Применение модели антипересекающихся зон в случае высокого легирования кислородом CdS

• Автор: Канахин, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Зонная структура и экситонный спектр Сс

1.2. Представления теории антипересекающихся зон и особенности сульфида кадмия, легированного кислородом

1.3. Спектры самоактивированного свечения СбЗ(О)

1.4. Зависимость ширины запрещённой зоны и некоторых оптических свойств СйБ от размеров нанокристаллов

1.5. Оксид кадмия и ионное легирование СйБ кислородом

Выводы по главе

ГЛАВА II. МЕТОДИКА И ТЕОРИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Методики эксперимента

2.2. Глубина информационного слоя при исследованиях катодолюминесценции
2.3. Оценка интенсивности возбуждения при проведении исследований МКЛвРЭМ
2.4. Сравнительная характеристика способов возбуждения люминесценции
2.5. Различные величины выражения темпа генерации
Выводы по главе
ГЛАВА III. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КИСЛОРОДА И СОБСТВЕННЫХ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ В сав
3.2. Равновесие собственных точечных дефектов в кристаллах сульфида кадмия
3.3. Взаимодействие кислорода с дефектами центральной части диаграммы равновесия

3.4. Кислород в стехиометрических кристаллах и в CdS с избытком серы
3.5. Возможность образования фазы CdO в CdS
3.6. Особенности вхождения кислорода в CdS(O) с большим избытком кадмия
Выводы по главе
ГЛАВА IV. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННОЛЕГИРОВАННЫХ КИСЛОРОДОМ СЛОЕВ CdS(O)
4.1. Условия проведения ионной имплантации кислорода в CdS и определение глубины легирования
4.2. Предпосылки для выбора подложек и режима регистрации микрокатодолюминесценции
4.3. Исследование спектров МКЛ ионнолегированных слоев CdS(O) в РЭМ
4.4. Влияние отжига на оптические свойства слоев CdS(O)
Выводы по разделам 4.1-4.
4.5. Использование методик с малой глубиной информационного слоя 122 Выводы по разделу 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
ВАС - band anticrossing model-теория антипересекающихся зон;
HMAs - highly mismatched alloys;
SA - самоактивированное свечение, рекомбинация на глубоких А-центрах; SAL - самоактивированное свечение на мелких уровнях СТД (ЕЕ - edge emission);
BGB - band gap bowing effect -резкое уменьшение Eg при введении ИЭП Eg - ширина запрещенной зоны;
Os - атом кислорода в узле решетки замещает атом серы;
Рдис - давление диссоциации;
ВЭ - вторичная эмиссия;
ДВ — длинноволновый; КВ — коротковолновый;
Д-А - донорно-акцепторные пары;
ИЭП - изоэлектронная примесь;
ИК - инфракрасный;
KJI — катодолюминесценция;
КДП - край дополнительного поглощения;
МКЛ - микрокатодолюминесценция, измеренная в РЭМ;
KJI(Ml) - методика съемки КЛ с малой глубиной информационного слоя; РЭМ - растровый электронный микроскоп;
СТД - собственные точечные дефекты;
ТР - твердый раствор;
ФЛ - фотолюминесценция;
ХГХ - химический анализ на кислород с использованием газовой хроматографии.

1.4. Зависимость ширины запрещённой зоны и некоторых оптических свойств СйБ от размеров нанокристаллов
При исследовании оптических свойств соединений А2В6, сильно легированных кислородом, в работах [75, 104] наблюдались коротковолновые (КВ) сдвиги экситонных полос в отражении, что определяет увеличение ширины запрещенной зоны. Это противоречит выводам теории антипересекающихея зон и, может быть связано с возникновением на поверхности нанокристаллитов. Рассмотрим имеющиеся в литературе данные о зависимости ширины запрещенной зоны СбБ с размером кристаллов. В настоящее время на протяжении последних двух десятилетий требования наноэлектроники стимулировали разработку разнообразных методов выращивания полупроводниковых нанокристаллов, в частности монодисперсных частиц, методов их контроля, исследования свойств, как и возможностей применения. На более количественных началах, различные теоретические подходы были использованы для объяснения различий в электронной структуре нанокристаллов в зависимости от их размера.
Первое объяснение для размерной зависимости электронных свойств в нанокристаллов дано на основе приближения эффективных масс [104, 105]. Квантово-размерный эффект связан с квантованием энергии носителей заряда, движение которых ограничено в одном, двух или трёх направлениях. При ограничении бесконечного кристалла потенциальными барьерами или при создании границ возникают дискретные уровни квантования. В принципе, дискретный спектр возникает в любом ограниченном потенциальными стенками объёме, но практически наблюдается только при достаточно малом размере тела.
Одним из первых подобная оценка была сделана Брюсом в работе [105] для кристаллитов диаметром ~ 50 А. Автором был предложен расчёт с помощью приближения эффективной массы в модели с бесконечно высоким потенциальным барьером. Размер нанокристалла принимался намного меньшим радиуса экситона Бора. В таком случае зависимость ширины запрещённой зоны в системе ограниченного размера от геометрии кристаллита принимает вид: