Влияние параметров центров захвата на фотоэлектрические свойства кристаллов типа силленита

Умрихин, Владимир Васильевич

Влияние параметров центров захвата на фотоэлектрические свойства кристаллов типа силленита тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

Умрихин, Владимир Васильевич АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Курск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.10 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Влияние параметров центров захвата на фотоэлектрические свойства кристаллов типа силленита»

Автореферат диссертации на тему "Влияние параметров центров захвата на фотоэлектрические свойства кристаллов типа силленита"

На правах рукописи

РГо ОД

1 ' ДОГ 2000

УМРИХИН ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЦЕНТРОВ ЗАХВАТА НА ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ТИПА СИЛЛЕНИТА

01.04.10 - Физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Курск-2000

Работа выполнена на кафедре конструирования и технологии электронно-вычислительных средств Курского государственного технического университета (КГТУ)

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Захаров И. С.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Родионов А.А.; кандидат физико-математических наук, доцент Мельников Г.А.

Ведущая организация: в/ч 25714

Защита диссертации состоится 30 июня 2000 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета К 064.50.04 при Курском государственном техническом университете по адресу: 305040, г.Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 27 мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат физико-математических наук Рослякова Л.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. К числу элементов систем преобразования, ре-истрации и обработки оптической информации, позволяющих выполнять шерации в реальном масштабе времени, относятся пространственно-(ременные модуляторы света (ПВМС), выполненные на основе электро-, аку-гго- и магнитооптических эффектов в различных материалах. Особое место :реди этих устройств занимают ПВМС, выполненные на основе фоторефрак-ивных кристаллов типа силленита, обладающих фоточувствительностью и шекгрооптаческим эффектом Поккельса, например, практически важных мою кристаллов ВЬгЗЮм, ВЬгОеОго, В^ТЮ^.

На основе этих кристаллов разработаны твердотельные преобразователи «ображения типа ПРОМ, ПРИЗ. В основе работы таких преобразователей ле-кит фотовозбуждение электронов, которые захватываются на ловушки, образуя 1ространственный заряд. От локальной напряженности электрического поля, создаваемого этими зарядами в объеме кристалла, зависят его оптические характеристики.

Большое влияние на свойства кристаллов оказывают связи между атомами з элементарной ячейке и их изменения под действием различных технологиче-:ких обработок следующего характера:

- активное воздействие с целью изменения оптических характеристик кристаллов (легирование, термическая обработка, радиационное облучение и т.д.);

- пассивные воздействия, связанные с изготовлением различного рода функциональных слоев, механической обработкой в процессе создания ПВМС.

Эти воздействия приводят к возникновению разнообразных дефектов кристаллического строения, которые способствуют появлению в запрещенной зоне кристаллов широкого спектра энергетических уровней ловушек и центров рекомбинации с различной концентрацией. Все это приводит к сложным физическим процессам в нелегированных материалах и резкому их изменению в образцах, подвергнутых различным обработкам. Температурная зависимость фототока является интегральной характеристикой, отражающей влияние изменения параметров центров захвата и рекомбинационных процессов в кристаллах.

В связи с этим возникает необходимость детального исследования влияния параметров центров захвата на оптические и фотоэлектрические характеристики кристаллов. Наиболее важным методом такого исследования является моделирование влияния параметров центров захвата для прогнозирования фотоэлектрических свойств кристаллов. Практически изменение параметров центров захвата достигается применением различных технологических обработок.

Цель работы. Основной целью данной работы является численное моделирование влияния параметров центров захвата на температурную зависимость фототока, механизм электронных переходов и экспериментальные исследования кристаллов со структурой силленита, подвергнутых легированию.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка алгоритма и программы решения плохо обусловленных систем нелинейных уравнений, описывающих процессы электронных переходов в кристаллах типа силленита;

- моделирование влияния параметров центров захвата на электронные переходы и температурную зависимость фототока в кристаллах со структурой силленита;

- создание экспериментальных методик и установок для получения и исследования свойств функциональных слоев на кристаллах со структурой силленита;

- исследование параметров центров захвата, температурной зависимости фототока и рекомбинационных процессов в нелегированных кристаллах;

- исследование влияния легирования на параметры центров захвата, характер температурной зависимости фототока и рекомбинационные процессы, установление связи между параметрами центров захвата, механизмом рекомбинации и величиной тока в кристаллах.

Методы исследования. Моделирование влияния параметров центров захвата на температурную зависимость фототока и электронные переходы базируется на численных методах решения систем нелинейных уравнений. В экспериментальных исследованиях использовались методики термостимулирован-ных токов (ТСТ), температурной зависимости стационарного фототока, метод магнетронно-ионного изготовления функциональных слоев на кристаллах силленита, метод четырехзондового измерения электросопротивления тонких пленок, а также оригинальные методики для определения диэлектрических и оптических свойств конструктивных покрытий. Все исследования и расчеты проводились с использованием средств вычислительной техники.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Экспериментальная установка для магнетронно-ионного нанесения функциональных покрытий на кристаллы со структурой силленита.

2. Алгоритм решения плохо обусловленной системы нелинейных уравнений, описывающих электронные переходы для четырехуровневой модели центров (два уровня захвата, два - рекомбинации).

3. Температурное гашение фототока для четырехуровневой модели определяется либо открытием двух каналов рекомбинации, либо сменой канала рекомбинации, а окончание процесса гашения происходит в момент равенства концентраций дырок на уровнях рекомбинации.

4. Увеличение абсолютного значения фототока в кристаллах достигается за счет уменьшения захвата электронов глубокими ловушками и усилением контроля мелкими ловушками электронных переходов на рекомбинационные уровни, а его уменьшение - за счет преобладания рекомбинационных процессов над процессами термогенерации.

5. Введение Хх\, Р, V во все кристаллы типа силленита приводит к значительному повышению фототока при комнатной температуре по сравнению с нелегированными материалами, что вызвано увеличением концентрации центров медленной рекомбинации и их электронного заполнения.

Научная новизна.

1. Приведены конструктивные особенности и требования к установке маг-нетронно-ионного напыления, необходимые для получения качественных функциональных слоев на кристаллах со структурой силленита.

2. Разработаны методики и изготовлены оригинальные конструкции установок для контроля электрофизических свойств функциональных слоев.

3. Разработан алгоритм, позволяющий создать пакет программ для решения плохо обусловленных систем нелинейных уравнений, описывающих электронные переходы в кристаллах со структурой силленита в стационарном случае для четырехуровневой модели (два уровня захвата, два - рекомбинации).

4. Методом моделирования исследовано влияние параметров центров захвата на температурную зависимость фототока и механизм электронных переходов в кристаллах типа силленита.

Достоверность результатов исследований обусловлена корректностью и взаимопроверяемостью различных методик. Результаты экспериментальных исследований согласуются с приведенными в данной работе расчетными данными и результатами экспериментальных работ, выполненных другими авторами. Полученные экспериментальные и теоретические зависимости подтверждают предположения, сделанные в работах других авторов, и не противоречат современным представлениям о фотоэлектрических явлениях в высокоомных фоточувствительных материалах со сложной энергетической структурой запрещенной зоны, технологических особенностях получения тонкопленочных слоев методом магнетронно-ионного распыления материалов.

Практическая ценность работы определяется следующим:

- конструктивные особенности установки магнетронно-ионного нанесения тонких слоев обеспечивают повторяемость свойств получаемых пленок и позволяют ее применение в различных технологических процессах микроэлектроники;

- приведенные методики определения электрических и оптических свойств тонких пленок позволят оперативно оценивать качество тонкопленочных структур;

- результаты моделирования электронных переходов и температурной зависимости фототока определяют направления для целенаправленного влияния на фотоэлектрические свойства кристаллов со структурой силленита;

- применение легирования приводит к изменению параметров центров захвата по сравнению с нелегированными материалами;

- легирование 2п кристаллов со структурой силленита позволяет получать фоторегистрирующие среды с высокой фоточувствительностью в области видимого спектра и рабочими температурами до 300 К.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 4-ой научно-технической конференции «Вакуумные покрытия - 87» (Юрмала, 1987 год), Всесоюзном совещании «Пленочные термоэлектрические преобразователи и устройства на их основе» (Москва, 1988 год), республиканских научно-технических конференциях «Материалы и упрочняющие технологии» (Курск, 1989 год, 1991 год, 1994 год, 1997 год, 1998 год), научно-технических конфе-

ренциях «Вакуумная наука и техника» (Гурзуф, 1994 год, 1995 год), на II Всероссийской научно-технической конференции «Электроника и информатика» (Зеленоград, 1997 год), на III международной конференции «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации» (Курск, 1997 год) и региональной конференции «Реализация региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района» (Воронеж, 1997 год).

Публикации.

Результаты исследований, представленные в диссертации, опубликованы в 19 работах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 159 страниц, содержит 49 рисунков и 4 таблицы, 144 наименования цитируемой литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, основные положения, выносимые на защиту. Представлена научная новизна, достоверность и практическая ценность полученных результатов.

В первой главе описываются методы получения кристаллов типа силле-нита и их кристаллофизические свойства. Приводится обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных исследованиям спектральных характеристик, температурным зависимостям фототока и природе локальных центров в запрещенной зоне кристаллов типа силленита, подвергнувшихся технологическим обработкам.

Из анализа результатов экспериментальных и теоретических исследований, имеющихся в литературе, следует, что работы по моделированию влияния параметров центров захвата в кристаллах типа силленита на их фотоэлектрические свойства немногочисленны.

На основании анализа известных экспериментальных и теоретических работ представлены цель и задачи исследования.

Во второй главе приводится обоснование выбора метода получения функциональных покрытий на исследуемых кристаллах, конструктивные особенности и требования к установке магнетронно-ионного получения функциональных покрытий, технологические особенности подготовки и получения покрытий, методики исследования оптических и электрофизических свойств покрытий, а также методики исследования термостимулированных токов и фототоков, спектральных характеристик кристаллов типа силленита, подвергнутых легированию.

Структурная схема установки магнетронно-ионного получения функцио-зальных покрытий приведена на рис.1. В состав установки входят следующие устройства: система стабилизации температуры подложки, система стабилизации давления рабочего газа, источник питания магнетронного распылительного /зла, магнетронный распылительный узел (МРУ).

Откачка

Рис.1. Структурная схема установки магнетронно-ионного получения функциональных покрытий: 1 -держатель подложки с нагревателем, 2 - датчик давления ПМИ-10-2, 3 - подложка, 4, 9 - экраны, 5 - анод, 6 - управляемый нате-катель, 7 - заслонка, 8 - баллон с рабочим газом, 10 - магнитная система МРУ, 11 - катод-мишень МРУ, 12 - термопара

Конструкция МРУ с радиально сканирующей зоной распыления обеспечивает хорошую равномерность распределения пленки по толщине, скорость осаждения до 1мкм/мин, высокий коэффициент использования материала мишени.

На основе анализа материалов, применяемых для получения прозрачных проводящих слоев, установлено, что наиболее подходящим по своим свойствам и технологии изготовления является оксистаннат индия, получаемый методом реактивного магнетронного распыления катода-мишени состава 95 % 1п и 5% Бп. Оптимальные концентрации кислорода в газовой смеси (аргон + кислород) для получения прозрачности не ниже 75 % и поверхностного сопротивления 1000 - 1500 Ом/П находятся в интервале от 55 до 65 % при плотности мощности, прикладываемой к мишени, 3 Вт/см2.

Измерение термостимулированных токов и температурных зависимостей фототока в кристаллах со структурой силленита проводилось на установке, структурная схема которой представлена на рис.2, где 1 - лампа накаливания; 2

- оптическая схема; 3 - светофильтр; 4, 16 - термопары; 5 - проволочный нагреватель; 6, 13 - усилители термо-э.д.с.; 7 - схема сравнения; 8 - цифроанало-говый преобразователь; 9 - управляемый источник питания нагревателя; 10 -реверсивный счетчик; 11 - делитель; 12 - кварцевый генератор импульсов; 14 -двухкоординатный самописец; 15 - криостат; 17 - исследуемый образец; 18 -источник питания образца; 19- электрометрический усилитель.

Рис.2. Структурная схема установки для регистрации ТСТ и температурной зависимости фототока

Третья глава посвящена численному моделированию влияния параметров центров захвата на температурную зависимость фототока и механизм электронных переходов в кристаллах со структурой силленита для стационарного случая.

Кристаллы типа силленита имеют сложную систему энергетических уровней с разной глубиной залегания (уровней ловушек и уровней рекомбинации). В моделях, описывающих механизмы электронных переходов (механизмы рекомбинации), могут присутствовать, как минимум, два (а может быть и больше) уровня рекомбинации (один И2(г) содержит г-центры медленной, а другой N¡(5) - ¿-центры быстрой рекомбинации и, как минимум, два (может быть и больше) уровня ловушек (мелкие N4 и глубокие N3) (рис.3).

Так как в кристаллах типа силленита основной составляющей тока является электронная (подвижность электронов р„ превышает подвижность дырок Ип>>ЦР). то в общем случае фототок определяется как

1ф=ЯцппЕ5,

где Е - напряженность электрического поля, п - концентрация генерированных светом свободных электронов, Б - площадь электродов, я - заряд электрона.

Тогда в случае электронных переходов, контролируемых уровнем ловушек, система кинетических уравнений в стационарном случае имеет вид:

= I - Ре4п(М4 - п4)+ре4п4 - ре3п(Ы3 - п3)+ре3п3 = О,

си

с1п4 п4 — П2 N1-11. п4 . /., ч

Ы---- Ы +Ре4^4 -П4)-Ре4П4 =0,

от N,1 х2 т, Тч4

^" = РеЗп(^ -П3)-рьзП3р-ре3П3 =0, (1)

^ -п2)-рЬ2п2р = 0,

ОТ N4 т2

<1п. п4Ы,-п, /Х1 \ „

-!Г = 7Г-!- +рь, ^-пО-Рь.п^О,

от Ы4 т, 1 1

где т8, тг - времена жизни электронов на центрах быстрой и медленной рекомбинации (т,»т5).

Для решения этой системы уравнений в случае освещения кристалла светом необходимо добавить условие электронейтральности:

р + (Ч-п,)+(М2-п2)=п + п3+п4. (2)

Здесь: р - концентрация дырок в валентной зоне; ЭД (/=1-4) - концентрация центров на соответствующем уровне; Ре. = Уз,,. - коэффициент захвата электронов

„а /-уровне; V - »„р.™ —й ге„ера„и»; р., -Р,Н.«х,{-|) - вероятность термического освобождения электронов с / уровня в зону проводимости; Рь. = Узр. - коэффициент захвата дырок на / уровень; в,,. ,8р. - поперечное сечение захвата электрона или дырки соответствующим центром;

рь. =рь.М„ехр^-^^- вероятность термического освобождения дырок

лентную зону; - эффективная плотность энергетических состояний в зонах проводимости и валентной; Ь - интенсивность засветки.

Система уравнений (1) является плохо обусловленной системой нелинейных уравнений, так как коэффициенты при П[ в кристаллах силленитов могут отличаться на десятки порядков. Данное обстоятельство может вызвать повышенную чувствительность к погрешностям входных данных или к ошибкам округления при решении численными методами.

В отличие от систем линейных уравнений для систем нелинейных уравнений неизвестны прямые методы решения, поэтому всегда применяются итерационные методы.

в ва-

Рис. 3. Четырехуровневая модель для механизма электронных переходов типа уровень прилипания - уровень рекомбинации.

Для решения системы уравнений (1)-(2) численными методами перепишем ее в форме:

п =

п,=

п, =

ре4п4 +

п4 -п2 п4 Ы,

4н4т2

К4 п4

+ Рк:М2

+Ры+РыР + Рь2Р

[мн4-п4)]-\

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

П3 =РезпЫ3 "[резП + р^ +Рьзр]~1, п4 =|р.«К4п+Э„Н311-р.3пп, -рс3п3 -Ь]-[ре4п + ре4]4, п + п, + п2 + п3 + п4 - р - Ы, - Ы2 = 0.

Для решения системы уравнений (3) - (8) предложен алгоритм, позволяющий методами простых итераций найти температурную зависимость концентраций носителей заряда п, П1, п2, п3, П4, р.

По предложенному алгоритму проведено моделирование влияния параметров центров захвата на температурные зависимости фототока, люкс-амперные характеристики и механизм электронных переходов при различных значениях параметров, характерных для кристаллов типа силленита: Е1 = 2,05 эВ; Е2 = 0,75 эВ; Е3 = 0,34 эВ; Е4 = 0,05 эВ (отсчет Е| проводился от дна зоны проводимости); N1, N2, N3, N4 = 1017 - 1023 м"3 СМ4>М,+Н2); Бр, =10"16 - 10'17 м2, Бр2 =10'15 - Ю-'9 м2 (8р2>8р|); Б„4 = Ю"20 - 10"23 м2 (Б^,, в,,» Б»,,

я ^ Зп^Б^, Брг» Ь =10 - 1026 м"3с''; Т|, т2 = 10"6 - 10"3 с. В некоторых случаях данный алгоритм видоизменялся: фиксировалась температура и опре-

глялось влияние одного из параметров (остальные также фиксировались) на ототок.

Анализ численного решения системы уравнений (3) - (8) показал, что в за-исимости от различных значений вышеуказанных параметров в некоторых пучаях наблюдаются области температурного гашения фототока, которые мо-ут быть как широкими, так и узкими, а иногда и отсутствовать (рис.4).

I, А/м2

КГ4

ю-3

10^2 3 4 5 6 1000/Т, К-1

}ис. 4. Температурная зависимость фототока для случая N^N1 при различных

[начениях концентрации уровней Ыь Б^Ю'20 м"2; 8П4=Ю"20 м"2; 8Р1=10'" м"2;

>р2=10-18 м'2; 8рз=10"20 м'2; N2 = Ю22; N3-5-1022 м~3; N4=1023 м-3; Ь=1016 м'3с';

11=2,05 эВ; Е2=0,75 эВ; Е3=0,34 эВ; Е4=0,05 эВ; т^Ю^с; т2=10"3с

Температурное гашение фототока для четырехуровневой модели вызвано габо открытием двух каналов рекомбинации (через уровни Е] и Е2), либо сменой канала рекомбинации. Окончание процесса гашения происходит в момент равенства концентраций дырок на уровнях Е] и Е2.

Температурная зависимость концентрации носителей зарядов на энергетических уровнях приведена на рис.5. С увеличением температуры происходит рост электронного заполнения рекомбинационных уровней Е, и Е2, а вероятность захвата электронов глубокими ловушками Ез уменьшается, причем в области ТГФ наблюдается некоторое замедление процесса термического освобождения электронов.

Увеличение глубины залегания уровней глубоких ловушек Ез (рис. 6) уменьшает фоточувствительность кристалла в области низких температур. Область ТГФ в этом случае смещается в сторону низких температур. По мере увеличения глубины залегания Е3 происходит уменьшение локального максимума на кривой фототока до полного исчезновения. Аналогичное действие вызывает

1 -Ы1=1-102,м-3

2 - ^=1-1020мг3

3 - Ы1=1.10!9ЫГ3

4 ■ ^^5-1018М"3

5 - и,=1.1018м-3

6 • К1=1-10ПМ"3

7 • Ы^ЫО"*3

Щ, Р, м

Рис.5. Температурная зависимость концентрации носителей заряда при следующих параметрах энергетических уровней: 8„з=10"20 м2; 8п4= 10"20 м2; 8Р1=10"19 м2; 8р2=Ю"18 м2; 8р3=10-20 м2; N,=10^ м"3; Ы2=1021 м"3; Nз=5•1022 м-3; Ы4=1023 м'3; Ь=1014 м"3с"]; Е,=2,05 эВ; Е2=0,75 эВ; Е3=0,34 эВ; Е4=0,05 эВ; п=10^с; т2=Ю"3с.

увеличение концентрации глубоких ловушек. Температурная активация фототока с ростом глубины залегания уровня смещается в сторону высоких температур.

Увеличение интенсивности засветки вызывает смещение области ТГФ в сторону высоких температур и смещение кривой фототока в сторону больших значений фототока. На люкс-амперных характеристиках для широких областей ТГФ наблюдается линейная зависимость фототока от интенсивности засветки.

Моделирование проведено так же для различных изменений других параметров центров захвата и центров рекомбинации.

Таким образом обнаружена тесная связь между изменением параметров центров захвата и фотоэлектрическими свойствами кристаллов, описываемых четырехуровневой моделью.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований влияния легирования на параметры центров захвата и фотоэлектрические свойства кристаллов типа силленита (В^БЮго, В^БеОго, В^ТЮго). Более подробно изучались эти процессы в кристаллах В^ТЮго, так как этот материал имеет почти в два раза меньшее полуволновое напряжение и более высокук фоточувствительность, что определяет большую эффективность использование титаната висмута в качестве фоторегистрирующих сред.

В специально нелегированных кристаллах типа силленита в обласп Ьу<2,5 эВ ход зависимости идентичен во всех трех материалах I

характеризуется значительным примесным поглощением. При Ьу > 2,5 эВ

'ис.б. Температурная зависимость фототока I при изменении положения энер-етического уровня Е3 и Ы2<К,: 8пз=10"20 м2; Б^Ю"20 м2; 8Р|=10'19 м2; 8р2=10'18 I2; 8р3=10'20 м2; N1=1022 м"3; N2=1021 м"3; Ы3=5-1022 м"3; Ы4=1023 м"3; Ь=1016 м'3с"'; •,=2,05 эВ; Е2=0,75 эВ; Е4=0,05 эВ; ТгЧО^с; т2=10"3с.

:оэффициент поглощения в титанате висмута начинает превышать его значение

I других кристаллах вплоть до области спектра, соответствующей краю собст-1енного поглощения. Наличие значительного примесного поглощения объяс-шется возникновением в материалах комплексной вакансии М (М - Се, 81, ТО и сислорода типа [УмУ0].

На рис. 7 приведены кривые ТСТ В112ТЮ20, легированного элементами

II и V группы и нелегированного, в интервале температур 80 - 300 К. Видно, гто на кривой термостимулированного тока для нелегированного материала [кривая 1) наблюдается 5 пиков. Для данных материалов определены основные тараметры: глубина залегания Е^ концентрации п,, площадь поперечного се-*ения о-, и характеристическая частота v центров захвата (ловушек),

Легирование титаната висмута ванадием оказывает существенное влияние как на фототок, так и на темновой ток (рис.8). Во-первых, резко увеличивается гемновой ток. Его температурная зависимость в координатах 1п1т= ^1/Т) имеет цва линейных участка, наклоны которых составляют 0,30 и 0,53 эВ, что под-гверждает результаты ТСТ. В то же время, фототок в области низких темпера-гур (Т<150 К) значительно меньше, чем в нелегированном образце и даже в ВЬгТЮгогАК Однако, с ростом температуры наблюдается такое резкое увеличение 1ф, что уже при Т>170 К его величина превышает значение 1ф для нелегированного образца.

Рис.7. Кривые термостимулированных токов титаната висмута (В^ТЮго)- 1 -нелегированный; легированные: 2 - А1; 3 - Р; 4 - А1,Р; 5 - У,Сс1

Двойное легирование В^гТЮго фосфором и алюминием не приводит к резкому изменению 1ф(Т) по сравнению с В1|2ТЮ20:Р. Однако, температура максимума Тт в В112ТЮ2о:(Р+А1) сдвигается в область меньших температур. При этом в области ТГФ, так же, как и в образцах, легированных А1, наблюдается два участка с разным наклоном. Уменьшение интенсивности света приводит к исчезновению низкотемпературного максимума, что связано с введением нового уровня рекомбинации.

Введение добавки ZnO в материалы при их росте существенно изменяло примесное поглощение по сравнению с нелегированными образцами. В кристаллах В^веОго и В^Юго для всех Ьу<2,5 эВ наблюдалось уменьшение примесного поглощения. С другой стороны, в области энергий фотонов 3,0>11У>2,5 эВ эти материалы характеризуются повышенным примесным поглощением.

Введение оксида цинка в титанат висмута (0,1 вес.%) приводило к исчезновению участка температурного гашения ^ при температурах до 300 К (рис.9), величина фототока была так же значительно больше, чем в нелегированном материале.

Следует обратить внимание на изменение зависимости Лф(Т) в кристаллах В112ТЮ20С различной добавкой 2п0 в диапазоне 0,1-0,7 вес.%. В образцах с добавкой 2п0 в 0,1 вес.% абсолютная величина 1ф превышает ее значение при Т=300 К во всех других образцах. Однако, с увеличением содержания ZnO

x, а

Юв

10 7

10 8

109 ю

1а1

V —- .~ ^ «.

; 4 7

\ ч ч 5

—^г N

V ч ч. —Л

у V V

\4.

V V

11 нАт, кГ1

>ис.8. Температурная зависимость темнового (1 - 4) и фототока (5 - 9) кри-ггаллов титаната висмута (В^ТЮ^): 5 - нелегированный; легированные: 1,6 -М; 2,7 - Р, 3,8 - А1,Р; 4,9 - У,С<1

тоявляется область температурного гашения фототока, а на участке термоак-гивации фототоки характеризуются меньшими величинами. Таким образом, зведение Ъ\ во все кристаллы типа силленита приводило к значительному повышению фототока при комнатной температуре по сравнению с нелегированными материалами. В соответствии с предложенной моделью процесса рекомбинации в этих кристаллах, основанной на присутствии в запрещенной зоне

Рис. 9. Зависимость 1Ф(Т) кристаллов В^ТЮго^пО: 1 - 0,1; 2 - 0,2; 3 - 0,3; 4 -0,75 вес.%; 5 - нелегирован

центров медленной и быстрой рекомбинации и уровней ловушек, предполг гается, что такой рост 1ф вызван увеличением времени жизни электронов н центрах медленной рекомбинации. Введение 2х\ приводит к увеличению кот центрации центров медленной рекомбинации и их электронного заполнения. ] титанате висмута резкий рост 1ф происходит при введении только малых дс бавок ТлО (до 0,1 вес.%). Следовательно, кристаллы типа силленита, легирс ванные Ъл, могут быть использованы в качестве высокочувствительных реп стрирующих сред.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Создана экспериментальная установка для магнетронно-ионного нан! сения функциональных покрытий на исследуемые образцы кристаллов тиг силленита. В состав установки входят следующие разработанные устройств магнетронный распылительный узел (МРУ) с радиально сканирующей зоне распыления; источник электропитания МРУ, позволяющий стабилизироваг любой из трех параметров: напряжение, ток, мощность; система стабилизащ давления в рабочем объеме; система стабилизации температуры подложки, го зволяющая поддерживать температуру ее в диапазоне 20 - 1000° С с точность ±0,2°С. Данная установка позволяет получать прозрачные проводящие покр! тия с прозрачностью не ниже 75 % и поверхностным сопротивлением 1000 1500 ОмЛП и диэлектрические защитные слои на основе окислов алюминия кремния.

2. Разработаны устройства для измерения электросопротивления и пр зрачности проводящих слоев.

3. Разработан алгоритм и пакет программ для решения плохо обусловле ной системы нелинейных уравнений, описывающей механизм электронных г реходов в кристаллах типа силленита, в которых концентрации носителей зар да на различных уровнях и при разных температурах различаются на десят порядков.

4. Методами численного моделирования на ЭВМ проведены исследован влияния параметров центров захвата в широкозонных кристаллах со структ рой силленита на температурную зависимость фототока и механизм электрс ных переходов. Показано, что для четырехуровневой модели электронных I реходов на температурной зависимости фототока могут существовать облас температурного гашения фототока. В зависимости от параметров центров : хвата эти области могут быть широкими, узкими или совсем отсутствовать.

5. Существование температурного гашения фототока объясняется возш новением двух каналов рекомбинации или переходом рекомбинационных п] цессов с одного канала на другой. Окончание температурного гашения про) ходит в момент равенства концентраций дырок на уровнях рекомбинации.

6. Проведены исследования термостимулированного тока в легированн и нелегированных кристаллах титаната висмута. Для этих кристаллов опре лены параметры уровней захвата.

7. Исследованы температурные зависимости фототока в нелегированных и

ггированных кристаллах Bii2Si02o, Bi12Ge02o, BiI2Ti02o с различными пара-

етрами центров захвата.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

I. Фатьянов В.М., Барбин С.И., Умрихин В.В. и др. Магнетронно-ионное распыление металлов и сплавов// Тез. и матер, докл. регион, научн.-техн. конф. «Материалы и упрочняющие технологии - 89».- Курск: 1989.-С.48-50.

I. Фатьянов В.М., Барбин С.И., Умрихин В.В., Репин В.Г. Способ изготовления плавких элементов. A.c. СССР N 1201911.

5. Фатьянов В.М., Олемской А.И., Умрихин В.В. и др. Описание газового разряда как кинетического перехода//Известия ВУЗов.Физика.- 1986,- N6.-С.3-8.

Умрихин В.В., Бурмистров В.Н. и др. Расчет распределения на плоской подложке толщины покрытия, наносимого магнетронным распылением цилиндрической мишени// В кн. Рост и структура нитевидных кристаллов.- Воронеж: ВПИ, 1984.- С.72 - 76.

5. Умрихин В.В., Фатьянов В.М. Расчет распределения толщины конденсата, создаваемого кольцевым источником атомов, на плоской поверхности с пазами// Тез. и матер, докл. респ. научн.-техн. конф."Материалы и упрочняющие технологии - 91", Курск: 1991.- С.106 - 107.

6. Захаров И.С., Умрихин В.В. и др. Планарный магнетронный распылительный узел с радиально-сканирующей зоной распыления// Тез. научн.-техн.конф. "Вакуумная наука и техника - 95".- Гурзуф, 1995.- С.75.

7. Репин В.Г., Шуклин В.Д., Фатьянов В.М., Барбин С.И., Умрихин В.В. Источник питания для магнетронной распылительной системы// Приборы и техника эксперимента. -1990. -N 3. -С. 230.

8. Умрихин В.В., Репин В.Г., Фатьянов В.М. и др. Система стабилизации давления рабочего газа в магнетронной распылительной системе// Тез. и матер, докл. регио. науч.-техн.конфер. "Материалы и упрочняющие технологии - 89".- Курск: 1989.- С.60 - 62.

9. Умрихин В.В., Репин В.Г. и др. Универсальный тиристорный регулятор температуры// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества,- Курск: КГПИ, 1985.- С.168 - 172.

10. Умрихин В.В., Репин В.Г., Барбин С.И., Фатьянов В.М. Установка для автоматического измерения электросопротивления в интервале температур 20-1000 °С//Заводская лаборатория.- 1984.- Т.50, N8.- С.53-55.

II. Захаров И.С., Спирин Е.А., Умрихин В.В. Сенсибилизация фоторефрак-тивных регистрирующих сред для обработки оптической информации/Известия Курск. гос. техн. универс.- 1997,-N 1.- С. 115- 125.

12. Захаров И.С., Спирин Е.А., Умрихин В.В. Моделирование температурной зависимости фототока в кристаллах типа силленита// Матер. III межд.

конф. «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации». -Курск: КГТУ, 1997.- С.54.

13. Захаров И.С., Барбин С.И., Умрихин В.В., Спирин Е.А. Применение маг-нетронно-ионного реактивного распыления для изготовления твердотельных модуляторов света на основе кристаллов типа силленита//Тезисы на-учн.-техн.конф."Вакуумная наука и техника-95".-Гурзуф, октябрь 1995 г. - С.75.

14. Захаров И.С., Барбин С.И., Умрихин В.В., Спирин Е.А. Особенности технологии изготовления твердотельных элементов обработки оптической информации на основе фоторефрактивных кристаллов методом магне-тронного распыления//Тезисы научн.-технич.конфер. "Вакуумная наука и техника-94".-Гурзуф, октябрь 1994 г.-С.174.

15. Захаров И.С., Барбин С.И., Умрихин В.В. Изготовление пространственно-временных модуляторов света на основе силленитов методом магне-тронного распыления// Тез. и матер, докл. Росс.научн.-техн.конфер. "Материалы и упрочняющие технологии-94",- Курск: КГТУ, 1994,-С.95-97.

16. Захаров И.С., Кистенева М.Г., Умрихин В.В. Термостимулированный ток и фототок в легированных кристаллах титаната висмута// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. - Курск: КГПИ, 1993. С.75-87.

17. Захаров И.С., Кистенева М.Г., Спирин Е.А., Умрихин В.В. Фотоэлектрические свойства кристаллов силленита, легированных цинком// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. - Курск: КГПИ, 1994. - С.90 - 99.

18. Захаров И.С., Спирин Е.А., Умрихин В.В. Некоторые оптические свойства кристаллов типа силленита// Матер.конф. «Реализация региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного района». Воронеж: ВГТУ, 1997.-С.131-134.

19. Захаров И.С., Спирин Е.А., Умрихин В.В. О температурной зависимости фототока в кристаллах типа силленита// Тезисы Второй Всерос.научн.-техн.конф. «Электроника и информатика-97». Зеленоград^МГИЭТ, 1997.-

Подписано к печати 2000 г. Формат 60x84 1/16. Печатных листов 0,75.

Тираж 100 экз. Заказ № У9 .

Курский государственный технический университет 305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Умрихин, Владимир Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ ТИПА СИЛЛЕНИТА.

1.1. Методы получения кристаллов типа силленита.

1.2. Кристаллическое строение кристаллов типа силленита.

1.3. Энергетический спектр локальных состояний в запрещенной зоне кристаллов со структурой силленита.

1.4. Природа локальных состояний в запрещенной зоне кристаллов со структурой силленита.

1.5. Особенности процессов фотогенерации подвижных носителей заряда в кристаллах типа силленита.

Выводы.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА.

2.1. Экспериментальная установка для вакуумной технологии.

2.1.1. Особенности метода магнетронного нанесения пленок.

2.1.2. Конструкция катодных узлов.

2.1.3. Источник электропитания магнетронной распылительной системы.

2.1.4. Устройство стабилизации давления в рабочем объеме

2.1.5. Устройство стабилизации температуры подложки.

2.2. Методики измерений электрических и оптических свойств пленок

2.3. Физико-химические методы подготовки пластин для вакуумной технологии

2.4. Методика получения проводящих слоев.

2.4.1. Материалы для проводящих слоев.

2.4.2. Режимы получения прозрачных проводящих электродов.

2.5. Методика получения диэлектрических слоев.

2.5.1. Диэлектрические материалы.

2.5.2. Режимы получения диэлектрических слоев.

2.6. Методики измерения фотоэлектрических свойств образцов.

2.6.1. Методика измерения термостимулированных токов.

2.6.2. Методика измерения спектральных характеристик поглощения и фотопроводимости.

2.6.3. Методика измерения температурной зависимости фототока. Выводы.

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОТОКА КРИСТАЛЛОВ ТИПА СИЛЛЕНИТА.

3.1. Четырехуровневая модель механизма электронных переходов типа уровень прилипания - уровень рекомбинации.

3.2. Анализ численных методов решения плохо обусловленных систем нелинейных уравнений.

3.3. Алгоритм решения кинетических уравнений для четырехуровневой модели электронных переходов.

3.3.1. Система кинетических уравнений для четырехуровневой модели

3.3.2. Алгоритм расчета температурной зависимости фототока

3.4. Результаты расчета и их анализ.

Выводы.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НА ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ТИПА СИЛЛЕНИТА.

4.1. Термостимулированный ток в легированных кристаллах титаната висмута.

4.2. Исследование температурных зависимостей темнового и фототока легированных кристаллов титаната висмута.

Введение диссертация по физике, на тему "Влияние параметров центров захвата на фотоэлектрические свойства кристаллов типа силленита"

К числу элементов систем преобразования, регистрации и обработки оптической информации, позволяющих выполнять операции в реальном масштабе времени, относятся пространственно-временные модуляторы света (ПВМС) [1-3], выполненные на основе электро-, акусто- и магнитооптических эффектов в различных материалах. Особое место среди этих устройств занимают ПВМС, выполненные на основе фоторефрактивных кристаллов типа силленита, обладающих фоточувствительностью и электрооптическим эффектом Поккель-са [4], например, практически важных монокристаллов В^БЮго, В^веОго, В112ТЮ20 [5].

На основе этих кристаллов разработаны твердотельные преобразователи изображения типа ПРОМ, ПРИЗ [5]. В основе работы таких преобразователей лежит фотовозбуждение электронов, которые захватываются на ловушки, образуя пространственный заряд. От локальной напряженности электрического поля, создаваемого этими зарядами в объеме кристалла, зависят его оптические характеристики.

Большое влияние на свойства кристаллов оказывают связи между атомами в элементарной ячейке и их изменения под действием различных технологических обработок следующего характера:

Эти воздействия приводят к возникновению разнообразных дефектов кристаллического строения, которые способствуют появлению в запрещенной зоне кристаллов широкого спектра энергетических уровней ловушек и центров рекомбинации с различной концентрацией [6, 7]. Все это приводит к сложным фи6 зическим процессам в нелегированных материалах и резкому их изменению в образцах, подвергнутых различным обработкам. Температурная зависимость фототока является интегральной характеристикой, отражающей влияние изменения параметров центров захвата и рекомбинационных процессов в кристаллах.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследование влияния легирования на параметры центров захвата, характер температурной зависимости фототока и рекомбинационные про7 цессы, установление связи между параметрами центров захвата, механизмом рекомбинации и величиной тока в кристаллах.

Методы исследования. Моделирование влияния параметров центров захвата на температурную зависимость фототока и электронные переходы базируется на численных методах решения систем нелинейных уравнений. В экспериментальных исследованиях использовались методики термостимулированных токов (ТСТ), температурной зависимости стационарного фототока, метод маг-нетронно-ионного изготовления функциональных слоев на кристаллах силле-нита, метод четырехзондового измерения электросопротивления тонких пленок, а также оригинальные методики для определения диэлектрических и оптических свойств конструктивных покрытий. Все исследования и расчеты проводились с использованием средств вычислительной техники.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

5. Введение Ъп, Р, V во все кристаллы типа силленита приводит к значительному повышению фототока при комнатной температуре по сравнению с 8 нелегированными материалами, что вызвано увеличением концентрации центров медленной рекомбинации и их электронного заполнения.

Научная новизна.

Практическая ценность работы определяется следующим:

- легирование Ъа кристаллов со структурой силленита позволяет получать фоторегистрирующие среды с высокой фоточувствительностью в области видимого спектра и рабочими температурами до 300 К.

Диссертационная работа выполнялась в рамках госбюджетных НИР по заказу Министерства образования РФ 4.6/93 «Разработка вакуумной технологии создания твердотельных элементов обработки оптической информации на основе фоторефрактивных кристаллов», 4.91.5 «Разработка и исследование твердотельных регистрирующих сред и элементов интегральной оптики на основе фоторефрактивных кристаллов» и региональной научно-технической программы «Вуз - Черноземье».

По материалам диссертации опубликовано 19 работ, получено 1 авторское свидетельство.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Она изложена на 159 листах, включает 49 рисунков, 4 таблиц. Список литературы включает 144 наименования.

Заключение диссертации по теме "Физика полупроводников"

Выводы

В результате проведенных исследований влияния легирования на фотоэлектрические свойства можно сделать выводы:

1. Легирование титаната висмута оказывает существенное влияние на его фотопроводимость.

2. Увеличение концентрации ловушек с Е{ « 0,4 - 0,5 эВ и одновременное уменьшение их концентрации с Е1 < 0,3 эВ в В^ТЮго^ приводит к резкому снижению фоточувствительности при низких температурах из-за перехода электронов с г-центров рекомбинации на ловушки.

3. Введение Р, а так же А1 и Р приводит к росту концентрации как мелких, так и глубоких уровней. При этом увеличение концентрации центров с Е1=0,34 эВ приводит к резкому росту фототока, особенно при низких температурах.

143

4. Увеличение электронного заполнения центров с Е^ > 0,7 эВ в В^ТЮге, легированном ванадием, фосфором, алюминием приводит к резкому росту тем-новоготока.

5. В специально нелегированных кристаллах со структурой силленита в области Ы? < 2,5 эВ зависимости а = Щп«)-идентичны в материалах В1120е02о, В1128Ю2о, В112ТЮ20. При Иу > 2,5 эВ коэффициент поглощения в В112ТЮ2о превышает его значение для других кристаллов.

6. При введении 2х\ в материалы образуются дефекты, энергетически расположенные в нижней части запрещенной зоны. Концентрация этих дефектов наибольшая при содержании ЪлО в шихте 0,05 - 0,1 вес.%.

7. Увеличение интенсивности засветки приводит к сдвигу Тр в сторону более высоких температур, что хорошо согласуется с результатами численного моделирования.

144

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований получены следующие основные результаты:

1. Создана экспериментальная установка для магнетронно-ионного нанесения функциональных покрытий на исследуемые образцы кристаллов типа силленита. В состав установки входят следующие разработанные устройства: магнетронный распылительный узел (МРУ) с радиально сканирующей зоной распыления; источник электропитания МРУ, позволяющий стабилизировать любой из трех параметров: напряжение, ток, мощность; система стабилизации давления в рабочем объеме; система стабилизации температуры подложки, позволяющая поддерживать температуру ее в диапазоне 20 - 1000° С с точностью ±0,2°С. Данная установка позволяет получать прозрачные проводящие покрытия с прозрачностью не ниже 75 % и поверхностным сопротивлением 1000 - 1500 Ом/О и диэлектрические защитные слои на основе окислов алюминия и кремния.

2. Разработаны устройства для измерения электросопротивления и прозрачности проводящих слоев.

3. Разработан алгоритм и пакет программ для решения плохо обусловленной системы нелинейных уравнений, описывающей механизм электронных переходов в кристаллах типа силленита, в которых концентрации носителей заряда на различных уровнях и при разных температурах различаются на десятки порядков.

4. Методами численного моделирования на ЭВМ проведены исследования влияния параметров центров захвата в широкозонных кристаллах со структурой силленита на температурную зависимость фототока и механизм электронных переходов. Показано, что для четырехуровневой модели электронных переходов на температурной зависимости фототока могут существовать области температурного гашения фототока. В зависимости от

145 параметров центров захвата эти области могут быть широкими, узкими или совсем отсутствовать.

5. Существование температурного гашения фототока объясняется возникновением двух каналов рекомбинации или переходом рекомбинационных процессов с одного канала на другой. Окончание температурного гашения происходит в момент равенства концентраций дырок на уровнях рекомбинации.

6. Проведены исследования термостимулированного тока в легированных и нелегированных кристаллах титаната висмута. Для этих кристаллов определены параметры уровней захвата.

7. Исследованы температурные зависимости фототока в нелегированных и легированных кристаллах ¡М^Юго, В1120е02о, В^ТЮго с различными параметрами центров захвата.

146

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Умрихин, Владимир Васильевич, Курск

1. Захаров И.С. Пространственно-временные модуляторы света. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1983. 264 с.

2. Васильев А.А., Касасент Д., Компанец И.Н., Парфенов А.В. Пространственные модуляторы света. М.: Радио и связь, 1987. 320 с.

3. Думаревский Ю.Д., Ковтонюк Н.Ф., Савин А.И. Преобразователи изображений в структурах полупроводник диэлектрик. М.: Наука, 1987. 176 с.

4. Современная кристаллография (в четырех томах). Том 4. Физические свойства кристаллов /Шувалов Л.А., Урусовская А.А., Желудев И.С. и др. М: Наука, 1981. 496 с.

5. Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко А.В. Фоторефрактивные кристаллы в когерентной оптике. СПб.: Наука. С.-Петербургское отд-ние, 1992. 320 с.

6. Hou S.L., Lauer R.B., Aldrich R.E. Transport process of photoinduced carriers in Bi12SiO20// J.Appl. Phys. 1973. V. 44. N 6. P. 2652 2658.

7. Гудаев O.A., Гусев B.A., Детиненко B.A., Елисеев А.П., Малиновский В.К. Уровни энергии в запрещенной зоне кристаллов Bii2GeO20, Bii2SiO20 // Автометрия. 1981. № 5. С.38-47.

8. Минералы. М.: Наука, 1965. 617 с.

9. Sillen L.G. X-Ray studies on bismuth Trioxide//Ark. Kemi, Miner Geol A. 1937. B.12.N18. S.l.

10. Levin E.M., Roth R.S. Polimorphism of bismuth sesquioxide//J. Res. Nat. Stand. A. 1964. V. 68. N 2. P.197 203.

11. Catttow G., Shroder H. Die kristallstruktur der Hochtemperaturmodifikation von Wismut (Ill)-exid (6=Bi203)// Z. anorg. and allg. Chem. 1962. B. 318. N 3. S.178 -186.

12. Schumb W.G., Rittner E.S. Polimorphism of Bismuth Trioxide//J. Amer. Chem. Soc. 1943. V. 65. N 5. P.1055 1068.

13. Ballman A.A. The growth and properties of piezoelectric bismuth germanium147oxide// J. Cryst. Growth. 1967. V.l. N 1. P.37 -40.

14. Сафонов А.И., Барышев C.A., Никифорова Т.Н., Антонов Т.Н., Федулов С.А. Выращивание и оптические свойства монокристаллов Bi^GeCW/ Кристаллография. 1969. Т. 14. N 1. С. 152 153.

15. Сафронов Г.М., Богач В.Н., Красилов Ю.И., Пахомов В.И., Федоров П.М., Бурков В.И., Скориков В.М. Некоторые физико-химические свойства силикатов и германатов висмута силленит-типа// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1970. Т. 6. N 2. С. 284 288.

16. Сафонов А.И., Барышев С.А., Никифорова Т.Н., Антонов Т.Н., Федулов С.А. Выращивание и оптические свойства монокристаллов Bii2Si02o// Кристаллография. 1968. Т. 13. N 5. С.914 915.

17. Сперанская Е.И., Скориков В.М., Сафронов Г.М., Миткина Т.Д. Система Bi203 Si02// Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1970. Т.6. N 8. С. 1374-1377.

18. Литвин Б.Н., Шалдин Ю.В., Питовранова Н.Е. Синтез и электрооптические свойства монокристаллов Si-силленита// Кристаллография. 1968. T.13.N6. С.1106- 1108.

19. Барсукова МЛ., Кузнецов В.А., Лобачев А.Н. Выращивание кристаллов Bij2TiO20 гидротермальным методом// Рост кристаллов из высокотемпературных водных растворов. М.: Наука, 1977. С. 190 197.

20. Whiffin Р.А.С., Bruton Т.М., Brice J.C. Stimulated rotational instabilities in melten bithmuth silicon oxide// J. Cryst. Growth. 1976. V.32. N 2. P. 205 210.

21. Соболев A.T., Копылов Ю.Л., Кравченко В.Б., Куча В.В. Зависимость оптической однородности монокристаллов германосилленита от условий роста// Кристаллография. 1978. Т.23. N 1. С.174 -179.

22. Сперанская Е.Н., Аршакуни А.А. Система окись висмута двуокись германия// Неорганическая химия. 1964. Т.9. N 2. С. 414 - 421.

23. Вишневский В.Н., Романюк Н.А., Стефанский И.В. О температурной зависимости дисперсии двупреломления кристаллов дигидрофосфатов ам148мония// Оптика и спектроскопия. 1965. Т. 18. N 5. С. 838 842.

24. Brice J.C., Bruton Т.М., Hill O.F., Whiffrn P.A.C. The Czochralski growth of Bi12SiO20 crystals// J. Cryst. Growth. 1976. V.32. N 2. P.205 210.

25. Hill O.F., Brice J.C. The composition of crystals of bismuth silicon oxide// J.Mater. Sci. 1974. V.9. N 8. P. 1252 1253.

26. Mori Т., Okamoto Т., Saito M. Suppression of the conductivity of Bii2Ge02o and application to electro-optic light valve// J. Electron. Mater. 1979. V.8. N 3. P. 261-267.

27. Нечипоренко A.B., Лукша O.B., Малеш M.B., Окачко И.И., Полянский В.Ф. Получение и некоторые электрофизические свойства пленок герма-ната висмута// Структура и физические свойства тонких пленок. Тез. докл. респ. конф. Ужгород, 1977. С.324 325.

28. Mitsyi Т., Wasa К., Nayakava S. Structures and optical properties of RF-sputtered Bi12SiO20 films// J. Electrochem. Soc.:Solid St. Technol. 1976. N 1. P. 94-96.

29. Детиненко B.A., Жбанов O.B., Клипко A.T., Покровский Л.Д. Получение пленок силиката висмута и их диффузионное взаимодействие с электродами// Автометрия. 1976. N 1. С. 53 54.

30. Багинский И.Л., Косцов Э.Г., Стерелюхина Л.Н. Исследованиеб центров прилипания в пленках силиката висмута// Автометрия. 1974. N4. С.55-57.

31. Камышлов В.Ф., Косцов Э.Г., Покровский Л.Д. Фотоэлектрические свойства пленок силиката висмута// Автометрия. 1980. N1. С. 113-115.

32. Abrahams S.C., Jamieson Р.В., Bernstein J.L. Crystal structure of piezoelectric Bismuth Germanium Oxide Bi12Ge02o// J. Chem. Phys. 1967. V.47. N10. P.4034-4041.

33. Harwig H.A. On the structure of Bismuth sesquioxide: the a-, p-, y- and <r-phase// Z. anorg. und allg. Chem. 1978. B. 444. N7. S. 151 -167.

34. Harwig H.A. and Weenk J.W. Phase relation in Bismuth sesquioxide// Z. anorg. und allg. Chem. 1978. B. 444. N7. S. 167 -174.149

35. Быковский Ю.А. и др. Фотоэлектрические свойства Bii2Ge02o // ФТП. 1978. Т.12. Вып 10.

36. Гудаев О.А., Детиненко В.А., Малиновский В.К. Энергетический спектр и природа глубоких уровней в кристаллах германата висмута// ФТТ. 1981. T.23.N1.C.195-201.

37. Анцыгин В.Д. и др. Фото- и термолюминесценция Bii2GeO20 // Автометрия. 1980. № 1.С. 102-106.

38. Гусев В.А., Елисеев A.M. Фотолюминесценция Bii2GeO20 // Автометрия. 1981. № 5. С.47-52.

39. Елисеев А.П., Надолинный В.А., Гусев В.А. Вакансионные центры в монокристаллах Bii2R02o (R=Si, Ti, Ge) // В кн.: Тез. докл. Междунар. конф. «Дефекты в диэлектрических кристаллах». Рига: Зинатне. 1981.

40. Urbach F. The long-wavelength edge of photographic sensitivity and of the electronic absorption of solids// Phys. Rev. 1953. V.95. N5. P. 1324 1331.

41. Антонов-Романовский B.B. Кинетика фотолюминесценции кристалло-фосфоров. М.: Наука, 1966.324 с.

42. Wardzynski W., Lukasiewicz Т., Zmija J. Reversible Photochromic Effects in Doped Single Cristals of Bismuth Germanium (Bii2GeO20) and Bismuth Silicon Oxide (Bi12SiO20) // Opt. Comm. 1979. V.30. N 2. P.203-205.

43. Березкин В.И., Красинькова M.B. Оптические свойства Bii2SiO20, легированного хромом// Письма в ЖТФ. 1983. Т.9. N 8. С. 467 471.

44. Oberschmid R. Absorption center of Bii2GeO20 and Bii2SiO20 crystals// Phys. Stat. Sol. (a). 1985. V.89.N 1. P.263 270.

45. Степанов С.И. Особенности фоторефрактивного эффекта в кристаллах с биполярной проводимостью// ЖТФ. 1982. Т.52. N 10. С.2114 2116.

46. Lauer R.B. Thermally stimulated current and luminescence in Bii2Si02o and Bii2GeO20// J. Appl. Phys. 1971. V.42. N 5. P. 2147 -2149.

47. Lauer R.B. Photoluminescence in Bii2SiO20 and Bi12Ge02o// Appl.Phys.Lett. 1970. V.17.N4. P.178 179.150

48. Структурные исследования монокристаллов Ge- и Ti- силленитов/ С.Ф.Радаев, ЛА.Мурадян, В.И.Симонов и др. // Высокочистые вещества. 1990. №2. С.158-164.

49. Сарин В.А., Ридер Е.Э., Канепит В.Н. и др. Нейтроноструктурное исследование монокристалла титаната висмута // Кристаллография. 1989. Т.38. В.7. С.628-631.

50. Киттель Ч. введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. 791 с.

51. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках.М. :Мир,1973. 456 с.

52. Лашкарев В.Е., Любченко А.В., Шейнкман М.К. Неравновесные процессы в фотопроводниках. Киев: Наукова думка, 1981. 264 с.

53. Бьюб Р. Фотопроводимость твердых тел. М.: Иностранная литература, 1962.558 с.

54. Пека Г.П., Бродовой В.А., Шепель Л.Г. О механизме температурного гашения люминесценсции и стимуляции фототока в компенсированном GaAs// ФТП. 1976. Т.10. В.10. С.1915 1919.

55. О механизме рекомбинации носителей заряда в CdTe (Ge)/ П. Гешл, Ю.В.Воробьев, В.Н.Захарченко, А.Г.Ильюшенко// Укр. физ. журнал. 1983. Т.23. № 2. С.297 299.

56. Демиденко М.В., Бочкарева С.К. Механизм температурного гашения фотопроводимости в CdS с избытком Cd, легированном Си, Ag и Аи// Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1989. Т.25. № 5. С.717 721.

57. Bube R.H. Infrared quenching and an unifred deciption of photoconductivity phenomene in cadmium sulfid and selenid// Phys. Rev. 1955. V.99. N4. P.1105 -1116.

58. Роуз А. Основы теории фотопроводимости. M.: Мир, 1966. 192 с.

59. Rose A. Recombination processes in insulators and semiconductors// Phys. Rev. 1955. V.97. N 2. P.322 328.

60. Панченко T.B., Кудзин А.Ю., Трусева H.A. Термостимулированные токи в монокристаллах Bii2SiO20// ФТТ. 1980. Т.22. В.6. С. 1851 -1854.151

61. Гусев O.A., Детиненко В.А., Соколов А.П. Фотохромный эффект и оптическая запись информации в силленитах германия, кремния и титана// Автометрия. 1983. №5. С.34 44.

62. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М.: Физматгиз, 1963.496 с.

63. Захаров И.С. Стационарные характеристики фототока легированных кристаллов типа силленита//ФТТ. 1985. Т.25. Вып.4. С.1062 1068.

64. Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. М.: Энергоатомиздат, 1989. 328 с.

65. Фатьянов В.М., Умрихин В.В., Барбин С.И. и др. Применение магне-тронно-ионного распыления для получения пленок теллурида висмута// Тез. докл. 4-научн.-техн. конф.'Ъакуумные покрытия 87". Рига: ЛатНИИТИ, 1987.4.2. С.3-5.

66. Фатьянов В.М., Умрихин В.В., Барбин С.И. Получение тонкослойных защитных покрытий на меди методом магнетронно-ионного распыления// Тез. докл. 4-научн.-техн.конф. "Вакуумные покрытия 87". Рига: ЛатНИИТИ, 1987.4.2. С.6-7.

67. Фатьянов В.М., Барбин С.И., Умрихин В.В. и др. Магнетронно-ионное распыление металлов и сплавов// Тез. и матер, докл. регион, научн.-техн. конф. «Материалы и упрочняющие технологии 89». Курск: КПИ, 1989. С.48-50.

68. Данилин Б.С. Магнетронное распыление универсальный метод получения тонкопленочных структур// Электронная техника. Сер.6. 1983. Вып.6(179). С.65-73.

69. Фатьянов В.М., Барбин С.И., Умрихин В.В., Репин В.Г. Способ изготовления плавких элементов. A.c. СССР N 1201911.

70. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.

71. Фатьянов В.М., Олемской А.И., Умрихин В.В., Барбин С.И., Репин В.Г. Описание газового разряда как кинетического перехода// Известия ву152зов. Физика. 1986. N6. С.3-8.

72. Albert P.A., Guarnieri C.R. Influence of biased magnetron deposition parameters on amorphous Gd-Co-Cu properties//!.Vac. Sei. Technol. 1977. V.14.N1.P. 138-140.

73. Технология тонких пленок/ Под ред. Л.Майссела, Р.Глэнга в 2-х т. М.: Советское радио, 1977.

74. Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982. 72 с.

75. Корчагин Б.Б., Орлов В.И. Нанесение металлов и их соединений методами магнетронного и диодного распыления// Обзоры по электронной технике.Сер.7. М.: ЦНИИ "Электроника", 1986. Вып. 15(1222). 42 с.

76. Умрихин В.В., Бурмистров В.Н. и др. Расчет распределения на плоской подложке толщины покрытия, наносимого магнетронным распылением цилиндрической мишени// В кн. Рост и структура нитевидных кристаллов. Воронеж: ВПИ, 1984. С.72 76.

77. Захаров И.С., Умрихин В.В., Барбин С.И., Репин В.Г. Планарный магне-тронный распылительный узел с радиально-сканирующей зоной распыления// Тез. научн.-техн.конф. "Вакуумная наука и техника 95". Гурзуф, 1995. С.75.

78. Репин В.Г., Шуклин В.Д., Фатьянов В.М., Барбин С.И., Умрихин В.В. Источник питания для магнетронной распылительной системы// Прибо153ры и техника эксперимента. 1990. N 3. С. 230.

79. Данилин Б.С., Сырчин В.К., Неволин В.К. Исследование разряда в маг-нетронных системах ионного распыления//Электронная техника. Сер.З. 1977. Вып. 3. С.37 44.

80. Барбин С.И., Ландышев A.B., Умрихин В.В. и др. Исследование процесса магнетронно-ионного распыления теллурида свинца// Тез. докл. Всес.совещ. "Пленочные термоэлектрические преобразователи и устройства на их основе". Москва, 1988. С.25.

81. Лабунов В.А., Данилевич Н.И., Уксусов A.C., Минайчев В.Е. Современные магнетронные распылительные устройства// Зарубежная электронная техника. 1982. Вып. 10. С.З 62.

82. Умрихин В.В., Репин В.Г. и др. Универсальный тиристорный регулятор температуры// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск: КГПИ, 1985. С.168 172.

83. Справочник по преобразовательной технике// Под ред. И.М. Чиженко. Киев: Техника, 1978.447 с.

84. Аюров Г.А., Умрихин В.В., Вервейко В.Н. и др. Об автоматизации измерителя теплоемкости ИТС-400 на базе микро-ЭВМ "Искра-1256"// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск: КГПИ, 1986. С.163-166.

85. Умрихин В.В., Репин В.Г., Барбин С.И., Фатьянов В.М. Установка для автоматического измерения электросопротивления в интервале температур 20-1000 °СП Заводская лаборатория. 1984. Т.50. N8.- С.53-55.

86. Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. М.: Высшая школа, 1975. 206 с.154

87. Гетц Й. Шлифовка и полировка стекла. Л.: Стройиздат, 1967. 280 с.

88. Чопра К., Дас С. Тонкопленочные солнечные элементы. М.: Мир, 1986. 435 с.

89. Vossen J.L. Transparent conducting elestrodes, in: Physics of Thin Films. New York: Academic Press, 1977.

90. Buchanan M. Preparation of conducting and transparent thin films of tin-doped indium oxide by magnetron sputtering// Appl. Phys. Lett. 1980. V.37. P.213.

91. Webb J.B., Williams D.F. Summary abstrakt: Abrupt transition from insulation to highly conducting layers of ZnO by reactive magnetron sputtering//J.Vac.Sci. andTechnol. 1982. V.20. N3. P.467.

92. Williams D.F., Buchanan M. Transparent and low-resistance films of ZnO prepared by RF magnetron sputtering// Appl.Phys.Lett. 1981. V.39. N8. P.640- 642.

93. Howson R.P. Properties of conducting transparent oxide films produced by ion plating onto room-temperature substrates// Appl.Phys.Lett. 1979. V.35. N2. P.161 -162.

94. Manifacter J.C. In203 (Sn) and Sn02 (Sb) Films. Application to solar energy converion. Part 2. Electrical and optical properties// Mat.Res.Bull. 1979. V.14. P.163 175.

95. Дудонис Ю., Иотаутис А., Растянис В. Создание электропроводящих прозрачных слоев ионно-плазменным методом// В кн.: Физическая электроника. Вильнюс: 1980. С.26 48.

96. Shiller S., Heisig U., Steinfelder К., Strumfel J. Reactive DC high-rate sputtering with magnetron/plasmatron for industrial application// Vakuum -technik. 1981. V.30. N1. P.3-14.

97. Shiller S., Beister G., W.Sieber W. Influence of deposition parameters on the optical and structural properties of titanium oxide films produced by reactive dc plasmatron sputtering// Thin Solid Films. 1981. V.86. P.l-7.155

98. Чопра К.JI. Электрические явления в тонких пленках. М.: Мир, 1972. 435 с.

99. Палатник Л.С., Фукс М.Я., Косевич В.М. Механизм образования и субструктура конденсированных пленок. М.: Наука, 1972. 320 с.

100. Иевлев В.М., Трусов Л.И., Холмянский В.А. Структурные превращения в тонких пленках. М.: Металлургия, 1982. 248 с.

101. Берри Р., Холл П, Гаррис М. Тонкопленочная технология. М.: Энергия, 1972. 336 с.

102. Olson R. A parilen es electronikal alkalmazasai.// Finommechanika mikrotechnika, 1983. V.22. N 7. P.200 - 202.

103. Oliver D.S., Vöhl P., Aldrich R.E., Behrndt M.E., Buchan W.R., Ellis R.C., Genthe J.E., Goff J.R., Hou S.L., Mc Daniel G.//Image storage and optical readout in ZnS device// Appl. Phys. Lett. 1970. V.17. N 10. P.416 418.

104. Tanguay A.R. Material requirement for optical processing and computing156devices// Opt.Eng.l985.V.24. N1. P.2 -18.

105. Физика тонких пленок. T.8. M.: Мир, 1978. 359 с.

106. Плазменная технология в производстве СБИС/Под ред. Н.Айнспрука, Д.Брауна. М.: Мир, 1987. 469 с.

107. Сейдман JI.A., Спектор А.А. Низкотемпературное нанесение пленок двуокиси кремния //Электронная промышленность. 1988. В.7. С.13-14.

108. Steenbeek К. The abrasion of hot Silicon target by reactive sputtering in Ar -02 // Thin Solid Films. 1985. V.123. N 2. P.239 244.

109. Фартушная B.M., Фомин А.А. Осаждение пленок оксидов металлов магнетронным реактивным распылением// Электронная промышленность. 1991. В. 2. С.24 -25.

110. Brodcorb W., Salm J., Steinbeiss E. On problems of reaction kinetics in a magnetron sputtering system // Phys. State Solid. A. 1980. V. 57. N 1. P. K49 K53.

111. Nowicki R.S. Properties of rf sputtered A1203 films deposited by planar magnetron // J.Vac.Sci.Technol. 1977. V. 14. N1. P.127 -133.

112. Вертопрахов B.H., Сальман Е.Г. Термостимулированные токи в неорганических веществах. Новосибирск: Наука, 1979. 336 с.

113. Аскаров П.А., Евстронов В.В., Малкин А.С., Шерняков Ю.М. Криотер-мостат для оптических исследований в диапазоне температур 77- 400 К// ПТЭ. 1981. N 5. С.214-215.

114. Захаров И.С., Кичуткин К.М., Скориков В.М., и др. Термостимулированные токи и термолюминесценция в легированных кристаллах типа силленита//Неорг. матер. 1985. Т.21. N 8. С.438-441.

115. Захаров И.С., Скориков В.М., Петухов П.А. и др. Термостимулированные токи легированных кристаллов Bii2TiO20// ФТТ. 1985. Т.27. N 2. С.597-599.

116. Захаров И.С., Акинфеев П.П., Петухов П.А., Скориков В.М. Определение некоторых электрофизических параметров кристаллов германата вис157мута// Известия вузов. Физика. 1978. N 3. С.121-124.

117. Urbach F. Stimulationvon Halfttermspektren mit Hilfe von Glow-kurven// Phys.Stat.Solidi. 1962. V.2. N.10. P.1279 1298.

118. Garlik G.F.J., Gibson A.F. The electron trap mechanism of luminescence in sulfide and silikate phospors// Proc. Phys. Soc. 1948. V.60A. Pt.6. N 342. P.574 590.

119. Haering R.R., Adams E.N. Theoiy and application of thermally stimulated currents of photoconductors// Phus. Rev. 1960. V. 117. N 2. P.451-454.

120. Pickard P.S., Davis M.V. Analysis of electron trapping in aluminia using thermally stimulated electrical currents// J.Appl. Phys. 1970. V.42. N 6. P.2636-2643.

121. Halperin A., Braner A.A. Evaluation of thermal activation energies from glow curves//Phys. Rev. 1960. V.117. N 2. P.408-416.

122. Abdel-Malik T.G., Abdeen A.M., Aly A.A. Thermally stimulated currents in metal free phtalocyanine single cristals// Phys. Stat. Solid. 1982. A. V.70. N 2. P.703-711.

123. Lauer R.B. Electron effective mass and conduction band effective density of statesinBi12Si02o//J. Appl. Phys. 1978. V.45. N 4. P. 1794-1797.

124. Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко A.B. Фоточувствительные электрооптические среды в голографии и оптической обработке информации. Л.: Наука. Ленинградское отделение, 1983. 270 с.

125. Захаров И.С. Оптико-электронные процессы в фоточувствительных электрооптических кристаллах типа силленита и многослойных структурах.: Дис. доктора физ.-мат.наук: Томск, 1985. 422 с.

126. Захаров И.С., Спирин Е.А., Умрихин В.В. Сенсибилизация фоторефрак-тивных регистрирующих сред для обработки оптической информации/Известия Курск, гос. техн. универс. 1997. N 1. С.115 125.

127. Захаров И.С., Спирин Е.А., Умрихин В.В. О температурной зависимости фототока в кристаллах типа силленита// Тез. Второй Всерос.научн.-техн.конф. «Электроника и информатика-97». Зеленоград: МГИЭТ, 1997. С.87.

128. Захаров И.С., Петухов П.А., Скориков В.М. Импульсная фотопроводимость в кристаллах германата висмута// Известия вузов. Физика. 1978. N5. С.132 134.

129. Гудаев O.A. О типе основных носителей в кристаллах германата висму-та//Автометрия. 1980. N 1. С.106 108.

130. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырный П.И. Вычислительные методы, том 1. М.: Наука, 1976. 304 с.

131. Форсайт Дж., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математический вычислений. М.: Мир. 1980. 279 с.

132. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство. М.: Мир, 1982. 238 с.

133. Трауб Дж. Итерационные методы решения уравнений. М.: Мир, 1985. 264 с.

134. Захаров И.С., Кистенева М.Г., Умрихин В.В. Термостимулированный ток и фототок в легированных кристаллах титаната висмута// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск: КГПИ,1993. С.75 87.

135. Захаров И.С., Кистенева М.Г., Спирин Е.А., Умрихин В.В. Фотоэлектрические свойства кристаллов силленита, легированных цинком// В кн.: Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск: КГПИ,1994. С.90 99.