Исследование воияния антеркалирования и состояния поверхности на оптические свойства кристаллов селенида галлия

• Автор: Иванийчук, Мария Тимофеевна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 176 c. : ил

ГЛАВА I. ФИЗИЧЕСКИЕ свойства Gai>e

1.1. Особенности кристаллической структуры

1.2. Строение энергетических зон

1.3. Оптические свойства

1.4. Выводы

Глава II. ГЛЕТОДИКА ИНТЕРКАЛЙРОВАНЙЯ КРИСТАЛЛОВ fiüäe И ЕГО

КОНТРОЛЬ

2.1. Введение

2.2. Методика интеркалирования

2.3. Методика контроля

а/ Исследование спектрок ИК-пропускания .... 55 б/ Исследование поверхностей скола с помощью
оптического микроскопа
в/ Исследование спектров ЭПР
г/ Измерение анизотропии фотопроводимости
д/ Обсуждение результатов
2.4. Выводы
Глава III. ВЛИЯНИЕ ИНТЕРКАЛИРОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ЗОН СЕЛЕНИДА ГАЛЛИЯ
3.1. Введение
3.2. Методика измерения спектров электроотражения и приготовление образцов
3.3. Спектры электроотражения исходных кристаллов
3.4. Спектры электроотражения интеркалированных кристаллов
3.5. Обсуждение результатов
3.6. Выводы
Глава IV. ОСОБЕННОСТИ СПЕКТРОВ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЭКСИТОННОГО

отражения интеркапированного и легированного GaSe
4.1. Методика исследования низкотемпературной фотолюминесценции и отражения
4.2. Спектры ФЛ и экситонного отражения исходных образцов
4.3. Влияние интеркалирования на спектры ФЛ и экситонного отражения кристаллов
а/ Экспериментальные результаты
б/ Обсуждение
4.4. Влияние легирования примесями редкоземельных элементов на формирование спектров излучательной рекомбинации селенида галлия
а/ Спектры ФЛ
б/ Спектры ЭПР
в/ Обсуждение результатов
4.5. Выводы
Глава V. ВОЗДЕЙСТВИЕ И0НН0-АРГ0НН0Й ОБРАБОТКИ И ПОВЕРХНОСТНЫХ
КОНТАКТИРУЮЩИХ ПОКРЫТИЙ НА ЭКСИТОНБЫЕ СПЕКТРЫ СЕЛЕНИДА ГАЛЛИЯ
5.1. Введение
5.2. Влияние контактирующих покрытий на экситонные спектры
5.3. Влияние ионно-плазменной аргонной обработки
на экситонные спектры отражения
5.4. Расчет влияния поверхности на экситонные спектры
5.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИМЕЧАНИЯ

Развитие современной полупроводниковой электроники стимулирует разработку и исследование новых материалов, среди которых особое место занимают слоистые кристаллы. Отличительной чертой соединений этого класса является сильная анизотропия химических связей, которая обуславливает анизотопшо ряда физических свойств, специфичность дефекгообразования и поведения примесей. Благода-оя этим и многим другим особенностям слоистые полупроводники
перспективны для практического применения. Так, например, на ос-

нова полупроводников А^В , типичным представителем которых является селенид галлия, разработаны нелинейные оптические преобразователи, квантовые генераторы, созданы переключающие устройства, работающие в широком диапазоне температур, фотоэлектрические приборы и другие элементы полупроводниковой техники и оптоэлектроники.
Вследствие слабого ван-дер-ваальсовского взаимодействия между слоями слоистые кристаллы являются также удобными модельными объектами для изучения особенностей физических явлений в квази-двумерных системах. Повышенный интерес к таким исследованиям обусловлен тем, что обнаружение систем с квазидвумерным электронным спектром открывает перспективы для решения ряда важнейших фундаментальных и прикладных проблем физики твердого тела, среди которых отметим, например, реализацию экситонного механизма сверхпроводимости, предложенного Гинзбургом и Литтлом /"1,2],
В предположении слабой связи между слоевыми пакетами в слоистых кристаллах получен ряд интересных теоретических результатов относительно протекания физических процессов в системах с предельно анизотропным электронным спектром (например, предсказание существования в слоистых кристаллах двумерных экоитонов /"3,47» давыдовского расщепления экситонного спектра [57 и т.д.).

до объема кристалла, Л{Х) * ]2>СЬ) - некоторые линейные функции продолжительности интерналирования, 1 - величина тока интерка-лирования, Л - коэффициент пропорциональности;* Таким образом, регулируя величину тока и продолжительность процесса, можно получить необходимую степень интеркалирования^
На рис. 12 представлена зависимость распределения ионов ин-теркалянта вдоль образца по направлению электрического поля от величины заряда ^ — ^ » прошедшего через образец, полученная по результатам радиоизотопного анализа. При небольших значениях (р распределение ионов интеркалянга в образце равномерное. Большие (р приводят к неупругой деформации кристалла и неравномерному распределению ионов вдоль образца.'
Временная зависимость удельного сопротивления параллельно оптической оси образца (кс&е. , интеркалированного барием
из 0,5 молярного водного раствора ВаС1? , приведена на рис.13.
Авторы предполагают, что участок спада удельного сопротивления р., при t 3* 2,5.105 с. обусловлен образованием ковалент-} 11 • 2+ ных мостиков между слоями вследствие внедрения ионов Ьа . Когда
степень интеркалирования достигает величины, соответствующей разрушению ковалентных мостиков, сопротивление образца рК увеличивается и становится большим, чем в исходных образцах. Последний результат может свидетельствовать как об ослаблении связей между слоями, так и об увеличении вследствие интеркалирования концентрации структурных дефектов - дислокаций, располагающихся в базисной плоскости слоя, дефектов стыковки слоев, имеющих малую энергию образования, которые приводят к увеличению удельного сопротивления в направлении, параллельном оптической оси С кристалла. Полученные в работе /~П6_7 результаты рентгеноструктурных исследований показали, что симметрия и параметр й кристаллической решетки не изменяется, а параметр С несколько увеличивает-