Фотолюминесценция в поликристаллических слоях на основе твердых растворов селенида свинца-селенида кадмия

• Автор: Гамарц, Андрей Емельянович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ГЛАВА 1. Фотоприемные и излучающие структуры на основе

халькогенидов свинца (литературный обзор)

1.1. Ж - абсорбционные газоанализаторы

1.2. Физико - химические свойства халькогенидов свинца

1.2.1. Кристаллическая структура и химическая связь

1.2.2. Зонная структура

1.2.3. Термодинамические свойства

1.2.4. Особенности легирования

_ 1.3. Влияние кислорода на свойства слоев

1.3.1. Инверсия типа проводимости

1.3.2. Изменение фазового состава и перестройка структуры

1.4. Влияние галогенов на свойства слоев. Йодная методика
1.5. Образование твердых растворов РЬі.хС<1х8е

1.6. Основные модели, используемые при анализе поликристал-лических слоев селенида свинца
1.6.1. Модели фотопроводимости
1.6.2. Фотолюминесценция в халькогенидах свинца
1.6.3. Диффузия в поликристаллических тонких пленках
® 1.6.3.1. Кинетика диффузии по границам зерен
1.6.3.2. ГЗ-диффузия в тонких пленках
1.6.3.3. Расчет профиля диффузии
1.6.4. Термо-ЭДС

1.6.5. Определение концентрации носителей заряда по спектру отражения образцов в Ж - области
1.6.6. Варизонные полупроводники
1.6.6.1. Варизонная концепция

1.6.6.2. Диффузия и дрейф носителей заряда в варизонных
полупроводниках
1.6.7. Особенности перекристаллизации в гетерогенных
системах при эвтектическом плавлении
1.6.8. Рост кристаллов по механизму пар-жидкость-кристалл
1.7. Выводы
ГЛАВА 2. Физико-технологические особенности формирования
структуры поликристаллических слоев твердых растворов селенида свинца - селенида кадмия
2.1. Основные технологические этапы получения поликристаллических слоев на основе селенида свинца - селенида кадмия
2.1.1. Синтез шихты для формирования слоев
2.1.2. Подготовка подложек
2.1.3. Нанесение слоев
2.1.4. Активация слоев
2.2. Состав и структура неотожженных слоев РЬ].хСс1х8е
2.2.1. Методы исследования
2.2.2. Микроструктура слоев
2.2.3. Фазовый состав слоев и распределение компонентов
2.3. Рекристаллизация поликристаллических слоев
2.4. Моделирование процессов формирования структуры кристаллитов
2.4.1. Образование жидких фаз в процессе отжига
2.4.2. Исследование образования жидкой фазы методом внутреннего трения
2.4.2.1. Метод внутреннего трения
2.4.2.2. Определение температуры образования включений
жидкой фазы
2.5. Исследование фотолюминесценции активированных слоев
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. Модельные представления и экспериментальные разработки
глубокого легирования кислородом поликристаллических
слоев РЬ1.хС<1х8е
3.1. Исследование образования оксидных фаз
3.2. Исследование процесса окисления слоев
3.2.1. Методы определения концентрации носителей заряда
3.2.1.1. Метод измерения эффекта Холла
3.2.1.2. Количественный термозондовый метод
3.2.1.3. ИК-спектроскопия
3.2.2. Результаты эксперимента и развитие модельных представлений
3.2.3. Влияние оксидного покрытия на диффузию кислорода
3.3. Разработка физико-технологических приемов усиления фотолюминесценции
3.4. Расчет диффузии с участием жидкой фазы
3.4.1. Движение жидкой капли в градиенте температур
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. Фотолюминесцентные свойства поликристаллических слоев
твердых растворов селенида свинца - селенида кадмия
4.1. Спектральные исследования активированных структур
4.1.1. Методики исследования спектральных характеристик
4.1.1.1. Фотолюминесценция
4.1.1.2. Фотопроводимость
4.1.2. Экспериментальные результаты и развитие модельных представлений
4.2. Модель фотолюминесценции, учитывающая перераспределение носителей во встроенном поле
4.2.1. Спектр люминесценции тонкого варизонного полупроводника
4.2.2. Расчет спектров фотолюминесценции
4.2.3. Анализ состава слоев
4.3. Модель структуры с р-п-переходом
4.3.1. Спектральные характеристики структур
4.4. Фотолюминесцентные излучатели на основе структур Pbi.xCdxSei„ySy, легированных иодом
4.5. Выводы

Коэффициент нормального отражения в случае п2»к2 примет вид
1^и(ю) + 1,
Из этого выражения следует, что Я минимален при частоте
0т‘" '">„
При уменьшении частоты от сот;„ до Шр отражение резко увеличивается от 0 до 1. В области частот ш<юр показатель преломления - мнимая величина, поэтому коэффициент отражения не зависит от частоты и равен 1. Увеличение частоты в области юг>ю>к>тт соответствует росту коэффициента отражения, который при со—хое достигает величины
Таким образом, из спектра отражения в инфракрасной области можно по положению плазменного минимума определить оор, а, следовательно, и концентрацию носителей заряда.
1.6.6. Варизонные полупроводники
Переход от бинарного соединения РЬБе к твердым растворам РЬ1.хСбх8е обуславливает необходимость рассмотрения возможной неоднородности зерен по значениям ширины запрещенной зоны. В современной научно-технической литературе по свойствам поликристаллических слоев на основе халькогенидов свинца такие исследования отсутствуют.
В то же время, из общетеоретических позиций очевидно, что целенаправленное создание физико-технологических условий управляемого изменения составом зерна от центра к периферии позволит варьировать свойства получаемых образцов. Наибольший интерес представляет варизонная концепция.
1.6.6.1. Варизонная концепция
В теории твердых растворов используют приближения виртуального кристалла. Твердый раствор заменяют идеальным кристаллом, локальный потенциал которого -результат усреднения по большому количеству атомов.