Отзыв оппонента (Морфология и электрофизические свойства фоточувствительных слоев на основе PbS)

ОТЗЫВофициального оппонента доктора технических наук, профессора Аверина ИгоряАлександровича на диссертацию Мохамеда Хемдан Сайед Хамеда на тему «Морфология и электрофизические свойства фоточувствительных слоев на основеPbS», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наукпо специальностям 01.04.10 – Физика полупроводников и 05.27.01 – Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектахУстановление взаимосвязей между технологическими методами изготовления,структурой, составом и морфологией полупроводниковых слоев, с одной стороны, и параметрами приборов на их основе, с другой стороны, является фундаментальной задачей,частичное решение которой обеспечивает получение приборов с заданным, высокимуровнем их характеристик.

В диссертационной работе данная задача решается для слоевсульфида свинца. Причем, в качестве приборов на их основе рассматриваются не толькотрадиционные фоторезисторы для различных анализаторов и систем обнаружения, но иновые возможные применения в качестве фотоэлектрических преобразователей инфракрасной части солнечного излучения, сенсоров на пары этилового спирта и другие. В связи с этим, тема рассматриваемой диссертации, безусловно, является актуальной.В первой главе диссертации на основе анализа литературных данных формулируется цель работы, состоящая в том, чтобы на базе изучения морфологии и химическогосостава фоточувствительных слоев (ФЧС) с использованием сульфида свинца объяснитьосновные закономерности изменения параметров этих слоев в зависимости от технологических методов и режимов их изготовления, а также оценить возможность использованияэтих слоев в тандемных солнечных элементах и в других приборах.

Для достижения этойцели необходимо провести исследования морфологии и химического состава ФЧС, определить взаимосвязи электрических и фотоэлектрических параметров слоев с их морфологией и на этой основе сформулировать требования к процессу формирования ФЧС дляразличных применений.Вторая глава посвящена описанию методики экспериментальных исследований.Следует отметить, что автором использовались как традиционные, так и самые современные методы исследований.

Так, для исследований морфологии, структуры фоточувствительных слоев и еѐ изменений по толщине слоя использовались сканирующие зондовые(атомно-силовые), растровые электронные микроскопы, просвечивающие электронныемикроскопы высокого (атомарного) разрешения. Химический состав и его изменения пообъему слоя исследовались методами энергетического дисперсионного рентгеновскогомикроанализа, методами рентгенофотоэлектронной и Оже-спектроскопии. Измеренияэлектрофизических характеристик осуществлялись на автоматизированной установке, позволяющей исследовать вольт-амперные и люкс-амперные характеристики, осуществлятьзарядовую релаксационную и емкостную спектроскопию глубоких уровней.

Для измере-1ния фотоэлектрических параметров и спектральной плотности мощности шума ФЧС использовались установки на базе стандартных приборов.В третьей главе описаны технологии изготовления исследуемых фоточувствительных слоев. В работе исследовались слои изготовленные по двум технологиям: химического осаждения и физического напыления с последующим очувствлением (термообработкой).Основной главой диссертации является четвертая глава, в которой изложены результаты исследований фотоэлектрических слоев на основе сульфида свинца. Следует отметить, что исследования проводились на достаточно больших выборках образцов. Это,совместно с использованием современного сертифицированного оборудования, обеспечивает достоверность полученных в работе результатов.

В процессе исследований полученряд результатов, обладающих как научной новизной, так и практической ценностью.Основные результаты:1. Проведены экспериментальные исследования поверхности ФЧС на основе PbS, полученных основными методами, используемыми в промышленности при формировании приборов различного назначения.2. Впервые экспериментально подтверждено образование второй фазы на основе соединений свинца и углерода у ФЧС на основе сульфида свинца, изготовленных методом химического осаждения.3. Впервые обнаружена чувствительность слоев PbS к парам этанола, выражающаясяв зависимости величины максимума на спектрах зарядовой релаксационной спектроскопии центров захвата (Q-DLTS) от концентрации паров, что обуславливаетвозможность их использования в качестве сенсоров на этанол.4. Показано, что снижение коэффициента отражения до 20% (вместо 37%, вытекающих из фундаментальных свойств материала) обусловлено наличием шероховатости поверхности размером до 1,5 мкм.5.

Показана целесообразность формирования нижнего ФЧС для тандемных солнечных элементов на основе PbS методом химического осаждения.6. Выработаны рекомендации по технологическим требованиям к созданию ФЧС наоснове PbS для фоторезисторов различного назначения.Вместе с тем, необходимо отметить ряд недостатков работы:1. наличие кислородосодержащей примеси (КСП) подтверждается лишь косвенно (позависимостям сопротивления от температуры нагрева, изменению спектральнойплотности мощности шума);2. нет данных о влиянии КСП на частотные (временные) зависимости релаксации фотопроводимости (времени жизни носителей);3. все результаты исследований, проведенные диссертантом, сгруппированы в одной(четвертой) главе.

В результате, объем этой главы примерно равен суммарному объему трех предыдущих глав. Это затрудняет изучение материала. На мой взгляд, эту2главу следовало бы, как минимум, разделить на две: либо по методу изготовленияслоев, либо по группам исследуемых свойств;4. несмотря на то, что для диссертанта русский язык не является родным, работа изло­жена на хорошем русском языке. Однако в тексте имеются опечатки и ошибки, на­пример, на страницах 33, 46, 70, 84, 105 (орфографические опечатки), на рисунке4.11,6, в и г явная опечатка по оси длин волн, ошибочно указан номер образца№80_1 на одном из рисунков 4.3, б или 4.4).В целом, в рассматриваемой диссертации содержится решение задачи, имеющейсуш;ественное значение для развития и совершенствования фотоэлектрических приборов иизделий.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулирован­ных в диссертации, основывается на проведенном комплексном анализе полученных ре­зультатов и непротиворечивости данным литературных источников. Автореферат полно­стью отражает содержание работы. Основные результаты диссертации достаточно полноотражены в научных публикациях, включая издания с высоким импакт-фактором (Ма1епа15 8с1епсе т 8ет1сопёис1:ог Ргосе881п§, импакт-фактор 2013 года 1,76).Диссертация соответствует требованиям «Положения о присуждении ученых сте­пеней», а Мохамед Хемдан Сайед Хамед заслуживает присуждения ему ученой степеникандидата технических наук по специальностям 01.04.10 и 05.27.01.Заведующий кафедрой нанои микроэлектроники ФГБОУ ВПО«Пензенский государственный университет»д. т.

н. профессорПодпись И. А. Аверина заверяюАдрес 440026, г. Пе^й4ул"Красная, 40 тел.(8-412) 36-82-613.