетику электрон-ионных процессов в твердых растворах на основе теллурида кадмия, проведенное в данной работе с использованием импульсного метода СВЧ-фотопроводимости, представляется актуальным.

Цель работы состояла в том, чтобы, на основании данных, полученные разными методами (в частности, методами СВЧ-фотопроводимости и катодолюминесценции) получить количественные данные о влиянии центров, создаваемых легированием на реакции с участием избыточных носителей тока в теллуриде кадмия

Научная новизна.

Методом твердофазного синтеза в контролируемых условиях получен широкий набор твердых растворов на основе СсГГе (образцы в системах СаТе - СсИ2, Сс1Те - ваТе, С(1Те - Са2Те3, Сс1Те - 1пТе, СсГГе - 1п2Те3, Сс1Те - 1п4Те3, СсГГе-Сс^е, СсГГе - СёБ, СсГГе - ZnTe, Сс1Те - гпЭе, СсГГе -Ад2Те). Уточнены границы твердых растворов на основе СсГГе. Модифицирована методика синтеза пленок теллурида кадмия из щелочных растворов, связанная с использованием дополнительных растворимых анодов при комнатной температуре, с помощью которой получены нанокри-сталлические образцы. Путем сопоставления данных, полученных методами СВЧ-фотопроводимости, катодолюминесценции (КЛ) и РФА выявлены условия конкуренции процессов гибели носителей тока первого (реакция захвата) и второго (рекомбинация зарядов) порядка кинетики. Анализ температурных зависимостей кинетики гибели фотогенерированных носителей тока позволил выявить вклад в рекомбинацию туннельных процессов. Обнаружено влияние изовалентного (системы Сс1Те-СсБ, Сс1Те-СаБе, СсГГе-гпТе, СсГГе-гпБе) и гетеровалентного (Сс1Те-Сс112, СсИе-баТе, Сс1Те-Са2Те3, Сс!Те-1пТе, Сс1Те-1п2Те3, СсГГе-1п4Те3, Сс1Те-Ag2Te) замещения на времена жизни фотогенерированных носителей тока.

Практическое значение работы. Установленные закономерности и предложенные подходы к описанию и исследованию физико-химических процессов могут быть использованы при исследованиях свойств различных микродисперсных систем. Продемонстрированные результаты по влиянию легирования на фотопроводимость и люминесцентные свойства теллурида кадмия могут быть использованы при разработке различных фотовольтаических устройств, таких как рентгеновские детекторы и солнечные батареи, а также для создания люминесцентных и фоточувствительных материалов с заданными свойствами. Обнаруженное влияние увеличения времен жизни фотогенерированных носителей заряда при легировании теллурида кадмия иодом либо галлием может быть использовано для управления соотношением процессов рекомбинации и захвата фотогенерированных носителей тока.

Положения, выносимые на защиту:

1. Синтез и исследование фазового состава образцов на основе теллурида кадмия с изо- и гетеровалентным замещением (Сс1Те - Сс112, СсГГе -ваТе, СсГГе - Са2Те3, СсГГе - 1пТе, СсГГе - 1п2Те3, СсГГе - 1п4Те3, Сс1Те-СсШе, СсГГе - Сс1Б, СсГГе - гпТе, СсГГе - гпБе, СсГГе - А£2Те)

2. Исследование кинетики гибели неравновесных носителей тока в полученных образцах твердых растворов.

3. Исследование природы центров создаваемых легированием (I, Ga, In) в образцах твердых растворов на основе теллурида кадмия

4. Модель, описывающая кинетику гибели неравновесных носителей тока на больших временах при низких температурах в нелегированных образцах теллурида кадмия р- и п- типа

Личный вклад автора. В работе представлены результаты исследований, полученные лично автором или при его непосредственном участии. Автор проводил синтез образцов, анализ их фазового состава, исследовал СВЧ-фотопроводимость полученных образцов, участвовал в обсуждении результатов эксперимента, формулировании выводов и написании публикаций.

Анализ спектров катодолюминесценции проведен совместно с к.ф,-м.н. Чукичевым М.В. (физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова), эксперимент в 9-ГГц диапазоне проводился совместно с к.ф.-м.н. Рабенок Е.В., эксперимент в 36-ГГц диапазоне проводился совместно с к.ф.-м.н. Радычевым H.A. и Марининым A.A.

Апробация работы. Основное содержание работы опубликовано в 6 статьях в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК МО и науки и 15-ти тезисах докладов на Всероссийских и международных конференциях.

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, библиографии. Объем диссертации - 154 страниц текста, включая 91 рисунок, 13 таблиц и библиографию из 100 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ ГЛАВ

В главе 1 дан обзор литературы по свойствам системы Cd - Те - X. Представлены общие характеристики исследуемых систем. Собраны сведения о методиках синтеза, дефектной структуре, физико-химических свойствах и процессах в теллуриде кадмия и твердых растворах на его основе, необходимые для получения образцов, а также анализа полученных экспериментальных данных. Показана необходимость получения количественных данных по элементарным процессам в твердых растворах на основе теллурида кадмия. Дана постановка задачи.

Глава 2 методическая, посвящена вопросам синтеза образцов и методикам исследования.

Методом твердофазного синтеза получен широкий набор веществ для исследования - твердых растворов на основе CdTe (образцы в системах CdTe - Cdl2, CdTe - GaTe, CdTe - Ga2Te3, CdTe - InTe, CdTe - In2Te3, CdTe - IotTe,, CdTe-CdSe, CdTe - CdS, CdTe - ZnTe, CdTe - ZnSe, CdTe -Ag2Te).

Высокочистые монокристаллы CdTe получали методом Брид-жмена, они содержали (мас.%) Си и Ag < 1-Ю"6, Mn, Fe, Со, Ni - 1-Ю"6, Ti,

5

V, Сг, А1, М§ - 3-10"6, БЬ, В1, РЬ - 5-10"6. Кадмий использовался марки «Кд-000». Теллуриды галлия ОаТе и Оа2Теэ готовили из особочистых галлия марки «Гл-000» и теллура марки В4 «Экстра». Для синтеза теллу-ридов индия использовался индий марки Ин-000. Иод использовался марки «ОСЧ», Монокристалллические сульфид и селенид кадмия были марки «ОСЧ».

Серии образцов твердых растворов на основе Сс1Те с добавками от 0.001 до 2 мол. % (по 5-10 шт.) синтезировали спеканием смесей точно известного состава (по разрезам СсГГе - СсИ2, СсГГе - ваТе , СсГГе -Са2Те3, СёТе - СёБе, СёТе - CdS) в вакуумированных кварцевых ампулах. Ампулы (-0.5 см3) при отжиге находились в безградиентной зоне в системах СсГГе - СсИ2 (737°С), СсГГе - СсШе(7370С), Сс1Те - СсШ (737°С), Сс1Те - 1пТе (630°С), Сс1Те - 1п2Те3 (630°С), СсГГе - ваТе (737°С), Сс1Те -Оа2Те3 (737°С), СсГГе-гпБе (737°С), СсГГе-гпТе (737°С) (в скобках указаны температуры синтеза). Время отжига - 720 часов (соединения индия) и 600 часов. После отжига ампулы подвергали закалке с указанной температурой.

При различных условиях из водных и неводных растворов электролитов методом катодного осаждения получено большое количество образцов пленок теллурида кадмия, методом катодного осаждения.

Модифицирована методика синтеза пленок теллурида кадмия из щелочных растворов. Модификация связана с использованием дополнительных растворимых анодов при комнатной температуре. Используя данную методику, получены образцы с кристаллитами порядка нескольких нанометров (Ег ~ 2 эВ).

Методы исследования вынесены в Приложение к диссертации. Ниже дана их краткая характеристика.

1. Метод СВЧ-фотопроводимости. Использовался резонаторный метод (диапазоны частот 10 и 36 ГГц) с регистрацией отраженной мощности. Образец малого объема размещался в центре резонатора, в пучности электрического поля. При включении импульса света фотоотклик АР сначала нарастал, а затем после окончания лазерного импульса, пройдя максимальное значение ДР1Пах, спадал до нуля. Контролировали как изменение добротности нагруженного резонатора под действием света АС2Ь так и сдвиг резонансной частоты 8/0. Как правило, условия эксперимента выбирались такими, чтобы коэффициент отражения СВЧ волны был < 6%. При таком условии и при отсутствии сдвига резонансной частоты изменения отраженной мощности АР были пропорциональны изменениям проводимости образца Да [1]. Так как в общем случае форма частотной зависимости фотоотклика зависит от соотношения действительной е1 и мнимой е" частей комплексной диэлектрической проницаемости

Б* — Б1 — ]БИ (здесь } = у[-Л ), а эти величины в разных степенях входят в выражение для сдвига резонансной частоты [2]

н\2

/о

ос Se-

е'+2

(1)

то анализ частотных зависимостей регистрируемого сигнала в разные моменты времени после окончания импульса света позволял разделять вклады в фотоотклик АР = APq + АР^ изменений добротности (APq) и

сдвига резонансной частоты (APf ). Временное разрешение и нижняя

граница полосы частот были соответственно 5 не и 0.05МГц для 36 ГГц, 60 не и 20МГц для 10 ГГц. Фотопроводимость возбуждали импульсами азотного лазера ЛГИ-505 (длина волны X = 337 нм, длительность импульса тимп = 8нс) и комплекс лазеров Lambda Physik LPX-100 и FL 3002 (длина волны X = 440 нм, длительность импульса тимп=20 не)

2. Катодолюминесценция (КЛ). Энергия электронного пучка 35 кэВ, сила тока 5 мкА. Спектры снимались при 77 и 298 К.

3. Оптическое поглощение. Для снятия спектров использовался спектрометр Shimadzu UV-3101PC.

4. РФА проводился на дифрактометре ДРОН-4, излучение Cu-Ka, а также в камере Гинье - де-Вольфа).

Данные РФА позволили заключить, что полученные методом твердофазного синтеза образцы являются твердыми растворами на основе теллурида кадмия. В системах Cd - Ga -Те , Cd - In - Те, Cd - Те - I уточнены границы твердых растворов на основе теллурида кадмия.

Методом РФА определен фазовый состав пленок, полученных методом катодного осаждения (Рис. 1). Анализ спектров поглощения позволил определить ширину запрещенной зоны данных образцов (Рис. 2).

100 80 60 40 20 0

е<П*(220) CdT.(41| сат.|

AJJLjL

10 20 30 40 cíO-SO

SnOí '

CdTe (111)'

Sn02 Sn02(211) - (200)

CdTe (220+311)

20

30 40

50

60 26. deari

Рис. 1. Данные РФА для пленки СёТе с наноразмерными кристаллитами. На вставке представлена рентгенограмма микрокристаллической пленки

3.5 4.0 И^еУ

Рис. 2. Спектры поглощения в координатах (осЬу)2 - Ьу. 1 - нанокри-сталлические, 2 - микрокристаллические пленки.

Глава 3 посвящена кинетике гибели неравновесных носителей тока в нелегированном Сс1Те. Описано исследование монокристаллических и поликристаллических образцов. Показано, что при отжиге нелегированных образцов теллурида кадмия в парах кадмия увеличиваются амплитуды фотооткликов, а также времена жизни электронов до первого захвата ловушками.

Из литературных данных известно, что основными точечными дефектами в образцах теллурида кадмия, содержащих сверхстехиометриче-ский теллур являются вакансии кадмия Уыкоторые являются глубокими электронными ловушками. Содержание вакансий теллура и кадмия для образцов с предельным отклонением от стехиометрии составляет соответственно 2-Ю19 и 5.7-1019 см"3. Наличие глубоких ловушек, вакансий кадмия, является основной причиной быстрой (быстрее временного разрешения установки) гибели свободных электронов в исходном веществе. Это подтверждает, прежде всего, тот факт, что наблюдается СВЧ-фотоотклик в Сс1Те, отожженном в парах кадмия (СсГГе<С(1>). При отжиге исходного поликристаллического С(1Те в парах кадмия происходит уменьшение количества сверхстехиометрического теллура в нем и, как следствие, вакансий кадмия Ус/'.

Анализ временной эволюции частотных зависимостей амплитуды фотоотклика в соответствии с (1) позволил разделить вклады в фотоотклик изменений добротности резонатора и изменений его резонансной частоты и определить времена жизни свободного электрона в образцах.

Пример частотной зависимости для момента времени 100 не показан на Рис. 3, а раздельная кинетика для вкладов в фотоотклик добротности и сдвига резонансной частоты на Рис. 4. Видно из Рис. 4 что с момента времени 300 не кривые 1 и 2 параллельны. Это свидетельствует об установлении равновесия по электронам между ловушками и зоной проводимости к данному моменту времени [3]. Обнаружено, что время жизни свободных фотогенерированных носителей тока увеличивается от 200 до 400 не при переходе от поликристаллических образцов к монокристаллическим. При этом форма частотной зависимости становится более симметричной, что свидетельствовует о возрастании вклада свободного электрона в комплексную диэлектрическую проницаемость.

ДР, отн. ед.

9180 9200

P(Q)

0.1

□ 1 -=э-

\ ^2 ч.

P(fo)

1e-4

Рис. 3. Зависимость фотоотклика от частоты СВЧ-генератора для момент времени I = 100 не от начала лазерного импульса в поликристаллическом СсГГе, содержащем, синтезированного при меньшем избытке теллура в веществе. Сплошная линия -теоретический расчет. Частота 9 ГГц, ?,=440 нм, 10 = Ю14 квант-см'2 за им-

0 200 400 600 800 1000 1, НС

Рис. 4. Вклады в СВЧ-фотоотклик изменения добротности (1) и сдвига резонансной частоты (2) для поликристаллического СсГГе, синтезированного при меньшем избытке теллура в веществе. Частота 9 ГГц, Л=440

нм, 10 = Ю1 пульс.

квант-см за им-

пульс.

Изучены спектры катодолюминесценции поликристаллических образцов С(1Те (Рис. 5). В спектре КЛ исходного теллурида кадмия р-типа наблюдается два широких пика с максимумами около 820 нм и 841 нм, при этом интенсивность второго пика выше. При отжиге в парах кадмия исчезает пик с максимумом около 841 нм, а максимум пика 820 нм смещается до 812 нм. В спектре теллурида кадмия п-типа наблюдается пик с максимумом около 793 нм и плечо около 797 нм.

100 80 60 40 20

0

1000

1 -841nm A 2 3 5

2 - 820 nm 3-812 nm A/ v "r

4 - 797 nm í

5 - 793 nm / / í J / / f i 1, IB !' 1 ¡

//4L

950 900 850 800

750

X, nm

Пик 841 нм исчезал в спектре KJI при отжиге образцов р-типа в парах кадмия, это позволило заключить, что основным точечным дефектом в теллуриде кадмия р-типа является вакансия кадмия Ved, служащая глубокой ловушкой для электрона. Наличие данного дефекта существенно уменьшает время жизни фотогенериро-ванных носителей заряда.

Рис. 5. Спектры КЛ поликристалличе'

ских образцов СсГГе. А - р-Сс1Те, Б -

р-СсГТе после отжига в парах кадмия,

В - п-СсГГе о ,

В главе 4 представлены

результаты исследования влияния изовалентного замещения на кинетику гибели неравновесных носителей тока в Сс1Те. легированном изовалент-ными примесями (Б, Бе и Ъп).

В исходном Сс1Те фотоотклик, АР, был слишком мал для регистрации. Форма, амплитуда и харак-

ДР, отн.ед.

0.01 0.1 С, то1.%%

Рис. 6. Зависимости амплитуды СВЧ-фотооткликов для отдельных серий образцов, легированных 8е(1) и 8(2). Частота 9 ГГц, Я=337 нм, 1„ = 1014 квант см"2 за импульс (для Сс1Б); ,

А,=440 нм, 1о =7.6 импульс (для CdSe)

1015 квант-см"2

за

теристическое время спада СВЧ-фотоотклика менялись при легировании и были очень чувствительны к условиям приготовления образцов. С ростом концентрации вводимых примесей амплитуда фотоотклика сначала росла, а затем при концентрации примесей 0.25 (Сс1Б) и 0.03 мол.% (Сс1Бе) наблюдался максимум, и далее фотоотклик снова становился трудно регистрируемым даже при предельно высоких интенсивно-стях света. Такой эффект наблюдался в пределах всех серий образцов. Примеры двух серий показаны на Рис. 6.

Зависимость хт в системе Сс1Те - Сс1Бе также имела небольшой максимум на концентрации 0.03 мол.%, в то время как в образцах СсГГе - Сё Б наблюдался только увеличение характеристического времени с ростом кон-

центрации СёБ.

Естественно связать увеличение х)/2 с ростом концентрации добавок с уменьшением скорости захвата электрона ловушками, вызванного преобразованием «старых» ловушек в «новые» при введении Сс^е и Сей. При этом взрастает роль процессов гибели электрона второго порядка (рекомбинация свободных электронов и дырок), о чем свидетельствует нелинейная зависимость амплитуды фотоотклика от интенсивности света (Табл. 1). При дальнейшем увеличении концентрации добавок (0.01-0.3 мол.%), по-видимому, процесс преобразования ловушек переходит в процесс создания новых ловушек, из-за чего время спада уменьшается. В связи с тем, что при измерениях в диапазоне 9 ГГц экспериментальные значения времен Т1/2 были близки к временному разрешению измерительного тракта, немонотонность зависимостей амплитуды фотоотклика (Рис. 6) и характеристического времени от концентрации добавки оказались связанными.

Табл. 1. Зависимость времени полуспада, х^/2, в поликристаллическом

СсГГе от концентрации вводимого Сей и Сс18е. 9 ГГц. Сей: X = 337 нм. 10= Ю'4 квант-см"2 за импульс. Ссйе: X = 440 нм. 10 = 7.6-1015 квант-см'2 за импульс_

[Ссйе], шо1.% Х1/2, НС дртах ^ [Сей], то1. % Х1/2, НС дртах ^

0,001 50-100 линейная 0.03 50-100 линейная

0.01 100 не линейная 0.06 50 -100 линейная

0.03 150 нс нелинейная 0.25 100 нелинейная

0.06 <50 не нелинейная 1.0 150-200 нелинейная

Соотношение скоростей спада и Д(1/20ь)" с ростом концентрации добавки менялось от 1.2 до 2 для Сей и от 1.2 до 1.7 для Ссйе. Это позволило в соответствии с соотношением (1) определить времена жизни свободного электрона в образцах. Для Сс1Те+0.25 мол.% Сей время жизни оказалось равным 300 не.

Действие добавки гпБе на СВЧ-фотопроводимость существенно отличалось от действия Сейе и Сей. Например в системе Сс]Те-2п5е (0.2 и 2 мол. %) наблюдался двухкомпонентный спад СВЧ-фотопроводимости

необычно боль-

Табл. 2. Характеристические времена спадов «быстрой», х6, и «медленной», тм, компонент слайдов СВЧ-фотопрводимости поликристаллического СеГГе^пБе. Частота 9 ГГц, X = 440 нм. 10 ! заимп..

= 7.6-1015 квант-см"2 ■

[гпБе], то1.% хб, МКС Xм, МКС

0.2 2 300

2 5 1000

с

шими временами спадов компонент (Табл. 2). С ростом концентрации 7пБе времена спадов обеих компонент увеличива-

лись. Анализ частотных зависимостей фотоотклика позволил сделать вывод, что фотоотклик обусловлен электронами, повторно освобожденными из ловушек теплом. Эффект такого «аномального» уменьшения скорости спада фотоотклика у образцов, легированных совместно 2п и Бе, по-видимому, обусловлен образованием большого количества мелких ловушек, из-за образования которых время жизни свободного электрона становилось меньше временного разрешения прибора. При этом увеличивалось время жизни электрона, испытавшего многочисленные перезахваты. Такое «увеличение времен жизни» электрона в системах С(ЗТе - гпБе может быть использовано при разработке фотовольтаических устройств.

В поликристаллических образцах Сс1Те-7пТе на большой серии образцов сигнал не регистрировался. По-видимому, причиной этого была высокая темновая проводимость, снижающая добротность резонатора.

В главе 5 представлены результаты исследования влияния гетеровалент-ного (I, Са, 1п) замещения в решетке теллурида кадмия на кинетику гибели неравновесных носителей тока и спектры катодолюминесценции СсГГе.

На Рис. 7 и Рис. 8 показаны спады СВЧ-фотопроводимости для серии образцов с разной концентрацией СсП2 (от 2 до 0.015 мол. %) и ваТе (от 0.015 до 0.250 мол. %). Из рисунков видно, время полуспада фотоотклика после выключения импульса света увеличивалось с ростом уровня легирования (Табл. 3).

1

0.1

0.01

АР, отн.ед.

I.

«о«.,

. 1

•> 2

■ ч

"»г«.

О »*!». ° 4

■»а-

'«а;.

100

200 300

400 t, не

1о=6-10

пульс.

квант-см

5-10

4*10*2

3-Ю"2

5

1 2 • 10"2

10

/

I

I

o\

\

M V< /

\ ♦ » \ О

0 О О

о

Рис. 7. Спады СВЧ-фотопроводимости на частоте 36 ГГц для твердых растворов на основе СсГГе, содержащих СсП2 : 0.125 % (1), 0.25 % (2), 0.016 % (3), 0.032 % (4). Момент времени «1=0» отсчитывается от начала импульса лазера. Частота 36 ГГц, X = 337 нм,

О 100 200 300 400 J ОС

t, не

Рис. 8. Зависимости амплитуды фотоотклика от интенсивности света для твердых растворов на основе CdTe при содержании GaTe 0.015 % (1), 0.032 % (2), 0.125 % (3), 0.250 % (4). Частота 9 ГГц, X = 337 нм, 1о=6-1014 квант-см"2 за им-

пульс.

за им-

Для минимальных концентраций легирующей добавки Cdb (0.016 мол.%) время характеристического спада было ограничено разрешающим временем прибора (тпр = 50 не). С ростом содержания легирующей добавки наблюдался экспоненциальный спад со временем спада т ~ 180 не. Амплитуда быстрой компоненты уменьшалась, спады постепенно переходили из двухкомпонентных в однокомпонентные, близкие к степенным. При высоких интенсивностях света зависимость амплитуды от 10 становилась нелинейной, а время спада фотоотклика уменьшалось. На основании анализа этих данных определена константа скорости бимолекулярной электрон-дырочной рекомбинации: Кт = (3±1)10"п см3с'.

Табл. 3. Зависимость характеристического времени полуспада СВЧ-фотопроводимости от химического состава твердых растворов на основе CdTe в системе CdTe-CdI2. Частота 9 ГГц, X = 440 нм, 10=4-Ю14 квант-см"2

за импульс.

Содержание Cdl2 в твердом растворе на основе CdTe, мол.% Время полуспада СВЧ-фотоотклика, не

0.016 50

0.031 50

0.063 50-100

0.130 150-200

0.250 150-200

0.350 50

Установлено, что этот эффект связан с образованием по механизму самокомпенсации ассоциатов вида Эс^са и 1Те-^са , которые имеют меньшее сечение захвата, чем имевшиеся в нелегированном тел-луриде «старые» ловушки, вакансии кадмия. Такое изменение энергетического распределения ловушек приводит к увеличению времен жизни фотогенерированного электрона. Можно предположить разные варианты формирования ассоциатов. Например:

Сделанные выводы подтвердились исследованиями КЛ. В спектре КЛ исходного теллурида кадмия наблюдается два широких пика с максимумами в 825 нм и 865 нм, при этом интенсивность первого пика выше. При легировании иодидом кадмия полоса с максимумом 865 нм исчезает. При этом меняется интенсивность полосы, максимум которой для исходного теллурида кадмия лежит около 825 нм. Для образцов, содержащих 0.03 и 0.12 мол. % иодида кадмия максимумы этой полосы смещены в область низких энергий (890 нм), а ее интенсивность меньше, чем у аналогичной полосы исходного теллурида кадмия. С ростом уровня легирования интенсивность данной полосы растет. Для образца теллурида

кадмия, содержащего 0.25 мол. % СсИ2 наблюдается также полоса с максимумом около 875 нм (Рис. 9). Возникновение полосы с максимумом около 890 нм в литературе приписывается образованию ассоциатов Уа21те.

В спектре образцов, легированных ваТе интенсивность полосы 865 нм вначале уменьшалась (при содержании 0.125 мол. % йаТе) - образовалось плечо (Рис. 10), а затем при содержании 0.250 мол. % ваТе плечо при 865 нм пропадало. Полоса 865 нм обусловлена неглубоким акцепторным уровнем. В спектре легированных галлием образцов проявляется полоса (885 -910 нм), связанная с глубоким уровнем, обусловленным галлием. Возникновение полосы в области 890 - 910 нм, как и в случае легирования галогенами, по всей видимости, связано с образованием ассоциатов, в данном случае ОаП1са-Уса- Природа различия в ширине спектров люминесценции в настоящее время не понятна. Возможно, это связано с различием в природе центров люминесценции в легированных и нелегированных образцах.

Рис. 9. Спектры катодолюминес-ценции исходного поликристаллического теллурида кадмия и образцов С(1Те, содержащих различное количество СсИ2 при 77 К

Рис. 10. Спектры катодолюминес-ценции теллурида кадмия, содержащего различное количество ваТе при 78 К, где 1 - СсГГе, 2 -СсГГе + 0.125 мол.% ваТе, 3 -СсГГе + 0.25 мол.% ваТе.

Обнаружено, что в отличие от введения Ga в виде GaTe и In в виде InTe, при введении их в виде Ga2Te3 и 1п2Тез наблюдалось уменьшение времен жизни фотогенерированных электронов. По-видимому, этот эффект возникает из-за образующихся дополнительных VCd, являющихся глубокими электронными ловушками. Увеличение времен жизни в твердых растворах на основе теллурида кадмия в системах CdTe - Cdl2, CdTe - GaTe, CdTe - InTe делает данные материалы перспективными для создания различных фотовольтаических устройств.

Свойства фотоотклика в поликристаллических образцах Сс1Те, содержащих Са2Те3, существенно отличались от свойств СсГГе - ваТе. При малых концентрациях (0.002 - 0.030 мол.% Оа2Те3) наблюдался слабо выраженный СВЧ-фотоотклик, причем с ростом содержания легирующей добавки отклик уменьшался. При больших уровнях легирования (0.03 - 1 мол.% Са2Те3) СВЧ-фотоотклик также, как и в исходном Сс1Те, становился нерегистрируемым. Это обстоятельство, по-видимому, связано с гораздо большим количеством теллура в Оа2Те3 (Са:Те =1:1.5) по сравнению с ОаТе (Са:Те =1:1), который создает дополнительные ловушки. Такое предположение подтверждается результатами анализа формы зависимости фотоотклика от частоты СВЧ-генератора в этих образцах - фотоотклик был в основном обусловлен электронами, захваченными в ловушки.

В образцах СсГГе - 1пТе фотоотклик был слабый, однако время полуспада было порядка нескольких микросекунд, в образцах Сс1Те-1п4Те3 и Сс1Те-1п2Те3 сигнал не регистрировался. Возможно, это связано с высокой темновой проводимостью образцов, либо слишком большим количеством ловушек, обуславливающем гибель носителей заряда за время, меньшее, чем разрешающее время прибора.

В главе 6 представлены исследования кинетики гибели фотоге-нерированных носителей тока при разных температурах. Характерным свойством спадов СВЧ-поглощения на больших временах оказались независимость скорости процесса от температуры и линейная зависимость

0.10

0.08

0.06

0.15

0.12

0.04 •

чХ. 1 ...................

Ч ----—---------+0.М

. ■«..._ 4 -'Чч^.,^,____

-----------Ф0.ОЗ

__*0,02

----- *0Л1

0.09

а

<1

.__,5

0.02 ----

0.06

0.03

+0.075

-„5 --------------------

—+0.0*5

10"'

10'7

и

Рис. 11. Спады фотоотклика в нелегированном образце Сс1Те р-типа при температурах. 1- 295К; 2 - 262К; 3 - 243К; 4 - 209К; 5 - 183К; 6 -155К; 7 - 143К. Значения фотоотклика совмещены при 1=80нс и увеличены на значение, приведенное справа на графике. Отсчет времени от начала импульса лазера.

Рис. 12. Спады фотоотклика в образце п-типа при температурах. 1 - 295К; 2 - 285К; 3 - 230К; 4 - 206К; 5 - 195К; 6 - 133К. Значения фотоотклика совмещены при 1=200нс и увеличены на значение, приведенное справа на графике. Отсчет времени от начала импульса лазера

концентрации от логарифма времени (Рис. 11, Рис. 12). Предложена модель, описывающая кинетику гибели локализованных электронов во вторичных процессах в поликристаллических образцах полупроводников. Модель учитывает возможность подбарьерных переходов при рекомбинации зарядов, способных конкурировать с надбарьерными переходами при понижении температуры. Для описания кинетики гибели электронов во вторичных процессах достаточно рассмотреть квазистационарное приближение. В этом случае для концентрации электронов в зоне проводимости имеем

/Г, о

п = п0 ехр <!---г-, где те - время жизни свободного электрона

тт т°е+тА

2 ,--Е

1 -1 —^2тЕ-х -\ к Т

до захвата в ловушку, Тт~ = хт (х) = /0е п , хл = /0 е " .

(Здесь т - масса электрона, Е - высота барьера или глубина ловушки, х -ширина барьера, А - концентрация ловушек,^ - частотный фактор). Данная модель согласуется с результатами низкотемпературных исследований СВЧ-фотопроводимости теллурида кадмия. Наблюдаемый в рамках такой модели закон спада концентрации носителей тока не зависит от температуры, но зависит от распределения барьеров по проницаемостям (по энергиям или по ширине). В зависимости от условий синтеза экспериментальные спады были либо экспоненциальны (узкое распределение барьеров), либо концентрация носителей тока спадала пропорционально логарифму времени (широкое распределение барьеров). В нелегированных образцах температурные зависимости и закономерности спадов свидетельствовали о широком распределении барьеров. Наблюдаемые небольшие различия в скорости спадов фотоотклика в образцах п- и /»-типа (Рис. 11, Рис. 12) вызваны различиями в быстрых компонентах. Это не удивительно, если принять во внимание естественную близость свойств барьеров в обоих образцах. Напротив, в легированных образцах можно ожидать существенных различий в кинетике гибели зарядов из-за возможного влияния легирующих примесей на энергетическое и пространственное распределение барьеров, например, благодаря эффекту самокомпенсации

ВЫВОДЫ

1. Методом твердофазного синтеза получены поликристаллические образцы твердых растворов на основе теллурида кадмия с изо- и гете-ровалентным замещением (I, в а, 1п, А§, 8, Бе, Благодаря модификации метода катодного осаждения получены нанокристалличе-ские образцы пленок теллурида кадмия.

2. Впервые изучена кинетика гибели неравновесных носителей тока в образцах СёТе с изо- и гетеровалентным замещением. Проведенный

анализ временной эволюции частотных зависимостей СВЧ-фотоотклика в образцах позволил выделить вклады свободного и локализованного электрона в фотоотклик и разделить временные интервалы для первичных (50-200 не) и вторичных (более 200 не) процессов с участием неравновесных носителей тока в CdTe, определить истинные времена жизни электронов до захвата ловушками.

3. В интервале концентраций Ю17-Ю20 см"3 донорных гетеровалентных примесей (I, Ga, In) изучена природа центров, создаваемых легированием. Установлено, что образующиеся по механизму самокомпенсации ассоциаты вида 3cd-Vcd (Э = Ga, In) и be-Vca имеют меньшее сечение захвата, чем имеющееся в нелегированном p-CdTe вакансии кадмия, что приводит к увеличению времен жизни фотогенериро-ванного электрона.

4. Исследована природа центров, создаваемых легированием изова-лентными примесями (S, Se, Zn). Обнаруженные немонотонные зависимости характеристик фотоотклика от концентрации вводимых примесей позволили предположить, что при введении изовалентных добавок S и Se (в виде CdS и CdSe) в телурид кадмия могут образовываться разные дефекты при высоких и низких уровнях легирующей добавки.

5. Предложена модель, учитывающая возможность подбарьерных переходов при рекомбинации зарядов, способных конкурировать с надбарьерными переходами при понижении температуры. В нелегированных образцах температурные зависимости и закономерности спадов СВЧ-фотооткликов свидетельствовали о широком распределении барьеров.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

Статьи:

1. Один И.Н., Рубина М.Э., Гапанович М.В., Демидова Е.Д. Т-х-у фазовые диаграммы систем GaS+CdTe=CdS+GaTe, CdS-CdTe-InTe. // Журнал неорганической химии, 2005, Т.50. № 4. С.714-716.

2. Гапанович М.В, Радычев H.A., Рабенок Е.В., Войлов Д.Н., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Влияние легирования иодом на кинетику СВЧ-фотопроводимости теллурида кадмия. // Химия высоких энергий, 2007, Т. 41. №2. С.159-160.

3. Гапанович М В, Радычев H.A., Рабенок Е.В., Войлов Д.Н., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика электрон-ионных процессов в твердых растворах на основе теллурида кадмия в системе CdTe-CdI2. // Неорганические материалы, 2007, Т. 43. №10. С.1190-1194

4. Один И.Н., Чукичев М.В., Гапанович М.В.,, Козловский В.Ф., Нурта-зин A.A., Новиков Г.Ф. Синтез, рентгенографическое изучение и

люминесценция твердых растворов [Cdi_xIn о.5х ]Те (0<х<0.046). // Неорганические материалы, 2009, Т. 43. № 7. С.878-883.

5. Рабенок Е.В., Гапанович М.В., Новиков Г.Ф., Один И.Н. Влияние самокомпенсации на время жизни электрона в теллуриде кадмия, легированном галлием. // Физика и техника полупроводников, 2009, Т.43. № 7. С.878-883.

6. Новиков Г.Ф., Рабенок Е.В., Гапанович М.В. Роль подбарьерных переходов в процессах гибели избыточных носителей тока в полупроводниках AnBVI . // Физика и техника полупроводников, 2010, Т.44. Вып. 5. С. 600-605.

Тезисы:

1. Гапанович М.В., Радычев H.A., Рабенок Е.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика СВЧ-фотопроводимости телурида кадмия, легированного иодом. // Тезисы XXIV Всероссийской школы-симпозиума молодых ученых по химической кинетике, пансионат «Клязьма», Московская обл., 2006, с. 23

2. Гапанович М. В., Радычев H.A., Войлов Д. Н., Рабенок Е.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика СВЧ-фотопроводимости телурида кадмия, легированного иодом // XVIII Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", Туапсе-2006г., г. Туапсе, 22 сентяб-ря-3 октября 2006 г., с. 162.

3. Гапанович М. В., Радычев H.A., Войлов Д. Н., Рабенок Е.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика гибели генерированных светом электронов в телуриде кадмия, легированного иодом // III Всероссийская конференция "Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах "ФАГРАН-2006", 11-15 октября, 2006 г., Воронеж, том 1, с. 413-414.

4. Рабенок Е.В., Гапанович М.В., Радычев H.A., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Влияние легирования галлием на кинетику гибели неравновесных носителей заряда в теллуриде кадмия. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 23 -28 сентября 2007 г., Москва, Россия, с. 2039

5. Гапанович М.В., Рабенок Е. В., Радычев H.A., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика гибели фотогенерированных носитей тока в теллуриде кадмия легированном галлием // X международная конференция «Физико-химические процессы в неорганических материалах» 2007, т.1, с.29-31

6. Радычев H.A., Тихонина H.A., Метелева Ю.В., Гапанович М.В., Новиков Г.Ф .Зависимость константы скорости безызлучательной электрон-дырочной рекомбинации в полупроводниках типа AIIBVI И AIBVII от энергии запрещенной зоны. // X международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах" 2007, Кемерово, т.1, с. 146-149

7. Гапанович М.В., Рабенок Е. В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Влияние легирования серой на СВЧ-фотопроводимость телурида кадмия. 1! XVIII Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", Туапсе-2007 г., г. Туапсе, 22 сентября-3 октября 2007 г., с. 263-264

8. Gapanovich M.V., Rabenok E.V., Novikov G.F. X-band detection of photodielectric effect in semicondutors solid solutions based on CdTe // "Meeting the Challenges of the 21st Century - Novel Applica-tions of Broadband Dielectric Spectroscopy", NATO Advanced Research Workshop, Suzdal, Russia, 22 - 26.07.2007, Conference abstracts. CD:/P08.pdf

9. Гапанович M.B., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование свойств пленок CdS и CdTe. // XX Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", Туапсе-2008 г., г. Туапсе, 15 - 25 сентября 2008 г., с. 136-137

10. Рабенок Е.В., Гапанович М.В., Новиков Г.Ф., Один И.Н. Влияние легирования серой и селеном на кинетику гибели фотогенерированных носителей тока в теллуриде кадмия. // IV Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2008»», г. Воронеж, 6-12 октября 2008 г., с. 476-480

11. Гапанович М.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование свойств нанокристаллических пленок CdTe. // IV Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2008»», г. Воронеж, 612 октября 2008 г., с. 340 -342.

12. Маринин А.А, Радычев H.A., Новиков Г.Ф., Гапанович М.В. Температурная зависимость СВЧ-фотопроводимости в теллуриде кадмия легированном галлием. // XXVI Всероссийская школа-симпозиум молодых ученых по химической кинетике, пансиона «Юность», Московская обл., 2008г., с. 21

13. Гапанович М.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование фазового состава и спектров поглощения нанокристаллических пленок CdTe. П Третья Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО-2009, г. Екатеринбург, 20-24 апреля 2009, с. 642.

14. Новиков Г.Ф., Маринин A.A., Гапанович М.В., Рабенок Е.В. Под-барьерные переходы в процессах гибели избыточных носителей тока в теллуриде кадмия. // XXI Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", Туапсе-2009 г., г. Туапсе, 22 сентября - 3 октября 2009 г

15. Гапанович М.В., Маринин A.A., Рабенок Е.В., Один H.H., Новиков Г.Ф. Влияние легирования серебром на кинетику электрон-ионных процессов в телуриде кадмия. // XXI Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", Туапсе-2009 г., г. Туапсе, 22 сентября - 3 октября 2009 г.

Цитируемая литература

1. Новиков Г.Ф., Маринин А.А., Рабеиок Е.В. Микроволновые измерения импульсной фотопроводимости и фотодиэлектрического эффекта. // Приборы и техника эксперимента, 2010, №2. С.83-89.

2. Chaplin K.S., Krongard R.R. The Measurement of Conductivity and Permittivity of Semiconductor Spheres by an Extension of the Cavity Perturbation Method. //IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1961, V.9 .1.6. P.545-551.

3. Deri R.J., Spoonhower J.P. Microwave photodielectric effect in AgCl. // Phys. Rev., В., 1982, V. 25. №4. P.282I-2827.

Заказ № 126-1/05/10 Подписано в печать 21.05.2010 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1

„г.?--^, ООО "Цифровичок", тел. (495) 649-83-30

¡да www.cfr.ru; е-таП:info@cfr.ru

Обозначения и сокращения.

Введение.

Актуальность работы.

Научная новизна.

Положения, выносимые на защиту.

Практическая значимость диссертации.

Личный вклад автора.

Опубликованные статьи.

Апробация.

Структура диссертации.

1 Глава 1. Свойства систем Cd - Те - X (Обзор литературы.).

1.1 Фазовые равновесия в системах Cd -Те, Cd - S, Ga - Те, In - Те.

1.1.1 Фазовые равновесия в системе Cd — Те.

1.1.2 Фазовые равновесия в системе Ga - Те.

1.1.3 Фазовые равновесия в системе Cd — S.

1.1.4 Фазовые равновесия в системе In - Те.

1.2 Фазовые равновесия в системах Cd - S - Те, Cd - Se -Те, Cd -Ga -Те,

CdTe - Cdl2, Cd - In - Те.

1.2.1 Разрез CdS - CdTe в системе Cd - S - Те.

1.2.2 Фазовые равновесия в системе CdTe-CdSe.

1.2.3 Фазовые равновесия в системе Cd-Ga-Te.

1.2.4 Фазовые равновесия в системе CdTe-GaTe.

1.2.5 Фазовые равновесия в системе CdTe — ОагТез.

1.2.6 Фазовые равновновесия в системе CdTe — Cdl2.

1.2.7 Система CdTe — InTe.

1.3 Методы синтеза полупроводниковых пленок.

1.3.1 Электрохимические методы.

1.3.2 Синтез CdTe из газовой фазы с использованием металлоорганических реагентов.

1.4 Кристаллическая структура CdTe, CdS, CdSe, GaTe, Ga2Te3, Cdl2.

1.5 Полупроводники и их свойства.

1.6 Электрофизические и оптические свойства CdTe.

1.6.1 Зонная структура CdTe.

1.6.2 Электрофизические свойства CdTe.

1.6.3 Оптические свойства CdTe.

1.7 Изменение свойств поверхности CdTe под действием лазерного излучения.

1.8 Влияние примесей на люминесценцию CdTe.

1.9 Влияние легирования на дефектную структуру и электрофизические свойства.

1.9.1 Дефектная структура CdTe.

1.9.2 Легирование галогенами.

1.9.3 Легирование элементами III группы.

1.10 . Постановка задачи.

2 Глава 2. Синтез твердых растворов на основе CdTe (порошки и пленки) и методы исследования.

2.1 Исходные материалы.

2.2 Исследование фазового состава синтезированных образцов.

2.2.1 Система Cd - Те -1.

2.2.2 Система Cd - Ga - Те.

Разрез CdTe - GaTe.

2.2.3 Система Cd-In-Те.

2.3 Синтез пленок CdTe.

2.3.1 Синтез из кислых водных растворов.

2.3.2 Синтез из щелочных водных растворов.

2.4 Синтез из этиленгликолевых растворов.

2.5 Исследование фазового состава пленок теллурида кадмия и спектров поглощения.

2.5.1 Синтез из кислых водных растворов.

2.5.2 Синтез из щелочных растворов.

2.5.3 Синтез из этиленгликолевых растворов.

2.6 Методы исследования.

Диссертация посвящена исследованию природы центров, создаваемых легированием при изо- и гетеровалентном замещении, и их влияния на кинетику реакций с участием носителей тока, генерируемых светом в CdTe. Основные экспериментальные результаты получены методами импульсной СВЧ-фотопроводимости, катодолюминесценции, рентгенофазо-вого анализа, оптической спектроскопии.

Актуальность работы

О й

Системы на основе твердых растворов А В в последнее десятилетие интенсивно исследуются. Например, поликристаллический CdTe является дешевым и перспективным материалом для солнечной энергетики, так как этот полупроводник имеет ширину запрещенной зоны Eg ~ 1.5 eV при комнатной температуре, т.е. оптимален для преобразования солнечного излучения. Однако КПД создаваемых в настоящее время фотопреобразователей на основе гетероперехода CdS/CdTe составляет около 16 %, что значительно меньше теоретически возможного (-30 %). Другое перспективное направление практического использования поликристаллического CdTe - создание на его основе детекторов рентгеновского и у-излучения, поскольку большие атомные номера компонент материала Z = 48(Cd) и Z = 52(Те) обеспечивают более высокую квантовую эффективность по сравнению с детекторами на основе кремния.

Поскольку в основе создания детекторов и фотопреобразователей лежат процессы разделения и рекомбинации, генерируемых излучением носителей заряда, отсутствие сведений о количественых характеристиках электрон-ионных процессов в твердых растворах на основе теллурида кадмия, а также их связях с особенностями структуры существенно ограничивает возможности проведения оценок предельных характеристик устройств и, в результате, сдерживает прогресс в данной области. В то же время указания на влияние структуры и химического состава на характер процессов с участием заряженных частиц имеются. В частности, известно, что при введение изо- и гетеро-валентных заместителей могут сильно меняться электрофизические свойства, в частности электропроводность, подвижности (fx) и времена жизни (х) генерированных излучением носителей заряда. Поэтому изучение влияния условий синтеза на кинетику электрон-ионных процессов в твердых растворах на основе теллурида кадмия, проведенное в данной работе с использованием импульсного метода СВЧ-фотопроводимости, представляется актуальным.

Научная новизна

1. Методом твердофазного синтеза в контролируемых условиях получен широкий набор твердых растворов на основе CdTe (образцы в системах CdTe - Cdl2, CdTe - GaTe, CdTe - Ga2Te3, CdTe - InTe, CdTe - In2Te3, CdTe - In4Te3, CdTe - CdSe, CdTe - CdS, CdTe - ZnTe, CdTe - ZnSe, CdTe - Ag2Te). Фазовая однородность полученных образцов подтверждена данными РФА. Уточнены границы твердых растворов в данных системах.

2. Проведено сопоставление различных способов синтеза пленок теллурида кадмия. Модифицирована методика синтеза пленок теллурида кадмия из щелочных растворов, связанная с использованием дополнительных растворимых анодов при комнатной температуре. С помощью данной методики при комнатной температуре получены нанокристаллические образцы, что подтверждено РФА и оптическими спектрами поглощения.

3. Путем сопоставления данных, полученных методами СВЧ-фотопроводимости, катодолюминесценции (KJI) и РФА выявлены условия конкуренции процессов гибели носителей тока первого (реакция захвата) и второго (рекомбинация зарядов) порядка кинетики. Анализ тем-ператрурных зависимостей кинетики гибели фотогенерированных носителей тока позволил выявить вклад в рекомбинацию туннельных процессов.

4. Обнаружено влияние изовалентного (системы CdTe - CdS, CdTe - CdSe, CdTe - ZnTe, CdTe - ZnSe) и гетеровалентного (CdTe - Cdl2, CdTe -GaTe, CdTe - Ga2Te3, CdTe - InTe, CdTe - In2Te3, CdTe - In4Te3), CdTe -Ag2Te) замещения на времена жизни фотогенерированных носителей тока, что может быть использовано при разработке новых устройств фотоники.

Положения, выносимые на защиту

1. Синтез и исследование фазового состава образцов на основе теллурида кадмия с изо- и гетеровалентным замещением (CdTe - Cdl2, CdTe - GaTe, CdTe - Ga2Te3, CdTe - InTe, CdTe - In2Te3, CdTe - In4Te3, CdTe - CdSe, CdTe - CdS, CdTe - ZnTe, CdTe - ZnSe, CdTe - Ag2Te)

2. Исследование кинетики гибели неравновесных носителей тока в полученных образцах твердых растворов.

3. Исследование природы центров создаваемых легированием (I, Ga, In) в образцах твердых растворов на основе теллурида кадмия

4. Модель, описывающая кинетику гибели неравновесных носителей тока на больших временах при низких температурах в нелегированных образцах теллурида кадмия р- и п- типа

Практическая значимость диссертации

Установленные закономерности и предложенные подходы к описанию и исследованию физико-химических процессов могут быть использованы при исследованиях свойств различных микродисперсных систем. Продемонстрированные результаты по влиянию легирования на фотопроводимость и люминесцентные свойства теллурида кадмия могут быть использованы при разработке различных фотовольтаических устройств, таких как рентгеновские детекторы и солнечные батареи, а также для создания люминесцентных и фоточувствительных материалов с заданными свойствами. Обнаруженное влияние увеличения времен жизни фотогенерированных носителей заряда при легировании теллурида кадмия иодом либо галлием может быть использовано для управления соотношением процессов рекомбинации и захвата фо-тогенерированных носителей тока.

Личный вклад автора

Данная работа является продолжением дипломной, которую автор начал выполнять в Московском государственном университете на кафедре неорганической химии и которую продолжил в Институте проблем химической физики РАН (г. Черноголовка). Работа входила в план работ лаборатории фотоэлектрофизики. Все представленные в работе экспериментальные результаты получены лично автором или при его непосредственном участии. Обсуждение полученных результатов проводилось совместно с руководителями.

Автор глубоко признателен за помощь в выполнении работы руководителям профессору, д.ф.-м.н. Новикову Г.Ф, старшему научному сотруднику кафедры неорганической химии химического факультета МГУ к.х.н. Одину И.Н., Чукичеву М.В., сотрудникам лаборатории: к.ф.-м.н. Рабенок Е.В., к.ф.-м.н. Радычеву Н.А., Маринину А.А., Егорову В.А., Войлову Д.Н.

Опубликованные статьи

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих статьях:

1. Один И.Н., Рубина М.Э., Гапанович М.В., Демидова Е.Д. Т-х-у фазовые диаграммы систем GaS+CdTe=CdS+GaTe, CdS - CdTe - InTe. // Журнал неорганической химии, 2005, Т.50. № 4. С.714-716.

2. Гапанович М.В, Радычев Н.А., Рабенок Е.В., Войлов Д.Н., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Влияние легирования иодом на кинетику СВЧ-фотопроводимости теллурида кадмия. // Химия высоких энергий, 2007, Т. 41. №2. С.159-160.

3. Гапанович М В, Радычев Н.А., Рабенок Е.В., Войлов Д.Н., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика электрон-ионных процессов в твердых растворах на основе теллурида кадмия в системе CdTe - Cdl2.1I Неорганические материалы, 2007, Т. 43. №10. С.1190-1194

4. Один И.Н., Чукичев М.В., Гапанович М.В., , Козловский В.Ф., Нуртазин А.А., Новиков Г.Ф. Синтез, рентгенографическое изучение и люминесценция твердых растворов [Cdi.xIn3+0.5x]Te (0<х<0.046). // Неорганические материалы, 2009, Т. 45. № 7. С.799-805.

5. Рабенок Е.В., Гапанович М.В., Новиков Г.Ф., Один И.Н. Влияние самокомпенсации на время жизни электрона в теллуриде кадмия, легированном галлием. // Физика и техника полупроводников, 2009, Т.43. № 7. С.878-883.

6. Новиков Г.Ф., Рабенок Е.В., Гапанович М.В. Роль подбарьерных переходов в процессах гибели избыточных носителей тока в полупроводниках AnBVI . // Физика и техника полупроводников, 2010, Т.44. Вып. 5. С. 600605.

Результаты, включенные в диссертационную работу, частично выполнялись в рамках проектов, поддержанных Российским фондом фундаментальных исследований: проектов РФФИ №№ 06-08-01510-а, 06-03-32725-а, 03-03-32202-а.

Апробация

Материалы по теме работы были доложены на 4 международных конференциях, 4 всероссийских конференциях, 7 симпозиумах:

1. Гапанович М.В., Радычев Н.А., Рабенок Е.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика СВЧ-фотопроводимости теллурида кадмия, легированного иодом. // Тезисы XXIV Всероссийской школы-симпозиума молодых ученых по химической кинетике, пансионат «Клязьма», Московская обл., 2006, с. 23

2. Гапанович М. В., Радычев Н.А., Войлов Д. Н., Рабенок Е.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика СВЧ-фотопроводимости теллурида кадмия, легированного иодом // XVIII Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", г. Туапсе, 22 сентября-3 октября 2006 г., с.162.

3. Гапанович М. В., Радычев Н.А., Воинов Д. Н., Рабенок Е.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика гибели генерированных светом электронов в те-луриде кадмия, легированного иодом // III Всероссийская конференция "Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах "ФАГРАН-2006", 11-15 октября, 2006 г., Воронеж, том 1, с. 413-414.

4. Рабенок Е.В., Гапанович М.В., Радычев Н.А., Один И.Н., Новиков Г.Ф.

Влияние легирования галлием на кинетику гибели неравновесных носителей заряда в теллуриде кадмия. // XVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 23 - 28 сентября 2007 г., Москва, Россия, с. 2039

5. Гапанович М.В., Рабенок Е. В., Радычев Н.А., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Кинетика гибели фотогенерированных носитей тока в теллуриде кадмия легированном галлием // X международная конференция «Физико-химические процессы в неорганических материалах» 2007, т.1, с.29-31

6. Н.А. Радычев, Н.А. Тихонина, Ю.В. Метелева, М.В. Гапанович, Г.Ф. Новиков, Зависимость константы скорости безызлучательной электрон-дырочной рекомбинации в полупроводниках типа AnBVI и A'BV11 от энергии запрещенной зоны. // X международная конференция "Физико-химические процессы в неорганических материалах" 2007, Кемерово, т.1, с. 146-149

7. Гапанович М.В., Рабенок Е. В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Влияние легирования серой на СВЧ-фотопроводимость телурида кадмия. // XVIII Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", г. Туапсе, 22 сентября-3 октября 2007 г., с. 263-264

8. M.V. Gapanovich, Е. V. Rabenok, G.F. Novikov X-band detection of photodi-electric effect in semicondutors solid solutions based on CdTe // "Meeting the Challenges of the 21st Century - Novel Applica-tions of Broadband Dielectric

Spectroscopy", NATO Advanced Research Workshop, Suzdal, Russia, 22 -26.07.2007, Conference abstracts. CD:/P08.pdf

9. Гапанович M.B., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование свойств пленок CdS и CdTe. // XX Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", г. Туапсе, 15-25 сентября 2008 г., с. 136-137

10.Е.В. Рабенок, М.В. Гапанович, Г.Ф. Новиков, И.Н. Один. Влияние легирования серой и селеном на кинетику гибели фотогенерированных носителей тока в теллуриде кадмия. // IV Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2008»», г. Воронеж, 6-12 октября 2008 г., с. 476-480

11 .Гапанович М.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование свойств нанокристаллических пленок CdTe. // IV Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН-2008»», г. Воронеж, 6-12 октября 2008 г., с. 340 -342.

И.Маринин А. А, Радычев Н.А., Новиков Г.Ф., Гапанович М.В. Температурная зависимость СВЧ-фотопроводимости в теллуриде кадмия легированном галлием. // XXVI Всероссийская школа-симпозиум молодых ученых по химической кинетике, пансионат «Юность», Московская обл., 2008г., с. 21

13.Гапанович М.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование фазового состава и спектров поглощения нанокристаллических пленок CdTe. // Третья Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО-2009, г. Екатеринбург, 20-24 апреля 2009, с. 642.

14.Г.Ф. Новиков, А.А. Маринин, М.В. Гапанович, Е.В. Рабенок Подбарьер-ные переходы в процессах гибели избыточных носителей тока в теллуриде кадмия. // XXI Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", г. Туапсе, 22 сентября - 3 октября 2009 г

15М.В. Гапанович, А.А. Маринин, Е.В. Рабенок., И.Н. Один, Г.Ф. Новиков Влияние легирования серебром на кинетику электрон-ионных процессов в теллуриде кадмия. // XXI Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", г. Туапсе, 22 сентября - 3 октября 2009 г.

Структура диссертации

Диссертация состоит из 6 глав, содержание работы изложено на 154 странице. Диссертация включает 89 рисунков, 13 таблиц, библиографию из 100 наименований.

Выводы

1. Методом твердофазного синтеза получены поликристаллические образцы твердых растворов на основе теллурида кадмия с изо- и гетеровалент-ным замещением (I, Ga, In, Ag, S, Se, Zn). Благодаря модификации метода катодного осаждения получены нанокристаллические образцы пленок теллурида кадмия.

2. Впервые изучена кинетика гибели неравновесных носителей тока в образцах CdTe с изо- и гетеровалентным замещением. Проведенный анализ временной эволюции частотных зависимостей СВЧ-фотоотклика в образцах позволил выделить вклады свободного и локализованного электрона в фотоотклик и разделить временные интервалы для первичных (50 - 200 не) и вторичных (более 200 не) процессов с участием неравновесных носителей тока в CdTe, определить истинные времена жизни электронов до захвата ловушками.

3. В интервале концентраций 1017 - Ю20 см"3 донорных гетеровалентных примесей (I, Ga, In) изучена природа центров, создаваемых легированием. Установлено, что образующиеся по механизму самокомпенсации ассо-циаты вида 3cd - Vcd (Э = Ga, In) и ITe - Vcd имеют меньшее сечение захвата, чем имеющееся в нелегированном p-CdTe вакансии кадмия, что приводит к увеличению времен жизни фотогенерированного электрона.

4. Исследована природа центров, создаваемых легированием изовалент-ными примесями (S, Se, Zn). Обнаруженные немонотонные зависимости характеристик фотоотклика от концентрации вводимых примесей позволили предположить, что при введении изовалентных добавок S и Se (в виде CdS и CdSe) в телурид кадмия могут образовываться разные дефекты при высоких и низких уровнях легирующей добавки.

5. Предложена модель, учитывающая возможность подбарьерных переходов при рекомбинации зарядов, способных конкурировать с надбарьер-ными переходами при понижении температуры. В нелегированных образцах температурные зависимости и закономерности спадов СВЧ-фотооткликов свидетельствовали о широком распределении барьеров.

6.4 Заключение висит от распределения барьеров по проницаемостям (по энергиям или по ширине). В зависимости от условий синтеза экспериментальные спады были либо экспоненциальны (узкое рапределение барьеров) либо концентрация носителей тока спадала пропорционально логарифму времени (широкое распределение барьеров). В нелегированных образцах температурные зависимости и закономерности спадов свидетельствовали о широком распределении барьеров.

В заключение отметим, что наблюдаемые различия в скорости спадов фотоотклика в образцах п- и р-типа (см. Рис. 81 и Рис. 84) небольшие (они вызваны различиями в быстрых компонентах). Это свидетельствует в пользу предлагаемой модели, если принять во внимание естественную близость свойств барьеров в обоих образцах. Напротив, в легированных образцах можно ожидать существенных различий в кинетике гибели зарядов из-за возможного влияния легирующих примесей на энергетическое и пространственное распределение барьеров, например, благодаря эффекту самокомпенсации

1. Lorenz M.R. P-T-x phase diagram of Cd-Te system // J. Phys. Chem. Sol., 1962, V.23. № 4. P. 939-947.

2. Boodbury H.H. The Cd-CdS system // J. Phys. Chem. Sol., 1963, V.24. №3. P. 881 -884.

3. Klemm W., Vogel C. Uber die chalkogenide von gallium und indium // Z. anorg.chem., 1934, B.219. H.l. S.45-54.

4. Grochovsky E.G., Mason D.K., Schmidt G.A., Smith P.H. The phase diagram of the binary system indium -tellurium // J. Phys. Chem. Sol., 1964, V.25. №5. P. 551-564.

5. Hogg J.H., Sutherland H.H., Williams D.J. Crystallographic evidence forexis-tence of the phases In4Se3 and 1п4Тез containing the homonuclear triatomic cation (In3)+5 // J.Chem.Commun., 1971,V.23. Sect.D. P.1568-1574.

6. Киспе-Паукар Г.А. Синтез и термодинамическое исследование фаз в системе In-Te. // Дис. канд. хим. Наук. М. МГУ им. М.В.Ломоносова. Химический факультет. 1998. 169 с.

7. Holmes P.I., Jennings J.C., Parrot J.E. Limits of In2Te3 field homogenity // J. Phys. Chem. Sol., 1962, V.23. № 1. P.l-4.

8. Атрощенко JI.B., Гальчинецкий Л.П., Кошкин B.M. Определение границ области гомогенности соединения 1п2Те3 // Изв. АН СССР. Сер. Неорган, материалы, 1965, Т.1. № 4. С.809-813.

9. Ohata К., Saraie J., Tanaka Т. Phase diagram of the cadmium sulfide cadmium telluride pseudobinary system // Japan J.Appl. Phys., 1973, V.12. № 8. P. 1198 -1204.

10. Томашик В.Н., Грыциев В.И. Диаграммы состояния систем на основе полупроводниковых соединений AnBVI Киев: Наук, думка. 1982. 198 С.

11. Дерид О.П., Демина Т.В., Маркус М.М. Исследование тройной системы Cd Ga -Те // Изв. АН СССР. Сер. Неорг. материалы, 1974, Т.10. № 1. С. 18 -20.

12. Дерид О.П., Демина Т.В., Маркус М.М., Радауцан С.И. Диаграмма состояния системы CdTe Ga2Te3 // Изв. АН МССР Сер. физ.-техн. и мат. наук, 1976, №2. С.56-59

13. Один И.Н., Чукичев М.В. Влияние иода на люминесцентные свойства кристаллов халькогенидов кадмия // Неорг. матер., 2003, Т.39. №5. С.534-537

14. Norris С.В. Temperature, injection level, and frequence dependens of the luminescence in lightly- and heavely-doped CdTe // J. Luminescence, 1978, V.16.3. P.297-310

15. Радауцан С.И., Дерид О.П., Дынту Г.М. и др. Фазовые взаимодействия в тройной системе CdTe-In-InTe // Изв.АН Молд.ССР. Сер.физ.-техн. и мат. наук, 1975, №3. С.37-43.

16. Гусейнов Т.Д. Поиск и физические исследования новых полупроводников-аналогов. Автореф. дисс. докт.физ-мат. наук. Баку. 1969, 82 с.

17. Lincot D. Electrodeposition of Semiconductors // Thin Solid Films, 2005, V. 487, P.40-48.

18. Panicker M.P.R., Knaster M., Kroger F.A. Cathodic Deposition of CdTe from Aqueos Electrolytes //J. Electrochemical Soc.: Electrochemical Science and Technology, 1978, V.125. № 4. P.566-572.

19. Miyake M., Murase К., Hirato Т., Awakura Y. Effect of anions on electrode-position of CdTe from ammonical basic solutions // Surface and Coating Technology, 2003, V. 169-170. P.108-111.

20. Dergacheva M.B., Statsyuk V.N., Fogel L.A. Electrodeposition of CdTe from ammonia-chloride buffer electrolytes // J. Electroanalytical Chemistry, 2005, V.579. P.43-49.

21. Chaure N.B., Samantilleke A.P., Dharmadasa I.M. Effects of inclusion of iodine in CdTe thin films on material properties and solar cells perfomance //Solar Energy Materials & Solar Cells, 2003, V.77. P.303-317.

22. McDaniel A.H., Wilkerson К J., Hicks R.F. Chemistry of Cadmium Telluride Organometallic Vapor-phase Epitaxy //J. Phys. Chem., 1995, V.99. P.3574-3582.

23. Jones E.W., Barrioz V., Irvine S.J.C., Lamb D. Towards ultra-thin CdTe solar cells using MOCVD // Thin Solid Films, 2009, V.517. P.2226-2230.

24. Пашинкин A.C., Тищенко Т.Н., Корнеева И.В., Рыженко Б.Н. // Кристаллография. 1960. Т.47. С. 131.

25. Угай Я. А., Введение в химию полупроводников, 2 изд., М., 1975, 300 с.

26. Большая химическая энциклопедия под. ред. А.П. Горкина, М.: Большая российская энциклопедия. Т.4, с. 102.

27. Ильчук Г.А., Иванов-Омский В.И., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В., Бекимбетов Р.Н., Украинец Н.А. Создание и фотоэлектрические свойства структур окисел CdTe // Физ. и техн. полупроводников, 2000, Т.34. вып. 9. С.1099-1102.

28. Turkevych I., Grill R., Franc J., Belas E., Hoschl P., Moravec P. High-temperature electron and hole mobility in CdTe // Semicond. Sci. technol., 2002, № 17. P.1064 1066.

29. Mathew X., Sebastian P J. Structural and opto-electronic properties of electro-deposited CdTe on steinless steil foil. // Solar Energy Materials & Solar Cells, 1999, №59. P.85-98.

30. Abd El-Mongy A., Belal A., El Shailkh H., El Amin A. A comparison of the physical properties of CdTe single crystal and thin film // J. Phys D: Appl. Phys., 1997, № 30. P. 161 165.

31. Ковалев А.А., Жвавый С.П.,. Зыков Г.Л Динамика лазерно-индуцированных фазовых переходов в теллуриде кадмия // Физ. и. техн. полупроводников, 2005, Т.39. вып.11. С.1345 1349.

32. Байдуллаева А., Буллах М.Б., Власенко А.И., Ломовцев А.В., Мозоль П.Е. Динамика развития поверхностных структур в кристаллах p-CdTe при облучении импульсным лазерным излучением // Физ. и техн. полупроводников, 2004, Т.38. вып. 1. С.26-29.

33. Байдуллаева А., Власенко А.И., Мозоль П.Е., Смирнов А.Б. Состояние поверхностных поликристаллических слоев CdTe. облученных импульсным лазерный излучением // Физ. и техн.полупроводников, 2001, Т.35. вып.6. С.745 748.

34. Armani N., Ferrari С, Salviati G., Bissoli F., Zha M., Zappettini A.,

35. Zanotti L. Defect-induced luminescence high-purity undoped CdTe crystals // J. Phys.: Condens Matter., 2002, № 14. P. 13203 13209.

36. Hernandez-Fenolloza M.A., Halliday D.P., Durose K., Campo M.D., Beier J. Photoluminescens studies of CdS/CdTe solar cells treated with oxygen // Thin Solid Films, 2003, №431 432. P.176 - 180.

37. Агекян В.Ф., Ильчук Г.А., Рудь Ю.В., Степанов А.Ю. Фотолюминесценция монокристаллов ZnTe и CdTe, выращенных с применением транспортирующих газов, содержащих галогены // Физ. тв. тела, 2002, Т.44. Вып.12. С.2117-2119.

38. Van Gheluwe J., Versluys J., Poelman D., Clauws P. Photoluminescence study of polycrystalline CdS/CdTe thin films solar cells // Thin Solid Films, 2005, №480 481. P.264 - 268.

39. Клевков Ю.В., Колосов C.A., Медведев C.A., Плотников А.Ф. // Физ. итехн. полупроводников, 2001, Т.35. № 10. С.1192.

40. Клевков Ю.В., Колосов С.А., Плотников А.Ф. // Физ. и техн. полупроводников, 2006, Т.40. № 9. С.1028-1032.

41. Матвеев О.А., Терентьев А.И. Антиструктурные дефекты TeCd в кристаллах CdTe. // Письма в ЖТФ, 1997, Т.23. №4. С.ЗО 34.

42. Miller A.R., Searoy A.W. Defect structure of CdTe crystals // J. Phys. Sol., 1965, V.69. №11. P.3826 3834.

43. Медведев С.А., Максимовский C.H. Высокотемпературная электропроводность теллурида кадмия // Изв. АН СССР. Неорган, материалы, 1973, Т.9.3. С.356-361.

44. Stubbs M.F., Schufle I.A., Thompson A.I. Electroconductivity of CdTe crystals //J.Amer. Chem. Soc., 1954, V.76. №2. P.341-345.

45. Mochizuki K. Growth of CdTe from Те excess solution and self-compensation of doped donor // Journal of Crystal Growth, 2000, V.215. P.9 13.

46. Fischer F., Waag A., Worschech L., OssauW., Scholl S., Landwehr G., Maki-nen J., Hautojarvi P., Corbel C. Self-compensation in halogen-doped CdTe growed by molecular beam epitaxy // Journal of Crystal Growth, 1996, V.161. P.214-218.

47. Ткачук П.Н., Ткачук В.И., Букивский П.Н., Курик М.В. Метастабильный Х-центр в монокристаллах теллурида кадмия // Физ. тв. тела, 2004, Т.46. Вып.5. С.804 — 810.

48. Ткачук П.Н. Спектр фундаментального отражения и электронная структура CdTe, легированного примесью хлора // Физ. и техн. полупроводников, 2000, Т.42. Вып.11. С.1961 1963.

49. Один И.Н., Чукичев М.В., Гапанович М.В., , Козловский В.Ф., Нуртазин А.А., Новиков Г.Ф. Синтез, рентгенографическое изучение и люминесценция твердых растворов CdixIn3+0.5x.Te (0<х<0.046) // Неорг. матер., 2009, Т.45. № 7. С.799-805.

50. Гапанович М.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование свойств пленок CdS и CdTe. // XX Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", Туапсе-2008 г., г. Туапсе, 15-25 сентября 2008 г., с. 136-137.

51. Гапанович М.В., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Получение и исследование фазового состава и спектров поглощения нанокристаллических пленок CdTe // Третья Всероссийская конференция по наноматериалам НАНО-2009, г. Екатеринбург, 20-24 апреля 2009, С. 642.

52. Абрикосов Н.Х., Банкина В.Ф., Порецкая JI.B. и др. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе. М.: Наука. 1975. 218 с.

53. Ильчук Г.А., Иванов-Омский В.И., Рудь В.Ю., Рудь Ю.В., Бекимбетов Р.Н., Украинец Н.А. Создание и фотоэлектрические свойства структур окисел CdTe // Физ. и техн. полупроводников, 2000, Т.34. Вып.9. С.1099-1102.

54. Картотека JCPDS (рентгенометрические данные веществ). 33 239.

55. Миркин JI. И. Справочник по рентгеноструктурному анализу кристаллов. М.: Гос. изд. физ. мат. мет. 1961. С. 543.

56. Картотека JCPDS (рентгенометрические данные веществ). 33-571.

57. Гусейнов Г.Д. Поиск и физические исследования новых полупроводников-аналогов. Автореф. дисс. докт. физ-мат. наук. Баку. 1969. 82 с.

58. Потыкевич И.В., Гаврищак И.В., Раренко И.М. Магнитная воприимчивость CdTe// Укр. физич. журн. 1963. Т.8. № 7. С.1224-1277.

59. Shubert К., Dorre Е., Kluge М. Zur kristallchemie der B-metalle. III. Kristallstraktur von GaSeund InTe // Z. Metalllkunde., 1955, B.46. N.3. S.216-223.

60. Darnell A.J., Libby W.F. Magnetic properties of metals tellurides // Phys. Rev., 1964, V.135. № 5A. P.1453-1459.

61. Hogg J.H., Sutherland H.H., Williams D.J. Crystallographic evidence for existence of the phases In4Se3 and ЬцТез containing the homonuclear triatomic cation (In3)+5 // J. Chem.Commun., 1971, V.23.Sect.D. № 11. P.1568-1574.

62. Thomassen L., Mason D.R., Rose G.D. et al. The phase diagram for the pseudo-binary system CdTe-In2Te3 // J. Electrochem. Soc., 1963, V.l 10. № 11. P.l 127-1131.

63. Li M., Li J.C. Size effects on the band-gap of semiconductor compounds // Material Letters, 2006, V.60. P.2526-2529.

64. Гапанович M.B, Радычев H.A., Рабенок E.B., Войлов Д.Н., Один И.Н., Новиков Г.Ф. Влияние легирования иодом на кинетику СВЧ-фотопроводимости теллурида кадмия // Хим. выс. энерг., 2007, Т.41. №2. С. 159-160.

65. Deri R.J., Spoonhower J.P. Microwave photodielectric effect in AgCl // Phys. Rev., В., 1982, V. 25. №4. P.2821-2827.

66. Сермакашева H.JI., Новиков Г.Ф., Шульга Ю.М., Семенов В.Н. СВЧ-фотопроводимость и фотодиэлектрический эффект в тонких пленках PbS, полученных из тиомочевинных координационных соединений // Физ. и техн. полупроводников, 2004, Т.38. Вып.4. С. 395-400.

67. Голованов Б.И., Тихонина Н.А., Новиков Г.Ф. Аномальное увеличение времени жизни фотоэлектрона в порошкообразном AgBr при обработке тиосульфатом натрия // Журн. науч. и прикл. фотографии, 1995, Т.40. №3. С. 44.

68. Рабенок Е.В., Гапанович М.В., Новиков Г.Ф., Один И.Н. Влияние самокомпенсации на время жизни электрона в теллуриде кадмия, легированном галлием // Физ. и техн. полупроводников, 2009, Т.43. № 7. С.878-883.

69. Чукичев М.В., Атаев Б.М., Мамедов В. В., Аливов Я.И., Ходос И.И. Като-долюминесценция гетероэпитаксиальных структур ZnO/GaN/alpha-А\2Оз, полученных методом химического транспорта // Физ. и техн. полупроводников, 2002, Т.38. Вып.9. С. 1052-1055.

70. Chaplin K.S., Krongard R.R. The Measurement of Conductivity and Permittivity of Semiconductor Spheres by an Extension of the Cavity Perturbation Method // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1961, V.9 .1.6. P.545-551.

71. Гавриленко В.И., Грехов A.M., Корбутяк Д.В. и др. Оптические свойства полупроводников. Киев: Наук, думка. 1987. 607 с.

72. Schcherbak L., Feichouk P., Fochouk P., Panchouk O. Self-compensation in Cd-saturated In-doped CdTe // J.Cryst. Growth., 1996, V.161. №1. P.219-222.

73. Seto S., Suzuki K., Abastillas V.N., Inabe K. Compensating related defects in In-doped bulk CdTe // J.Cryst. Growth., 2000, V.214/215. №5. P.974-978.

74. Novikov G.F., Golovanov B.I. Rate constant of free electron-hole recombination reaction in powderedsilver bromide // J. Imaging Sci., 1995, V.39. № 6. P.520-524.

75. Новиков Г.Ф., Голованов Б.И., Тихонина Н.А. Константа скорости реакции рекомбинации свободных электронов и дырок в хлориде серебра. 295 К. // Изв. АН. Сер. хим., 1996, №9. С.2234-2236

76. Татауров А.В., Метелева Ю.В., Сермакашева H.JL, Новиков Г.Ф. Константа скорости реакции рекомбинации свободных электронов и дырок в тонких пленках сульфида кадмия // Изв. АН. Сер. хим., 2003, №5. С.1137-1139.

77. Новиков Г.Ф., Рабенок Е.В., Гапанович М.В. Роль подбарьерных переходов в процессах гибели избыточных носителей тока в полупроводниках AnBVI.// Физ. и техн. полупроводников, 2010, Т.44. Вып.5. С. 600-605.

78. Новиков Г.Ф., Маринин А.А., Гапанович М.В., Рабенок Е.В. О возможной роли туннельной рекомбинации в процессах гибели избыточных носителей тока в теллуриде кадмия // Журнал физ. хим., 2010, Т84. №5. С. 969-972.

79. Гапанович М.В, Радычев Н.А., Рабенок Е.В., Войлов Д.Н., Один И.Н., Новиков Г.Ф. // Неорг. материалы, 2007, Т.43. №10. С.1190.

80. Голованов Б.И., Ковальчук А.В., Новиков Г.Ф. Двухимпульсная методика измерений С.В.Ч.-фотопроводимости для исследований электрон-ионных процессов в полупроводниках//Журн. научн. прикл. фотографии, 1997, Т.42. №2.С.34-38.

81. Любченко А.В., Шейнкман М.К., Лашкарев В.Е. Неравновесные процессы в фотопроводниках. Киев, 1981. 274 с.

82. Новиков Г.Ф. Электрон-ионные процессы в микродисперсных галогени-дах серебра. Противоречивость литературных данных. // Журн. научн. и прикл. фотографии, 1997, Т.42. №6. С.1-11.

83. Новиков Г.Ф., Рабеиок Е.В., Голованов Б.И. Диффузионные ограничения в электрон-дырочной рекомбинации на поверхности микродисперсных гало-генидов серебра // Хим. физ., 2003, Т.22. №4. С.88-92.

84. Радычев Н.А., Новиков Г.Ф., Чернов И.А., Метелева Ю.В. Фотодиэлектрический эффект в тонких пленках CdS в области энергий меньше ширины запрещенной зоны // Журн. физ. хим., 2005, Т.79. №11. С.2094-2098.

85. Михайлов А.И. О возможной роли тунельного эффекта в пострадиационных реакциях в твердых органических веществах // ДАН СССР, 1971, Т.197. №1. С.136-139.

86. Аниколенко В.А., Михайлов А.И. Исследование характера затухания волновых функций при тунельном переносе электрона в стеклообразных ароматических матрицах // ДАН СССР, 1976, Т.230.№1. С.102-105.

87. Грабчак С.Ю., Новиков Г.Ф., Моисеева JI.C., Любовский М.Р., Алфимов М.В. // Журн. научн. и прикл. фотографии, 1990, Т.35. №2. С.134.

88. Новиков Г.Ф., Маринин А.А., Рабенок Е.В. Микроволновые измерения импульсной фотопроводимости и фотодиэлектрического эффекта // Приборы и тежника эксперимента, 2010, Вып. 2. С.83-89.

89. Новиков Г.Ф. Начальные стадии фото- и радиационно- химических процессов в твердых средах. // Дис. докт. физ.-мат. наук. Черноголовка, 1997, 531 с.

90. Нетушил А. В., Поливанов К. М., Основы электротехники, т. 3, М., 1956; Поливанов К. М., Теоретические основы электротехники, ч. 3 — Теория электромагнитного поля, М., 1975.

91. Нейман Л. Р., Поверхностный эффект в ферромагнитных телах, Л. — М., 1949.

92. Бонч-Бруевич В.JI., Калашников С.Г. Физика полупроводников // М.: Наука, 1977 г,с.218.

93. Москвин А.В. Катодолюминесценция. ч. 1. М. — Л., 1949. 348 с.

94. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М., Наука, 1977. 210 с.

95. Saha S., Pal U., Chaudhuri A.K., Rao V.V., Banerjee H.D. Optical Properties of CdTe Thin Films // Phys. Stat. Sol. A., 1989, V.l 14. P.721-729.