Автореферат (1097818), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Гетеропереходы на полиморфных модификациях2 .Применение дифосфидов и диарсенидов цинка и кадмия.В §5.1 - 5.4 рассматриваются физические основы образования и свойства гетеропереходов на полиморфных модификациях дифосфида цинка. Обсуждены условия гетерофазнойэпитаксии в полиморфных фазах. Структуры гетеропереходов − −2 для исследований получены из газовой фазы и расплава 2 . Показано, что в зависимости от условийроста из газовой фазы образуются изотипные и анизотипные гетеропереходы.Изучены свойства гетеропереходов () − () — и 1 () − 2 () — 2 . Обсужденымеханизмы переноса заряда и пробоя в исследуемых структурах.Показано, что спектральные характеристики фототока ГП определяются электронными переходами в каждой из фаз, ориентацией плоскости поляризации и волнового вектораизлучения относительно кристаллографических направлений фаз в структуре и границыраздела гетероперехода Установлено, что состав ОПЗ гетероперехода соответствует соста-25вам и – фаз 2 , а в ОПЗ — фазы обнаруживается слой низкой проводимости,оказывающий влияние на характеристики гетероперехода.Рис.
18: Спектральные характеристики ГП () − () — 2 (А) и 1 () − 2 () —2 (В). Освещение ГП с торца.Показано, что на границе раздела изотипных гетеропереходов 1 () − 2 () — 2образуются выпрямляющие барьеры в обеих фазах за счет закрепления уровня Фермиинтерфейсными состояниями. Зависимости тока от напряжения в таких структурах определяются смещенным в запорном направлении барьером при любой полярности приложенного напряжения.
Характерной особенностью спектральных характеристик фототокаизотипных гетеропереходов 1 () − 2 () — 2 является инверсия его знака на некоторой длине волны, значение которой изменяется в интервале длин волн 600 ÷ 590 нмв зависимости от приложенного напряжения и электрических свойств контактирующихфаз. На рис. 18 представлены спектральные характеристики обоих типов ГП.Исследования гетероэпитаксии и свойств гетероэпитаксиальных структур подтверждают кристалло — геометрический прицип Руайе — Фриделя и псевдоморфизма Ван дерМерве, а также образование островковых зародышей по механизму Странского — Крастанова не только на плоскости, но и в объеме.
Предположено образование псевдоморфнойфазы в приповерхностной области, оказывающей влияние на перенос заряда в ОПЗ моноклинной фазы ГП.В §5.5 рассматриваются характеристики термочувствительных элементов, построенных на дифосфидах и диарсенидах цинка и кадмия. Показано, что физическими основами для построения приборов, чувствительных к температуре, являются температурныезависимости ширины запрещенной зоны и электропроводимости исследуемых материалов.Обоснованы выбор типа проводимости полупроводника для использования в качестве материала терморезистора, рекомендуемые температурные интервалы работы и др.26В §5.6 рассматриваются перспективы применения полупроводников 2 5 , в частностидиарсенида цинка, для создания эффективных термостабильных фотоэмиттеров ближней ИК — области спектра и проведено сравнение с аналогичными приборами на другихполупроводниках.Рис.
19: Зависимости фототока нуль — индикатора от угла между поляризатором идатчиком (А), спектральные характеристики датчика при напряжениях смещения , B:1 — 0, 1 — 1, 3 — 2 в поляризации ‖ , 4 — 0, 5 — 1, 6 — 2, 7 — 3 в поляризации света ⊥ (В).Показано, что фотоэмиссия с поверхности диарсенида цинка, активированной до состояния ЭОЭС, имеет достаточно высокую квантовую эффективность в области (1 ÷1.35) мкм. Форма спектральной характеристики характерна для эмиттеров с ЭОЭС. Обсуждены возможности повышения квантового выхода фотоэмиссии за счет оптимизацияхарактеристик полупроводника.Показано также, что особенности электронных, оптоэлектронных свойств этих материалов позволяют расширить спектр и возможности эмиссионных приборов.В §5.7 рассматриваются принципы построения и характеристики фотоприемниковлинейно-поляризованного света и инверторов тока, управляемых поляризацией света.
Рассмотрены конструкции активных структур на исследуемых полупроводниках и их фотоэлектрические свойства, а также определены параметры, показывающие их эффективность работы в качестве приборов для определения характеристик поляризации световыхпучков.На рис. 19 представлены азимутальные и спектральные характеристики датчика, выполненного на основе моноклинного 2 . Ориентационный угол отсчитывается междувектором световой волны и кристаллографической осью первого активного слоя. Врежиме без смещения прибор регистрирует мощность падающего излучения, а с приложенным к структуре компенсирующим напряжением — степень поляризации излучения.27Рис. 20: Конструкция (А) и спектральные характеристики (В) сепаратора мод на основе 1− ( = 0.4)//2 .В §5.8 описаны технология изготовления и устройство для сепарации и моди фильтрации оптических сигналов во втором окне прозрачности оптических волокон воптических системах связи. Показано, что диарсенид цинка эффективно сепарирует моды оптических импульсов и в совокупности с акустооптическими волноводами позволяетсоздать практически идеальный прибор для операции деинтерливинга оптических импульсов в волоконо-оптических системах передачи (рис.
20).В §5.9 рассматриваются вопросы возможности применения особенностей бирефракциии гиротропии тетрагональных и моноклинных кристаллов для создания оптических фильтров. На рис. 21 представлены спектральные зависимости полуширины линии фильтровВуда на кристаллах 2 и 2 для разных толщин пластинок кристаллов и фильтрана гиротропии кристаллов.Показано, что дифосфиды цинка и кадмия могут быть использованы для создания эффективных оптических фильтров в видимой (красной) и ближней ИК — областях спектра.В §5.10. рассматриваются характеристики датчиков температуры и модуляторы света на тетрагональных кристаллах дифосфида кадмия и цинка. Экспериментально и теоретически установлены зависимости чувствительности датчиков от температуры, длиныволны, толщины кристаллов и ориентации датчика.Показана возможность построения низкочастотного модулятора света на структурах − 2 (2 ) − на основе интерферирующих пленок полупроводников при вариации температуры, а также преобразования частоты модуляции оптического сигнала.Полупроводниковые свойства и высокая температурная чувствительность оптических характеристик 2 и 2 указывают на возможность создания на их основе оптоэлек-28Рис.
21: Зависимость полуширины линии фильтра 1/2 от длины волны для фильтровВуда (А) на дифосфидах кадмия (1-4) и цинка (5,6) для толщин кристаллов, мкм:1-173, 2- 53, 3-52, 4-14, 5-42, 6-32 и фильтра(B) на гиротропных свойствахкристалла 2 толщиной 5.1 мм: 1, 2 — 0 = 90 ; 3, 4 — 0 , определенные слева исправа максимумов пропускания соответственно.тронных датчиков для прецизионного контроля и поддержания температуры в системахавтоматического регулирования.Основные результаты по главе 5 опубликованы в [1–4, 8, 29–31].Заключение.В диссертационной работе получены следующие основные результаты.1. Разработана технология синтеза и получения высококачественных нелегированныхи легированных кристаллов группы 2 5 .
Созданы установки для синтеза и получения монокристаллов в объемах, близких к промышленным (синтезировалось300 ÷ 500 г. вещества). Получены нелегированные и легированные монокристаллыгруппы 2 5 высокого качества. Разработана технология получения омических ивыпрямляющих контактов к кристаллам 2 5 , технология получения − переходов и гетеропереходов на основе этих соединений.
Разработана технология получения барьеров Шоттки на поверхности кристаллов 2 5 . Разработаны и созданыустановки для комплексного исследования оптических свойств, свойств поверхностиполупроводников, фотоэмиссии, электрических контактных явлений.52. В кристаллах 2 (2ℎ) обнаружены и исследованы экситонные водородоподобные−−серии симметрии Γ−2 () в поляризации ‖ и симметрии 2Γ1 () + Γ2 () вполяризации ⊥ . Рассчитаны контуры линий основных состояний экситонов и29определены параметры экситонов и зон.
Показано, что контуры экситонных спектров отражения имеют классическую форму, характерную для экситонного поляритона. При изменении концентрации свободных носителей заряда от 1014 до 1018 см−3пределы сходимости экситонных серий , , не меняются. Впервые исследовано влияние электрического поля на спектры отражения и поглощения экситонов вструктурах −, − 2 .5) при темпе3. С длинноволновой стороны от экситонных серий в кристаллах 2 (2ℎратурах 2 и 77 К обнаружена обратная, сходящаяся в длинноволновую сторону, водородоподобная серия (ОВС) из 9 линий поглощения.
Серия описывается формулойводородоподобного состояния с отрицательной приведенной массой. С длинноволновой стороны каждой головной линии проявляются прямые водородоподобные серии(ПВС), которые обусловлены взаимодействием биэлектрона как единого целого сположительно заряженным центром. Показано, что при увеличении концентрациисвободных носителей заряда от 1014 до 1018 см−3 предел сходимости ОВС при 77 (а),2 К (б), смещается в длинноволновую область на 3 ÷ 4 мэВ. Энергия связи биэлектрона постоянна для всех значений концентраций. Уменьшение предела сходимостиОВС обусловлено влиянием экранирующего потенциала свободных носителей заряда на энергию связи донорного центра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
