Люминесценция и фотоэлектрические свойства полупроводниковых монокристаллов La2S3 и La2O2S, легированных редкоземельными ионами

• Автор: Логозинская, Елена Станиславовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 c. : ил

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
§1.1. Полуторный сульфид лантана Г-ЦА
1.1.1. Структура энергетических зон f- Laß3
1.1.2. Фотоэлектрические свойства кристаллов Г-kА •
1.1.3. Спектрально-люминесцентные свойства
jf-i-оД -Nd
§1.2. Оксисульфид лантана LaA$
1.2.1.Спектрально-люминесцентные свойства Ш
в LaAS го
1.2.2. Оксисульфиды Р.З. элементов, легированные
£* и Тб
Глава II. МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ
§2.1. Исследование фотопроводимости высокоомных образцов. . 28 §2.2. Исследование термостимулированной проводимости ... .30 §2.3. Методика исследования оптических и люминесцентных
свойств кристаллов
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ МОНОКРИСТАЛЛОВ т- Laß,. АКТИВИРОВАННЫХ
Nd и Се
§3.1. Фотопроводимость и термостимулированная проводимость нелегированного 'f' Laß-},
§3.2. Оптическое гашение собственной фотопроводимости нелегированного fLaß,
§3.3. Излучательная рекомбинация в монокристаллах

§3.4. Монокристаллы Tf-LQA , легированные Nd

3.4.1. Монокристаллы Т La^3:M
3.4.2. Люминесценция и фотопроводимость монокристаллов
f-: Се
3.4.3. Перенос энергии возбуждения от Сс к Net
в кристалле $-1~алS3 ;£е :/V# ,
ВЫВОДЫ
Глава IV. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА
МОНОКРИСТАЛЛОВ La AS , ЛЕГИРОВАННЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ИОНАМИ ( Nd , £и , Тб )
§4.1. Фотопроводимость кристаллов LOzOzS и

§4.2. Термостимулированная проводимость монокристаллов

£4.3. Фотолюминесценция специально нелегированных монокристаллов адз
£4.4. Фотолюминесценция монокристаллов LQzD^S ,
легированных £и и тб
<£4.5. Спектрально-люминесцентные свойства МЖ в оксисульфиде лантана
£4.6. Фотопроводимость и термостимулированная проводимость монокристаллов La&S.NcL .:
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВВДЕНИЕ
В последнее время все больший интерес проявляется к исследованию полупроводниковых материалов, в состав которых входит редкоземельный (Р.З.) ион, к таким например, как и ^гОгХ
(Здесь /_п - Р.З. ион, - ион халькогена). Важная особенность этих соединений заключается в том, что Р.З. активатор входит в регулярные узлы решетки в высокой концентрации вплоть до полного замещения ее катиона. При наличии полупроводниковых свойств это открывает принципиальную возможность эффективной накачки Р.З. ионов в таких матрицах не через узкие и слабые полосы их собственного поглощения, а путем оптического возбуждения в полосе фундаментального поглощения матрицы или ударного возбуждения примесных ионов свободными носителями, ускоренными электрическим полем. Кроме того, достаточно высокая фоточувствительность сульфидов Р.З. элементов ( ) в сочетании со значительной шириной запрещенной
зоны (2.0 -г 3.0 эВ) позволяет надеяться на использование этих материалов в оптоэлектронных устройствах, работающих во всем видимом диапазоне длин волн. Фоточувствительность оксисульфидов Р.З. элементов ( /.Пг0г$ ) простираются в ультрафиолетовую область спектра (т.к. ширина запрещенной зоны Ёд £ 4.0 эв).
Однако вопрос о применении сульфидов и оксисульфидов Р.З. элементов в оптоэлектронике и лазерной технике сталкивается с малоизученно стью их полупроводниковых свойств. В литературе отсутствуют сведения о комплексном исследовании фотоэлектрических и люминесцентных свойств нелегированных кристаллов. При исследовании кристаллов и Ы^З , активированных Р.З. ионами,
основное внимание уделялось спектрально-люминесцентным характеристикам активаторов в данных.матрицах. Не исследовано влияние

максимумом в области 220-г230°К, причем изменение длины волны возбуждения в широкой спектральной области не приводит к заметному сдвигу этой полосы. Наиболее эффективно полоса П возбуждается светом с .Я доз б. =420+470 нм. Исследование кривых ТСП для разных образцов показало, что максимум полосы I располагается в
температурном интервале 100+200 К. Кроме того, положение I полосы зависит от времени выдержки кристаллов в темноте после предварительного возбуждения: происходит постепенный сдвиг полосы в область высоких температур с ростом времени выдержки.
В работе [11] аналогичные результаты получены при исследовании ТСП кристалла 2л Ъ7Д 3^, . Сдвиг максимума кривой ТСП с ростом Тдозб авторы связывают с существованием квазинепрерывно-го распределения ловушек у дна зоны проводимости, которые возникают из-за дефектной структуры кристалла. Большое количество вакансий в тройных соединениях делает их структуру промежуточной между аморфныши кристаллическими полупроводниками.
В настоящее время установлено, что в большинстве аморфных полупроводников электронные состояния вблизи краев зон локализованы [18], причем может иметь место непрерывная плотность состояний М(Е) , т.е. в некотором интервале энергий все состояния локализованы. Однако, существует некоторая энергия Ес , отделяющая локализованные и нелокализованные состояния /797•
Как указывалось ранее (глава I, §1) кристаллическая решетка
Т- характеризуется большим количеством структурных хао2Т Я
тически распределенных вакансий (~ 10 см ), что приводит к квазиаморфной структуре решетки /17/.
В работе [30/ на примере Се. 5* с изменяющимся X
3 “X *1
(О < X 4 ^) были исследованы зависимости подвижности р от Т*