Автореферат (1097818), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Контуры отражения основного состоя-ния экситонов Γ−2 () изменяется от 5 до 95% и описываются классическим экситонполяритонным эффектом. Обнаружены линии возбужденных состояний экситоновдо = 7.5∙ Экспериментально подтвержден вывод о значительной силе осциллятора экситонов5Γ−2 () в кристаллах 2 (2ℎ ) и о значительной величине энергии связи биэкситоновв 2 , что расширяет перспективы экспериментальных исследований экситон —биэкситонной конверсии в полупроводниках.5∙ В кристаллах 2 (2ℎ) обнаружена уникальная обратная водородоподобная серия(ОВС) из 9 линий поглощения с длинноволновой стороны спектра экситонных состояний и прямые водородоподобные серии (ПВС) с длинноволновой стороны каждойлинии ОВС.
ОВС обусловлена взаимодействием электронов в зонах проводимости спротивоположными эффективными массами 1 > 0 и 2 < 0 (биэлектрон) [6], аПВС обусловлены взаимодействием биэлектрона с положительно заряженным центром в запрещенной зоне. Эти водородоподобные состояния представляют вместебиэлектронно-примесный комплекс (БПК). Спектроскопия ОВС и БПК стимулировали серию теоретических работ по БПК (опубликовано более 15 теоретическихисследований). К публикациям по ОВС имеются множество адресаций. Существование двух связанных электронов (2) с противоположными массами подтверждено вкниге М. Кардоны исследованиями трионов (связанное состояние двух электронов иодной дырки) в магнитных полях, а также в экспериментах по сильно возбужденнымэлектронам в [7].
Состояния по ОВС рассматриваются в отчетах венчурногофонда ВПК России.∙ Обнаружены и впервые исследованы гетеропереходы на полиморфных модификациях дифосфида цинка, что расширило спектр гетерогенных систем и представленияоб их образовании на кристалло-геометрических приципах Руайе-Фриделя и псевдоморфизме Ван-дер Мерве, а также образования островковых зародышей по механизму Странского — Крастанова не только на плоскости, но и в объеме. Анизотипные иизотипные гетероструктуры на полиморфных модификациях дифосфида цинка, составленные из дихроичных и гиротропных фрагментов, представляют интерес дляобработки сигналов в приборах поляризационной оптоэлектроники.∙ Экспериментально доказана возможность создания состояния эффективного отрицательного электронного сродства на поверхностях исследуемых соединений, чтоувеличило число фотоэмиссионных материалов и привело, в частности, к сдвигукрасной границы фотоэлектронной эмиссии до 1.35 мкм за счет получения ЭОЭСна 2 и созданию приборов эмиссионной фотоэлектроники, чувствительных кполяризации света.6∙ Исследованы оптические, фотоэлектрические и фотоэмиссионные явления в бирефрактивных кристаллах группы 2 5 , структурах металл — полупроводник, гетеропереходах, а также явления переноса заряда в этих структурах.
Результаты этих исследований позволили установить рамки возможностей применения материалов этойгруппы для задач поляризационной фотоэлектроники на анизотропных кристаллах.При этом, обнаружены долговременная релаксация проводимости в поверхностно5- барьерных структурах на 2ℎ(эффект памяти), не имеющая аналогов в другихматериалах и структурах, токи, ограниченные объемным зарядом (ТОПЗ), в тон5ких слоях − 2 (2ℎ) и другие оптические, электрические и фотоэлектрическиеэффекты, свойственные этим материалам и структурам.∙ Впервые обнаружены связанные экситоны на аксиальных центрах , , и в кристаллах 2 (48 ) и 2 (48 ) и установлена связь между параметрами расщеплений состояний электрона кристаллическим полем (∆ ) и спин-орбитальнымвзаимодействием (∆ ) и природой центров, с которыми связан экситон и построеныэнергетические схемы электронных переходов.∙ Обнаружены новые особенности оптической активности в кристаллах 2 (48 ), связанные с возможностью получения твердого раствора или доменов из энантиомерныхфаз дифосфида кадмия вариацией технологии получения кристаллов.∙ Установлено, что из-за значительных величин бирефракции в относительно тонкихпластинах одноосных тетрагональных кристаллов дифосфидов цинка и кадмия идвухосных 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 кристаллов5симметрии 2ℎобуславливает значительную бирефракцию в области края фунда-ментального поглощения и определяет природу линейного дихроизма.Практическая значимость полученных результатов.Разработана технология получения нелегированных и легированных монокристаллыгруппы 2 5 высокого качества, а также омических и выпрямляющих контактов к ним(барьеров Шоттки, − — переходов и гетеропереходов на основе этих соединений).Разработаны методики — модуляционной спектроскопии исследования поверхностных и объемных оптических, фотоэлектрических и фотоэмиссионных свойств полупроводников.7Разработана и изготовлена установка для комплексного исследования свойств поверхности полупроводников, фотоэмиссии, оже — спектров, масс — спектров с возможностьюпрогрева образцов, ионного травления поверхности, активирования и др.Разработаны технологии получения атомарно чистой поверхности кристаллов55), 2 (48 ), 4 и снижения работы выхода для при), 2 (48 ), 2 (2ℎ2 (2ℎборов фотоэмиссионной электроники.Проведено комплексное исследование свойств поверхности соединений группы 2 5 :55), 2 (48 ), 4 .
Показана перспективность исполь), 2 (48 ), 2 (2ℎ2 (2ℎзования моноклинных материалов дырочной проводимости в качестве фотоэлектронныхэмиттеров для ИК области спектра.Впервые разработаны и созданы опытные образцы: инверторов тока, с характеристиками, управляемыми поляризацией излучения, поляризационно-чувствительных фотоприемников, фотоэмиттеров для ближней ИК — области спектра, узкополосных фотодетекторов, бистабильных электрических переключателей, реле времени и элементов памяти,оптических фильтров, в том числе для фильтрации импульсов лазерного излучения, несущих информацию в окнах прозрачности оптических волокон (1.3 и 1.5 мкм).Положения выносимые на защиту:1.
Результаты экспериментальных исследований свойств экситонных состояний в кри555) и 2 . В кристаллах 2 (2ℎ) спектрысталлах 2 (2ℎ), 2 (48 ), 2 (2ℎэкситонов обусловлены сильным экситон - фотонным взаимодействием. Экситоныепереходы разрешены в поляризации ‖ и обладают симметрией Γ−2 ().
В поляризации ⊥ переходы в экситонные состояния слабо разрешены и образуют−−ортоэкситонную серию с симметрией 2Γ−1 () + Γ2 (). Синглетные экситоны Γ2 () и−ортоэкситоны симметрии 2Γ−1 + Γ2 происходят от одной и той же пары зон. Разныеэнергии связи экситонов обусловлены различной эффективной массой дырок дляразличных направлений волнового вектора .52. В длинноволновой области экситонных спектров кристаллов 2 (2ℎ) с электрон-ной проводимостью обнаружена и детально исследована обратная водородоподобнаясерия (ОВС) состоящая из 9 линий поглощения, обусловленная биэлектронно — примесным комплексом (БПК). С увеличением концентрации свободных носителей заряда предел сходимости ОВС смещается в длинноволновую область.
Энергия связибиэлектрона не зависит от концентрации носителей заряда, когда как с ростом величины электрического поля предел сходимости ОВС смещается в коротковолновуюобласть.83. В 2 — синглетная экситонная серия симметрии Γ−2 (), разрешенная в поляризации ‖ , характеризуется слабым экситон — фотонным взаимодействием. Продольно — поперечное расщепление и радиус Бора синглетных экситонов5Γ−2 () в 2 меньше, чем в 2 (2ℎ ). В кристаллах 2 величина расщеп-ления верхних валентных зон в центре зоны Бриллюэна из-за кристаллического поля (∆ = 14.6 мэВ) меньше расщепления из-за спин-орбитального взаимодействия(∆ = 19.3 мэВ).4. В кристаллах 2 и 2 доминирующую роль в люминесценции играют экситоны,связанные на аксиальных центрах примесей , , , , . Волны излучениясвободных и связанных экситонов интерферируют. Излучение фононов при аннигиляции экситона в спектрах люминесценции приводит к резонансному возбуждениюзапрещенных состояний связанного экситона и усилению люминесценции с запрещенных уровней.5.
Спектральные зависимости оптических функций , , 1 , 2 ,2 1 2 2, 2 2для кристаллов5), 2 в области энергий (1-11)эВ, определенные3 2 , 2 (48 ), 2 , 2 (2ℎиз экспериментальных спектров отражения, обладают существенной анизотропией.Обнаруженные сингулярности оптических функций , , 1 , 2 , and2 2 2обусловленыэлектронными переходами между максимумами валентной зоны и минимума зоныпроводимости в точках Γ, , и зоны Бриллюэна.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
