Фотолюминесценция CdTe, выращенного при сильном отклонении от термодинамического равновесия

• Автор: Шепель, Анна Артемовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Основные свойства СсГГе и возможности его практического
применения
1.1.1. Физические свойства и зонная структура монокристаллического
СсГГе
1.1.2. Технологические особенности роста кристаллов СсГГе известными методами
1.1.3. Потенциал кристаллического СсГГе для практических применений
1.2. Основные механизмы излучательной рекомбинации в прямозонных
полупроводниковых кристаллах
1.2.1. Излучательные переходы в прямозонных полупроводниковых кристаллах
1.2.2. Экситоны
1.2.3. Фотолюминесценция свободных экситонов Ванье-Мотта
1.2.4. Уровни мелких примесных центров
1.2.5. Излучательные переходы с участием связанных экситонов (А°Х и Б°Х)
1.2.6. Двухдырочные и двухэлектронные излучательные переходы (ТЕТ и ТНТ)
1.2.7. Донорно - акцепторные излучательные переходы
1.2.8. Излучательные переходы зона - примесь (е-А, й-Б)
1.3. Дефекты кристаллической решетки СсГГе
1.3.1. Мелкие примесные центры в СсГГе
1.3.2. Излучение протяженных дефектов (У, 7, -линии)
1.3.3. Некоторые нестандартные точечные дефекты в СсГГе
1.3.4. Глубокие центры в Сс1Те
1.4. Самокомпенсация
1.4.1. Экспериментальные данные о легировании СсГГе
1.4.2. А-центры
1.4.3. Моделирование дефектов с помощью метода самосогласованного псевдопотенциала

2. Методика неравновесного роста и характеризация исследуемых кристаллов СДТе
2.1. Методика неравновесного роста СсГГе
2.2. Структурная характеризация и микроскопия
2.3. Электрофизические исследования кристаллов СсГГе
3. Исследование текстур СДТе люминесцентными методами
3.1. Схема установок для измерения спектров НФЛ
3.1.1. Установка для исследования тонкой структуры излучения вблизи края собственного поглощения
3.1.2. Установка для измерения спектров фотолюминесценции в широком спектральном диапазоне
3.1.3. Установка для измерения спектров краевой фотолюминесценции в условиях резонансного возбуждения
3.2. Фотолюминесценция крупнозернистых поликристаллов СсІТе,
выращенных при незначительном отклонении от термодинамического равновесия (СТ)
3.3. Фотолюминесценция поликристаллов СсІТе, выращенных при значительном отклонении от термодинамического равновесия
(ЭСТ 1,2,3)
3.3.1. Глубокие центры
3.3.2. Краевая фотолюминесценция
3.3.3. Акцепторные центры в текстурах п-типа
3.4. Резонансные люминесцентные исследования поликристаллов С(1Те,
выращенных при значительном отклонении от термодинамического равновесия
3.4.1. Доноры
3.4.2. Акцепторы
3.4.3. Особенности дефектообразования в различных режимах быстрого
роста
Заключение
Список литературы

Список сокращений
ИК-область - инфракрасная область
РЭМ - растровая электронная микроскопия
НФЛ - низкотемпературная фотолюминесценция
ФЭП - фотоэлектрический преобразователь энергии
МЛЭ - молекулярно-лучевая эпитаксия
ЭПК - экситонно-примесной комплекс
БАР - донорно-акцепторная пара
е-А (й-О) - излучательные переходы “зона - примесь”
ТЕТ (ТНТ) - двухэлектронный (двухдырочный) переход Та - тетраэдрическая симметрия
Б°Х (А°Х) - излучательные переходы, обусловленные экситонно-примесными комплексами на нейтральном доноре (акцепторе)
РЕ - свободный экситон
ЬО - продольный оптический фонон
ТА - поперечный акустический фонон
Сзу - дитригональная пирамидальная симметрия

излучением, относящимся, предположительно, к акцепторным состояниям с энергией активации 49.5 и 135 мэВ, соответственно.
Структура расщепления 1.5902 эВ в магнитном поле хорошо описывалась в рамках представлений о зеемановском расщеплении линий излучения ЭПК типичных для простых акцепторов замещения. Возникающий в этом случае набор переходов образуется из-за расщепления в магнитном поле начального состояния ЭПК с полным моментом 1=1/2 и конечного состояния - дырки, локализованной на акцепторе, характеризующейся полным моментом 1=3/2. Зеемановское расщепление В-линии имело качественно иной характер, и его детального анализа не проводилось.
На основе полученных данных линии 1.5902 эВ и 1.5898 эВ были предварительно связаны с комплексами с участием вакансии на подрешетке кадмия и двумя или одним донором (Ус<1-2П, Уса-О), соответственно. Их поляризация объяснялась тем, что при послойном эпитаксиальном росте на подложке [100] Уса притягивает донор, находящийся в ближайшем теллуровом узле и, таким образом, комплексы оказываются ориентированными вдоль одного из направлений [110]. Отметим, что о существовании акцепторных центров с энергией активации меньшей, чем у водородоподобных акцепторов, сообщалась и в других работах (в основном касающихся легированного СсГГе). В подавляющем большинстве случаев эти центры приписывались аксиальным акцепторам, но их систематизированного исследования не проводилось. Их отождествление с изоэлектронным дефектом Уса-2П является, по-видимому, спорным.
1.3.4. Глубокие центры в СбТе
В литературе часто встречается термин “глубокие центры”, под которым подразумевают дефекты, электронные уровни которых расположены вблизи середины запрещенной зоны (такая особенность сильно усложняет их регистрацию). Так как в данной работе будет уделено внимание излучательным переходам глубоких центров в диапазоне энергий 0.85-1.1 эВ, кратко перечислим некоторые их особенности.
Глубокие центры являются эффективными ловушками для носителей заряда и играют ключевую роль в их компенсации, что приводит к высокому удельному сопротивлению кристаллов СсГГе [33-35]. Природа возникновения таких центров до сих пор точно не определена, несмотря на многочисленные работы, в которых в основном, их приписывают вакансиями Те [36-39].
Результаты проведенных в работе [34] измерений спектров НФЛ монокристаллов СсП'е и ZnxCdl.xTe (х=0.03 и х=0.09) при возбуждении излучением с разной длиной волны, а также измерений поглощения методом фототермической