Квантово-химическое исследование строения и стабильности структурных дефектов в халькогенидных стеклообразных полупроводниках и моделирование связанных с ними свойств

• Автор: Григорьев, Федор Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с.

Оглавление.
Введение.

Глава 1.Литературный обзор.

1.1.Модельные представления о дефектах в халькогенидных стеклообразных полупроводниках ХСП .

1.1.1.Заряженные центры.

1.1.2.Модель гипервалентных конфигураций ГВК .

1.1.3.Модель мягких атомных конфигураций МАК .

1.2.Квантовохимическое моделирование структуры и дефектов в ХСП.

Глава 2.Методика моделирования.

2.1.Краткое описание неэмпирического и гтолуэмлирического методов расчета.

2.2.Выбор и оптимизация модельных кластеров.

Глава 3.Моделирование геометрической структуры и
стабильности дефектов.
3.1.дБ,Бе.
3.2.дАз5 и СеЭг.
3.3.Общие выводы о возможности существования различных дефектов в исследуемых ХСП.
Глава 4.Плотность состояний в запрещенной зоне, связанная с дефектами.
4.1.Мелкие уровни, связанные с топологическими дефектами НСС.
4.2.Мелкие уровни, связанные с существованием больших дипольных моментов в ХСП.
4.3.Глубокие уровни, связанные с локальными дефектами неправильными связями, УАРс1, ГВК.
Глава 5.Свойства халькогенидных стеклообразных
полупроводников, обусловленные моделируемыми дефектами.
5.1.Нелегируемость ХСП и отсутствие темнового сигнала элехтронного парамагнитного резонанса.
5.2.Вклад в спектр инфракрасного поглощения и эмиссионный рентгеновский спектр.
5.3.ГВК как центры с отрицательной корреляционной энергией.
Основные результаты работы.
Список литературы


Почту, сразу же после 8 МоттДэвисСтрит 9 предложили использовать в качестзе 1 центров заряженные диамагнитные дефекты О и Б, не конкретизируя их геометрический и электронной структуры, которые экзотермичкьг по отношению к паре нейтральных и парамагнитных центров 2П, и объяснили на их основе многие свойства, а том числе закрепление уровня Ферми и др. Сз. ССГ, а возбужденное состояние ТОР пара Сэ0С или 2Сз, состоящая из нейтральных и парамагнитных центров. Эти дефекты статистичесхи распределены в структурной сетке стекла и вследствие этого удалены друг от друга на расстояние И рис 1а. УАР отличаются от уа тем, что атомы С2СГ сближены на расстояние, где еще не действуют силы химического связывания, но уже действуют силы кулоновского притяжения, существенно понижающие энергию дефекта. Рисунок 1а, б. Разделенные а и сближенные б заряженные дефекты в селене. Авторы 2,9 не прибегали к расчетам, а использовали простые и весьма качественные соображения, по существу, постулировали 1ГК0, полагая, что реакции 2В0Я0 и СзСс МСэСГ экзотеркичны. В настоящее время модель заряженных центров наиболее широко используется для объяснения экспериментальных свойств ХСП. В , рассмотрено влияние примесей в предположении, что, во первых, уровень Ферми закреплен центрами Р и О, находящимися в равной концентрации, и вовторых, игЕ. АвЭе марганцем. В показано, что если собственные дефекты обладают отрицательной корреляционной энергией, то уровень Ферми сдвигается из середины запрещенной зоны только при весьма значительной концентрации до от числа и центров примесных атомов. В подтвержден результат об уменьшении энергии активации и было показано, что распределение и центров по энергии приводит к постепенному изменению энергии активации. Подробная теория статистики носителей в полупроводниках с и центрами типа заряженных дефектов дана в ,р. В ,р. Авез АвгЭз, а также в некоторых других стеклах Солее сложного состава. В ,3 приводится расчет зависимостей фотопроводимости от интенсивности возбуждения с учетом существования заряженных дефектов с отрицательной корреляционной энергией. Эффект фотолросветления в аАэз объясняется захватом электрона и дырки, образующихся при облучении светом, на заряженные центры б и б подробную схему энергетических уровней см. Фотоиндуцированные изменения оптических свойств, по мнению ,р. Бе до 6 связывалось с переходом С Сэ. Релаксационные явления, затухание фотопроводимости, эффект поля рассматривались путем построения адиабатических потенциалов для различных зарядовых состояний оборванных связей . В предполагается, что наклон экспоненциальной части края собственного поглощения в системе Се Аз 5 контролируется заряженными центрами. Влияние примеси Ад на кинетику затухания фотолюминесценции в АзсЭе рассматривается с точки зрения взаимодействия заряженных дефектов с ионом Ас . Облучении НОТОЖЖКНОЙ пленки В Аз2Бз, связывают с генерацией заряженных центров, которые образуют конфигурации, устойчивые к отжигу . Кинетика накопления и отжига фотоструктурных превращений в АэБеюсх описывается в предположении, что генерация дефектов происходит вблизи центра б . Электронная модель кизкоомкого состояния предполагает существование шнура тока с относительно высохой концентрацией носителей, которые поставляются центрами С, С3 и СГ . Кинетика фото Э. Д. С. АэгБэ при различных условиях анализируется на основе зонной схемы с учетом существования в запрещенной зоне заряженных состояний типа Аз, Азг, БГ Б4 . Рост концентрации УАР при совместном напылении Бе и АвгБез по сравнению с чистым АзгБе по мнению , приводит к увеличению фототока при уменьшении температуры, поскольку 1УАР в отличие от УАР, не фиксируют уровень Ферми. Процесс оптической записи в АэгБез и Аз2Бз трактуется с использованием конфигурационной диаграммы для основного состояния отвечающего нейтральным атомам в нормальной координации и возбужденного, представляющего собой заряженные центры . Влияние центров С4, СГ на эффект переключения в аморфном и жидком селене рассматривается в . Из интерпретации данных по времени жизни дырок в аморфном селене следует, что центры Сз, СГ должны располагаться относительно близко друг от друга, то есть образовывать диполь. Модель гипервалентных конфигураций ГВК. Модель заряженных центров, несмотря на свое широкое распространение, сталкивается с рядом трудностей.