Отзыв оппонента Засавицкого (Оптоэлектронные свойства бирефрактивных кристаллов A2B5 и приборов на их основе)

Отзыв официального оппонента на докторскую диссертацию Стамова Ивана Григорьевича на тему: «Оптоэлектронные свойства бирефрактивных кристаллов А В' и приборов на их основе» Диссертация Стамова И. Г. посвящена экспериментальному исследованию 2 5 анизотропии оптоэлектронных свойств полупроводниковых кристаллов типа А В, обладающих пониженной симметрией. Речь идет о влиянии анизотропии этих кристаллов на их оптические и фотоэлектрические свойства. об изучении явлений на поверхности и на границах раздела таких кристаллов с металлами и другими полупроводниками и о выяснении возможностей практического применения этих полупроводников.

Одной из важных областей применения может быть поляризационная оптоэлектроника, когда параметрами приборов можно управлять с помошью поляризованного излучения. Для этого надо создавать технологию оптически анизотропных кристаллов и изучать их физические свойства, что и выполнялось в работе. Следовательно, диссертационная работа представляет как фундаментальный„так и практический интерес и поэтому является актуальной. Диссертация состоит из введения.

5 глав. заключения и списка цитируемой литературы из 280 наименований. Объем диссертации составляет 343 страниц. включая 198 рисунка и 11 таблиц. Работа выполнялась в основном на совершенных двулучепреломляющих кристаллах дифосфида и диарсенида цинка и кадмия. ширина запрешенной зоны которых варьируется от 0,9 до 2,2 эВ. Кристаллы выращены из газовой фазы или из расплава. Измерения проводились при криогенных температурах в широкой области спектра (0.2 — 40 мкм) в поляризованном свете, Получен ряд новых физических результатов. Прежде всего отметим результаты для соединения 2пР2 с моноклинной кристаллической структурой, Здесь впервые обнаружены водородоподобные состояния в области края фундаментального поглощения, и детально исследованы синглетные экситоны, разрешенные в поляризации Е~~с н ортоэкситоны в поляризации Г3 с. Обнаружены линии возбужденных состояний вплоть до квантового номера п = 7.

Показано, что контур отражения для основно5 о состояния синглетного экситона описывается экситон-поляритонным эффектом. Экспериментально подтвержден вывод о значительной силе осциллятора синглетно2о экситона и о значительной величине энергии связи биэкситона. Далее, бьша обнаружена обратная водородоподобная серия из 9 линий поглощения с длинноволновой стороны спектра экситонных состояний н прямые водородоподобные серии с длинноволновой стороны каждой линии обратной серии. Дана очень интересная интерпретация данного результата.

Обратная водородоподобная серия объясняется взаимодействием электронов в двух зонах проводимости с противоположными знаками эффективной массы. Это состояние соответствует биэлектрону, введенному в 1971 году Е.Ф. Гроссом для другого кристалла. Прямые водородоподобные серии обусловлены взаимодействием биэлектрона с положительно заряженным центром в запрещенной зоне. Эти водородоподобные состояния представляют вместе биэлектронно-примесный комплекс. Наблюдаемый на опыте комплекс такого типа стимулировал серию теоретических работ.

Экспериментально показана возможность создания фотоэмиттера электронов на 2 целом ряде кристаллов типа А В . что увеличило число фотоэмиссионных материалов, привело, в частности, к сдвигу красной границы до 1,35 мкм в диарсениде цинка и созданию фотокатодов, чувствительных к поляризации света. В кристаллах дифосфида цинка обнаружены н впервые исследованы гетеропереходы на полиморфных модификациях по механизму Странского-Крастанова не только на плоскости, но и в объеме.

1 Впервые обнаружены связанные экситоны на аксиальных центрах Сг1, 5п, 5Ь и Мп в тетрагональных кристаллах ХпРз и СМР и установлена связь между параметрами расщеплений электронных состояний кристаллическим полем и спин-орбитальным взаимодействием и природой центров. с которыми связан экситон и построены энергетические схемы электронных переходов. Установлено, что из-за значительных величин бирефракции в относительно тонких пластинах одноосных тетрагональных криспшлов дифосфидов цинка и кадмия и двухосных моноклинных кристаллов дифосфидов и диарсенидов цинка в определенных направлениях распространения поляризованного света проявляется ярко выраженная интерференции обыкновенных и необыкновенных лучей.

Запрет на оптические переходы для определенных поляризаций света в зонной структуре моноклинных кристаллов обуславливает значительную бирефракцию в области края фундаментального поглощения и определяет природу линейного дихроизма. Результаты исследований оптических, фотоэлектрических и фотоэмиссионных 2 5 явлений в бирсфрактивных кристаллах А В и структурах на их основе позволили продемонстрировать большие возможности их применений, в частности в полярнзационной фотоэлектронике. На основе исследованных кристаллов р-типа автор предложил ряд приборов и обсудил нх характеристики: обычные терморезисторы н оптические датчики температуры (температурная зависимость удельного вращения плоскости поляризации при Ц~с).

анализаторы и модуляторы поляризованного света, селекторы оптических мод, оптические фильтры, преобразователи частоты сигнала, фотоэмиттеры электронов с продвинутой красной границей. Достоверность результатов экспериментальных исследований обеспечена адекватным выбором методик и научного оборудования, подтверждением полученных данных в работах российских и зарубежных ученых.

апробацией полученных результатов на многих международных конференциях и симпозиумах. посвященным материаловедению и оптике экситонов в твердых телах. Достоверность выводов работы следует также из того. что они не зависели от технологии выращивания кристаллов. Обоснованность научных положений и рекомендаций следует из удовлетворительного сог ласия экспериментальных результатов с теоретическими описаниями явлений и процессов по разработанным для этих случаев физическим моделям. Личный вклад соискателя состоит в том. что он сформулировал основные цели н задачи работы, разработал и реализовал методики исследований, выполнил основные экспериментальные исследования, предложил модели расчетов и провел компьютерное моделирование.

Очень полно представлена библиография. К работе имеются замечания. 1. Использование автором понятия эффективно~о отрицательного электронного сродства (ЭОЭС) недостаточно корректно, поскольку в работе не получено состояние, когда уровень вакуума затягивается ниже или хотя бы до дна зоны проводимости в объеме полупроводника.

Показано лишь, что после очистки и активации (Сз-О) поверхности в глубоком вакууме достигается некое максимальное значение фототока. Это видно на энергетической диаграмме (вставка на Рис. 3.7), а, главное, на Рис. 5.19, где полученный квантовый выход электронов поч~и на два порядка ниже, чем в «эталонном» фотокатоде с ЭОЭС на основе ОаАз, где квантовый выход достигает 50 'Ъ. 2, Рассматривая энергетическую диаграмму изотипного гетероперехода (Рис. 5.11„ два барьера 1Поттки, включенные навстречу друг другу), следовало бы ожидать более сложную зависимость для спектра фототока вплоть до инверсии знака, а может н двойной инверсии с учетом глубоких уровней в объеме, в то время как на опыте автор демонстрирует обычный кэффект окна» гетероперехода (Рис. 5.12). ,-й, ~...

„ф~" --'- ' Засавицкнй Иван Иванович Офипиальный оппонент, доктор физ.-мат.наук " 05 " апреля 2017 г. 119991 ГСП-1, г. Москва, Ленинский пр-т. 53, Физический институт им.П.Н. Лебедева Российской академии наук, тел.: +7(499) 135-79-51, Ета11: хазач1фзс1.1еЬедет.тц Подпись официального оппонента доктора физ.-мат. наук Засавицкого И. И. заверяю. И.Н.

Лебедева РАН Ученый секретарь Физи кандидат физ.-мат. наук Колобов Андрей Владимирович " 05 '" апреля 2017 г. 3. Опечатки: одинаково названы разделы 3.2 и 3.3. а также рисунки 1,2б и 1.28. Указанные замечания, однако. не влияю~ на общее заключение о высоком уровне работы, Публикации автора помимо Вестника Приднестровского университета и журналов Молдовы в значительной мере представлены в зарубежной печати, включая российские журналы. Кроме того он является соавтором18 авторских свидетельств СССР. Автореферат правильно отражает содержание диссертации.

Диссертация Стамова И. Г, представляет собой единолично написанную научную работу. в которой содержится новое представление о зонной структуре анизотропных полупроводников типа А В и возможных их применениях, что имеет существенное значение для науки. Работа отвечает требованиям Положения о порядке присуждения ученых степеней, а ее автор достоин присуждения ученой степени доктора физикоматематических наук по специальности 01.04.10 — физика полупроводников. .