Динамика решетки, оптические и электрофизические свойства четверных полупроводниковых твердых растворов CdxHg1-x-yZnyTe

• Автор: Флоренцев, Антон Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Список сокращений и обозначений

Глава 1. Физико-химические свойства, проблемы выращивания и особенности строения кристаллической решетки полупроводниковых твердых растворов СбхН£1.х.у2пуТе (обзор литературы)

1.1 Физико-химические свойства бинарных соединений Н§Те, СсГГе и ZnTe

1.2 Диаграмма состояний. Фазовая диаграмма и приготовление материалов Сс1хН§1.хТе, Сй.^пхТе и 1^.х2пхТе
1.3 Методы выращивания твердых растворов СсУ^.^ПуТе: газофазная эпитаксия, молекулярно-пучковая эпитаксия, жидкофазная эпитаксия. Преимущества и недостатки методов

1.4 Зонная структура соединений Сс1хН§|.хТе, Сб^щТе и ^^щТе

1.5 Теоретическое и экспериментальное исследование эффектов упорядочения и микронеоднородностей в полупроводниковых твердых растворах

1.6 Решеточные колебания кристаллов с различными типами атомного упорядочения

1.7 Влияние эффектов кластерирования на свойства многокомпонентных полупроводниковых твердых растворов
Глава 2. Объекты исследований. Экспериментальные методы исследования физико-химических свойств эпитаксиальных структур С4Щ1.х.у2пуТе/Сс11.у2пуТе. Математическая обработка результатов измерений
2.1 Описание установки и технологических режимов выращивания эпитаксиальных слоев С(1хН^1.х.у2пуТе
2.2 Методы исследования электрофизических свойств и структурного совершенства эпитаксиальных структур СсУЗ^.^ПуТе
2.2.1 Устройство низкотемпературной камеры и блок-схема экспериментальной установки
2.2.2 Измерение удельного сопротивления образцов при низких температурах

2.3 Спектроскопические методы исследования оптических свойств твердых растворов С«1хН§1.х.у2пуТе
2.3.1 Применение комплексного подхода, включающего в себя соотношения Крамерса-Кронига и дисперсионный анализ для исследования решеточных колебаний в материалах, проявляющих много-осцилляторные эффекты
2.3.2 Генетический алгоритм в применении к задачам исследования оптических свойств полупроводниковых твердых растворов СбхН£1.х.у2пуТе
2.4 Материал подложки и требования к нему. Проблема согласования периодов решеток. Технология подготовки поверхности подложек Сб].у2пуТе (0 <у < 0.06) для дальнейшего наращивания
ЭС СбхН§1.х.у2пуТе
Глава 3. Исследование динамики решетки твердых растворов Сбх^1.х„у2пуТе
3.1 Расчет решеточных колебаний твердых растворов СбхН£].х_у2пуТе
на основе модифицированного варианта модели однородных ячеечных смещений
3.1.1 Основные оптические фононы
3.1.2 Низкочастотные локальные моды решеточных колебаний
3.2 Корреляционные эффекты в полупроводниковых материалах А В
3.2.1 Упорядочение и микронеоднородности состава.
Фрелиховское взаимодействие. Расчет
3.2.2 Решеточные колебательные моды в тройных полупроводниковых твердых растворах СсУН^].хТе и С<ф.х2пхТе в случае статистически равномерного распределения компонентов в катионной подрешетке
3.2.3 Взаимосвязь между микронеоднородностями состава и дополнительными модами в оптических спектрах твердых растворов СсЦН£1.х-у2пуТе
3.2.4 Оптические исследования решеточных колебаний в кристаллах Сй.х2пхТе (0<х<0.2) в квазилокальном приближении
3.3 Экспериментальные результаты. Структурное совершенство и локальная динамика решетки твердого раствораСбхН§1.х.у2пуТе. Эффекты
упорядочения в эпитаксиальных слояхС<ЗхН£1.х.у2пуТе /Сс1:.у2пуТе
Глава 4. Исследование оптических свойств
эпитаксиальных структур СйхН§ 1 .х.угпуТе/С 4 ,у2пуТе
4.1 Поглощение света в ЭС Сс1хН£1_х_у2пуТе в инфракрасном диапазоне длин волн. Особенности процесса межподзонного поглощения
квантов света
4.1.1 Экспериментальные результаты для СбхН§1.х.у2пуТе
4.2 Исследование характера изменения решеточных колебаний в зависимости от пространственного распределения цинка по глубине эпитаксиальных слоев С4^1.хТе/С4.у2пуТе и С4Н£Ьх.угпуТе/с(1!„у2пуТе
4.3 Ширина запрещенной зоны и оптические свойства твердых растворов С«1хН§1.х.у2пуТе в ультрафиолетовой и видимой области спектра
4.3.1 Область межзонных переходов
4.3.2 Оптические свойства Сс1х^1.х.у2пуТе в видимом и УФ- диапазонах длин волн
4.4 Поглощение инфракрасного излучения свободными носителями
заряда в полупроводниках Сб>44?л.х.у2пуТе
4.5 Однородность состава по площади и глубине слоя СсУ4?1.х.у2пуТе
Глава 5. Электрофизические свойства эпитаксиальных слоев СёхН§1.хТе
и Сбх^ьх.^ПуТе, выращенных на подложках Сб^щТе
5.1 Формирование гетеропереходов при жидкофазной эпитаксии многокомпонентных твердых растворов замещения СсУ4*1_х_у2пуТе
на подложках СсЕпТе
5.2 Режимы отжига и повторного отжига ЭС р- Сбх^1.х.у2пуТе
5.3 Исследования электрофизических свойств ЭС СбхН§1.х.у2пуТе методом эффекта Холла в диапазоне температур от (4.2-300) К
5.4 Параметры фотоприемных устройств, созданных на основе
ЭС С4Щ1.х.у2луТе/Сс12пТе
Выводы
Список литературы

тоделителя за счет фокусировки луча на его поверхности значительно уменьшены до 10 мм, что позволяет его изготавливать с большой точностью.
Рисунок 10 — Оптическая схема Фурье-спектрометра IFS-113v. R1 - глобар, R2 - ртутная лампа, ОФ - оптический фильтр, СД - система автоматической смены светоделителей, ПЗ - подвижное зеркало, ЭЛ - эталонный лазер, КИ -контрольный интерферометр, Ф1 - фокус образца, Ф2 - фокус эталона, Д1 -детектор, работающий в среднем инфракрасном диапазоне длин волн, Д2 -детектор дальнего инфракрасного диапазона.
Особенность интерферометра заключается в том, что оба зеркала, создающие оптическую разность хода, сделаны подвижными. За счет этого она оказывается в четыре раза большей, чем в обычных интерферометрах, что обеспечивает высокое разрешение при сравнительно небольшом перемещении зеркала. Максимально возможное разрешение прибора IFS-113v составляет 0.03 см"'. Скорость сканирования варьируется в широких пределах; время сканирования для спектра с разрешением 8 см'1 составляет всего 200 мсек. Отношение сигнал/шум увеличивается за счет когерентного накопления амплитуд большого числа интерферограмм (до 2048). По окончании сбора данных цифровая интерферограмма подвергается быстрому Фурье-преобразованию, давая Ж- спектр в реальном пространстве (алгоритм Кули-Тьюки). При обычных измерениях образец помещается между интерферометром и приемником. При этом регистрируются интерферограммы образца и эталона, кото-