Исследование длинновременной релаксации интенсивности ФЛ (эффекта "усталости" ФЛ) в халькогенидных стеклообразных полупроводниках

• Автор: Чернышев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 152 c. : ил

Глава I. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ХАДЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ (Литературный обзор)

1.1. Получение и структура халькогенидных стеклообразных полупроводников

1.2. Фотолюминесценция в ХСП и свидетельства в пользу дефектов

1.2.1. Основные характеристики ФЛ в ХСП

1.2.2. Фото-электронный парамагнитный резонанс и оптически индуцированное поглощение в ХСП

1.3. Дефекты в халькогенидных стеклообразных полупроводниках

1.4. Электронные состояния дефектов и модели ФЛ в ХСП

1.5. Другие модели фотолюминесценции в ХСП

Постановка задачи

Глава II.' МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И ЭПР В

ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ

2.1. Получение халькогенидных стеклообразных полупроводников
2.1.а. Монолитные стеклообразные полупроводники
2.1.6. Аморфные пленки системы
2.2. Экспериментальная установка и методика исследования ФЛ в ХСП
2.3. Обработка результатов измерения ФЛ
2.3.а. Разделение спектров ФЛ на составляющие полосы
2.3.6. Определение сечения захвата F-f для процесса усталости
2.4. Методика исследования фотоиндуцированного ЭПР в

Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА "УСТАЛОСТИ" ФЛ В ХСП
СИСТЕМЫ
3.1. "Усталость фотолюминесценции и неупорядоченность структур iSzSe3
3.2. Зависимость усталости ФЛ от состава в системе
ХСП 7

3.3. Влияние режима синтеза на ФЛ стеклообразного

3.4. Взаимосвязь фотоиндуцированных явлений в ХСП
системы

3.4.а. Фотоиндуцированный ЭПР
3.4.6. Фотоструктурные превращения в ХСП системы

Глава 17. ФОТОЛКМИНШЗЦЕЩШ И ФОТО-ЭПР В ХСП СИСТЕМЫ

4.1. Фотолюминесценция ХСП системы бе<-*$х
4.2. "Усталость" ФЛ в ХСП системы
4.3. Фотоиндуцированный ЭПР в ХСП системы Ое4_х5х
Глава V. ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ НА ЭФФЕКТ УСТАЛОСТИ ФЛ
5.1. Влияние кислорода на ФЛ стеклообразного селена
5.2. Влияние кислорода на ФЛ стеклообразного
5.3. Влияние примесей на ФЛ стеклообразного
ЗАШНЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Открытие в Физико-техническом институте им.А.Ф.Иоффе Б.Т.Коломийцем и H.A.Горюновой [I] нового класса полупроводников, которые получили название халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП) инициировало новое направление исследования -физику некристаллических полупроводников, и как сейчас видно, новые перспективы технических разработок. Елагодаря прозрачности в области от 0,5 мкм до 20 мкм ХСП применяются для создания интерференционных просветляющих и защитных покрытий, элементов оптики в ближней Ж области, обладают перспективными для интегральной оптики свойствами. Будучи некристаллическими, халькогенидные стекла обнаруживали наличие ряда свойств, характерных для кристаллических полупроводников, таких как фотопроводишсть, термо.-э.д.с., наличие щели прозрачности. В дальнейшем было показано наличие определенной аналогии между свойствами полупроводников в стеклообразном и кристаллическом состояниях. Это явилось надежным и всесторонним подтверждением идеи А.Ф.Иоффе и А.Р.Регеля [2] , что
электронные свойства материалов определяются не дальним, а ближним порядком.
Вместе с тем, обнаружились и совершенно специфические особенности, характерные только для неупорядоченного состояния: это малая подвижность носителей заряда, отсутствие примесной проводимости, эффект переключения, фотоструктурные превращения и др.
Для объяснения этих свойств необходимо изучение энергетического спектра носителей заряда, в частности, изучение локализованных состояний в запрещенной зоне, и изучение электронных процессов в ХСП
Фотолюминесценция (ФЛ), как метод исследования таких состояний в ХСП, широко используется после открытия в 1968 г. само-

ществлять два цикла перемешивания в минуту.
Режим синтеза селенидов мышьяка был следующий: подъем температуры со средней скоростью 150 град/час до температуры 700°С, выдержка при максимальной температуре в течение 10 часов, охлаждение расплава. Такой режим синтеза обеспечивал достаточную гомогенизацию синтезируемого стекла. Существенную роль в получении стекол играет скорость охлаждения расплава. Нами использовалось охлаждение в режиме выключенной печи ( У/« 100 град/час) и охлаждение закалкой на воздухе (1/^1-3 град/сек).
Синтез стеклообразных сульфидов германия осуществляется по аналогичной методике, однако максимальная температура при которой выдерживался расплав составляла 960 - 1000°С. Подъем температуры осуществлялся в несколько этапов: медленный нагрев до 400°С, выдержка в течение 3 часов, затем медленное увеличение температуры {5 грда/час) с последующей выдержкой расплава при максимальной температуре синтеза в течение 40-50 часов. Медленный подъем температуры обусловлен тем, что в это время быстро растет плотность паров серы и при этом возникает опасность взрыва ампулы с веществом. Охлаждение расплава проводилось со скоростью 100-200 град/с (быстрое охлаждение в водный раствор поваренной соли температурой 5°С).
Примеси От с(, 1.а. , Се в концентрациях Ю-2 - Ю"1 ат. % вводились в G<^2.^h в процессе синтеза, максимальная температура которого была 1000°С.
Результаты рентгеноструктурного и микроскопического анализов свидетельствуют о том, что синтезированные стекла были гомогенные и однофазные, т.е. не содержали кристаллических включений. Стеклообразное состояние полученных образцов характеризовали такие первичные признаки, как внешний вид, наличие раковистого излома, характерные для стекол, отсутствие кристаллических включе-