Автореферат (Оптоэлектронные свойства бирефрактивных кристаллов A2B5 и приборов на их основе), страница 3

Показана возможность создания и созданы гетеропереды на основе разных фаз одного и того же соединения — 2 . Изотипные () − () и анизотипные () − ()5гетеропереходы 2 (2ℎ)/2 (48 ), полученные эпитаксиальным наращиванием52 (48 ) и 2 (2ℎ) фаз, являются элементами приборов поляризационной элек-троники.7. ИсследованиямиметодомОже-спектроскопииповерхностикристаллов54 , 2 (48 ), 2 , 2 (2ℎ), 2 показана возможность очиски поверх-ности и создания на ней отрицательного эффективного электронного сродства(ЭОЭС). Термообработка кристаллов 2 (48 ) при температурах (200 ÷ 450) Cприводит к росту концентрации основных носителей заряда в кристаллах — типапроводимости и к инверсии знака проводимости в приповерхностной области вкристаллах –– типа проводимости.

В системе − 2 : − реализуетсясостояние (ЭОЭС), устойчивое после прогрева до температур (160 ÷ 180) C.98. Контакты кристаллов –– типа проводимости с металлами и проводящим окислом образуют запорные слои. Высота барьеров определяется работой выходаметалла. Кристаллы дырочного типа проводимости с металлами образуются омические контакты или слабо выраженные запорные слои. В структурах на дифосфидахцинка и кадмия с выпрямляющими электрическими контактами полная проводимость имеет комплексный характер и ярко выраженную частотную зависимость,обусловленную перезарядкой глубоких уровней, определяющих проводимость полупроводника, на границах слоя объемного заряда.Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций.Достоверность результатов экспериментальных исследований обеспечена адекватнымвыбором методик и научного оборудования, подтверждением полученных данных в работах российских и зарубежных ученых.

Обоснованность научных положений и рекомендаций следует из удовлетворительного согласия экспериментальных результатов с теоретическими описаниями явлений и процессов по разработанным для этих случаев физическиммоделям.Личный вклад соискателя.Автором сформулированы основные цели и задачи работы, разработаны и реализованыметодики исследований, выполнены основные экспериментальные исследования, разработаны модели и проведено компьютерное моделирование.Апробация результатов диссертации.Результаты диссертационной работы докладывались на международных конференцияхи симпозиумах, в числе которых:Международная конференция «Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы», Ульяновск, 2003, 2005, 2007, 2009, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 г.; международнаяконференция «Optics of excitons in condens matter», St.-Peterburg, 14-18 sept., 1997; XVIIIntern.

Conf. on Coherent and Nonlinear Optics, Minsk, Belarus, June 26-july 1, 2001; Intern.Conf. "Materials science and condensed matter physics Chishinau, Moldova, 2001,2004, 2006,2008, 2010, 2012, 2014, 2016; International Conference "Physics of electronic materials Kaluga,Russia, 2005, 2008 г.; 2 Теренинская научно-практическая конференция, Калуга, 5-6 мая,2006 г.; III Мiжнародна науково-практична конференцiя «Матерiали електронної технiки та сучаснi iнформацiйнi технологiї» (МЕТIТ-3), Кременчук, 21-23 Травня, 2008;7th Belarusian-Russian Workshop Semiconductor Lasers and Systems, 1-5 June 2009; Minsk,10Belarus; The 33 rd ARA Congress Modernism and Progress in Arts and Sciences, Sibiu, June 02- 07, 2009; Международная конференция «Математическое моделирование в образовании,науке и производстве» 1999, 2001, 2003, 2005, 2007, 2009, 2011, 2013, 2015 г., Международная конференция «Telecommunications, Electronics and Informatics», May 20-23, Chisinau,2010 - 2016 г.

и др.Публикации.Основные результаты исследований представлены в 31 публикациях в списке в концеавтореферета. Разработанные оптоэлектронные приборы на бирефрактивных кристаллах:нуль — индикаторы линейно поляризованного излучения, фотоэмиттеры для ближней ИК— области спектра, узкополосные фильтры и фотодетекторы и др. защищены авторскимиСвидетельствами СССР, представлялись на международных европейских салонах ЕВРОИНВЕНТ в 2008-2014 годы и были награждены (отмечены) золотым кубком, 7 золотыми медалями, 4 серебряными медалями, одной бронзовой и 8 дипломами отличия - “deexcelence”.Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка цитируемой литературыиз 280 наименований. Объем диссертации составляет 343 страниц, включая 198 рисунка и11 таблиц.11Основное содержание диссертацииВовведениирассмотрена общая характеристика полупроводников группы 2 5 , обос-нована актуальность темы, рассмотрены также цели, научная новизна и практическаяценность работы.

Здесь же приведены краткие сведения о применении этих материалов иописана общая структура диссертационной работы и ее главные характеристики.ГЛАВА 1. Свободные и связанные экситоны в кристаллах дифосфидов и диарсенидов цинка и кадмия.В §1.1 представлены результаты исследований оптических свойств 2 . В областикрая поглощения изучена — экситонная серия, обусловленная синглетными экситонамисимметрии Γ−2 (), разрешенными в поляризации ‖ . В поляризации ⊥ обнаружена слабо разрешенная в дипольном приближении, запрещенная в ‖ , ортоэкситонная− — серия симметрии 2Γ−1 () + Γ2 () (рис.

1). На базе экспериментальных результатоврассчитаны контуры экситонных спектров и определены параметры экситонов и зон. Уста−−новлено, что экситоны Γ−2 () и ортоэкситоны симметрии 2Γ1 + Γ2 происходят от одной итой же пары зон. Определены также величины расщеплений в кристаллах 2 в центре зоны Бриллюэна из-за кристаллического поля (∆ = 14.6 мэВ) и спин-орбитального(∆ = 19.3 мэВ) взаимодействия верхних валентных зон.Рис. 1: Спектры отражения и поглощения кристаллов 2 в области краяфундаментального поглощения.5В §1.2 экспериментально исследованы экситонные состояния в кристаллах 2 (2ℎ).По спектрам отражения (рис. 2) в поляризации ‖ , ‖ при различных температурахи расчетам по одно - осцилляторной и много — осцилляторной моделям дисперсионныхсоотношений определены фоновая диэлектрическая постоянная , фактор затухания ,12энергия поперечного экситона , величина продольно-поперечного расщепления ∆ ,приведенная масса * и трансляционная масса для — экситонов Γ−2 ().Повышение температуры приводит кувеличению коэффициента затухания ,понижению продольно-поперечного расщепления ∆ , и массы экситона Γ−2 ().

Результаты наших исследований и [8] свидетельствуют, что все экситонные серии ( , и ) сформированы одной парой зон 1 − 1 . Установлено, что разные энергии связи экситонов ( ) для экситонных серий , и обусловлены различной эффективной массой дырок для разных направлений волнового вектора . Определены энергетические интервалы между зонами 1 − 2 и 2 − 3 , расщепленныРис. 2: Спектры отражения (А) и пропускания5(В) кристаллов 2 (2ℎ) в области краяфундаментального поглощения.ми из-за кристаллического поля и спинорбитального взаимодействия.В §1.3 рассмотрено влияние электри-ческого поля на спектры зеркального отражения света в области экситонного состояния = 1.

По мере увеличения напряженности электрического поля в структуре происходитсдвиг контура экситонного отражения света в длинноволновую область и его сглаживание. При максимальных напряжениях на структуре спектр приобретает антидисперсионный вид. Построена модель экситонного отражения света с учетом влияния проводящего,слоя создающего электрическое поле на поверхности.

Найдены параметры полупроводника и структуры, в рамках которых теоретическая модель описывает экспериментальныерезультаты. В неоднородном электрическом поле барьера Шоттки (рис. 3) обнаружен аномальный эффект Штарка на состоянии экситона = 1 — экситонной серии и нормальный эффект Штарка на состоянии − 1 — триплетного состояния.Впервые изучен процесс диссоциации триплетного экситонного состояния в ионизирующем электрическом поле.В §1.4 описана обнаруженная в длинноволновой области экситонных спектров кристал5лов 2 (2ℎ) обратная водородоподобная серия (ОВС) из 9 линий поглощения (рис.