Динамика процессов разрядки ловушечных центров в кремнии, легированном фосфором и золотом, и высокофоточувствительных фоторефрактивных соединениях со структурой силленита

• Автор: Чмырев, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 235 с. : ил.

1. Кинетические дифференциальные уравнения термостимулированных токов и индуцированной примесной фотопроводимости ловушечных центров
1.1. Численное решение дифференциальных уравнений кинетики термостимулированных токов
1.2. Численное решение дифференциальных уравнений кинетики индуцированной примесной фотопроводимости

2. Приближения медленного и быстрого перезахватов

2.1. Медленный перезахват для произвольного закона нагрева

2.2. Быстрый перезахват для произвольного закона нагрева

3. Линейный нагрев

3.1. Линейный закон нагрева для медленного перезахвата

3.2. Линейный закон нагрева для быстрого перезахвата

3.3. Ожидаемые следствия теоретического анализа кинетических уравнений ТСТ для линейного нагрева

4. Линейный закон нагрева до температурного плато с выдержкой до полной разрядки

4.1. Медленный перезахват для линейного нагрева с температурным плато
4.2. Быстрый перезахват для линейного нагрева с температурным плато
5. Экспоненциальный закон нагрева
5.1. Медленный перезахват для экспоненциального нагрева
5.2. Быстрый перезахват для экспоненциального нагрева
6. Релаксация избыточной проводимости на температурном плато за счет теплового и светового темпа генерации
6.1. Контроль зарядового состояния ловушек в процессе релаксации термостимулированной проводимости на температурном плато и оценка концентрации примесных ловушек
6.2. Релаксационные кривые концентрации свободных носителей на температурном плато при наличии светового импульса
7. Фотоэлектрические и термостимулированные явления в Si
7.1. Методика эксперимента
7.2. Результаты и их обсуждение
7.3. Релаксация ТСТ на плато. Опытные данные и их обработка
8. Фотопроводящие и оптические свойства легированных монокристаллов со структурой силленита Bi12MeO20 (Me-Ge, Si, Ti)
8.1. Получение монокристаллы со структурой силленита. Приготовление образцов и экспериментальные методики
8.2. Фотоэлектрические свойства Bii2Ge02o
8.3. Фоточувствительные свойства титаната висмута, легированного цинком
8.4. Фоточувствительные свойства титаната висмута,
легированного ванадием
8.5. Влияние легирования медью на фоточувствительные и оптические свойства титаната висмута
8.6. Оптические и фотоэлектрические свойства Вц2ТЮ2о:Р
8.7. Оптические, фотоэлектрические и электрооптические свойства Bi(2Si02o, легированного Cd и Мо
8.8. Эмиссионные и фотоэмиссионные свойства монокристаллов Bi|2SiO20 легированных Cd и Мо
8.9. Пространственные неоднородности в распределениях примесей и электрического поля в Bi12GeO20
8.10. Влияние поверхности на фотопроводящие свойства силленитов
8.10.1. Влияние химической полировки на фотопроводимость Bii2Si02o
8.10.2. Индуцированная примесная фотопроводимость
8.10.3. Пьезозарядовый и оптозарядовый эффекты
9. Заключение и выводы
10. Список литературы

Актуальность темы. Получение совершенных кристаллов с высокими фоточувствительными свойствами является основой современной оптоэлектроники. Ничтожные концентрации примесей порядка Ю10 см'3 и менее могут существенно изменить термоэлектрические и фоточувствительные свойства полупроводника. Легирование определенной примесью и неконтролируемая примесь создают в запрещенной зоне полупроводника энергетический спектр глубоких ловушек, каждая из которых имеет своё поперечное сечение захвата фотона и электрона, зарядовое состояние, энергию активации, эффективную массу зарядоносителя. Всё это отражается на форме кривых фотопроводимости (ФП) и термостимулированной проводимости (ТСП), положении и величине характерных пиков. Однако извлечь информацию о параметрах ловушек из этих кривых не просто. Об этом свидетельствует огромное число работ по теории и эксперименту этих явлений, характеризуемых приближенным анализом
дифференциальных уравнений кинетики, их описывающих. Развитие
вычислительной техники привело к появлению работ, в которых дифференциальные уравнения решаются численно, что является огромным шагом вперед, поскольку нет необходимости делать какие-либо приближения. Однако пока не появились работы, в которых были бы проведены систематические исследования влияния параметров на функциональные зависимости ФП и ТСП. Нет полноценного анализа всех физических следствий, представляемых исследователю с помощью численного моделирования, помогающего лучше понять физику ловушечного центра, необходимого для целенаправленного поиска новых фоточувствительных материалов для практических целей. С этой точки зрения перспективны, во-первых, широко распространенный кремний,
легирование которого фосфором и золотом с последующей термообработкой позволяет получать материал с высокой фоточувствительностью. Во-вторых, можно отметить перспективность материалов со структурой силленита (В112МО20 М = 81, ве, Тй), прежде всего, как высоко фоточувствительных сред, фоточувствительность которых целенаправленным легированием легко изменить и в сторону увеличения, и уменьшения. Так, к примеру, с ростом концентрации фосфора в монокристаллах титаната висмута фотопроводимость в области

Т, К
Рис. 3.18. Выделение индивидуальных пиков из общей кривой.