Отзыв оппонента Кагана (1105338)
Текст из файла
отзыв официального оппонента о диссертации А.И. Артамкина «Энергетический спектр н примесные состояния ванадия в узкощелевых полупроводниках на основе теллурида свинца», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.09 — "Физика низких температур". Дальний инфракрасный (длнна волны 15-100 микрон) и субмиллиметровый (100-1000 микрон) диапазоны электромагнитных волн (в настоящее время для этой области частот используется термин "терагерцовый диапазон" ) представляют особьпз интерес для множества приложений. Использование излучения этого диапазона необходимо для дистанционного экологического мониторинга, глобальных метеорологических наблюдений, в радарных системах, в астрономии космического базирования, в медицине, в лабораторных приборах для молекулярной спектроскопии и во многих других областях, Тем не менее, этот диапазон частот, и в особенности его терагерцовая часть, до сих пор остается наименее изученным и используемым в применениях, В основном, это связано с отсутствием компактных, перестраиваем ых и досгаточ но мощных источников ТГц излучения.
Совершенно недостаточно разработаны и детекторы этого диапазона, которые уступают детекторам других диапазонов как по спектральной селективности, так и по чувствительности. Узкозонные полупроводники типа теллурида свинца н твердых растворов на его основе являются одними из базовых материалов оптоэлектроники ИК и ТГп диапазонов, РЬТе и сплавы РЬМпте являются перспективными материалами для создания детекторов излучения указанных диапазонов, в основном, из-за возможности сильной перестройки ширины запрещенной зоны при изменении состава, Необычные свойства примесей в этих кристаллах, в особенгностн переходных металлов, а также существование нетривиальных эффектов (например, таких как задержанная фотопроводимость и стабилизация уровня Ферми) делают эти материалы чрезвычайно интересными и для фундаментальных исследований.
Диссертационная работа А.И. Артамкина посвящена как раз изучению явлений переноса. гальваномагнитных явлений н фотопроводнмостн в ТГц диапазоне в этих материалах. легированных ванадием. К началу настоящей работы данные о свойствах сплавов на основе теллурида свинца, легированных ванадием в литературе отсутствовали. В силу всего сказанного, актуальность тематики диссертации не вызывает сомнений. Диссертация состоит из введения. шести глав н заключения.
Во введении дана общая характеристика работы; обоснована ее актуальность, изложены цели и задачи работы, сформулированы положения. выносимые на защиту. В первой главе приведен обзор литературных данных о структуре энергетических зон и примеспых состояниях в сплавах на основе РЬТе. Вторая глава — методическая. В ней Описаны использОванные методики исследованиЯ температурных и частотных зависимостей импеданса„проводимости образцов на постоянном токе, магнитных свойств и фотопроводимости в терагерцовом диапазоне частот. Проанализирована корректность измерений с помощью использованной апг|аратуры. Показано, что градиент состава сплава н концентрации примеси в направлении роста криспилов, выращенных методом Ьриджмена, позволяет из одного слитка получить серию образцов с разным составом сплава и разной концентрацией примеси.
Основные экспериментальные результаты изложены в главах 3 - 6. В третьей главе приведены результаты исследования магнитных н | альваномагнитных характеристик сплава РЬ|,МН,Те. Измерены температурные зависимости сопротивления и коэффициента Холла. Опрелелено распрелеленне марганца вдоль слитка„полученное разными методами, Измерены температурные зависимости магнитной восприимчивости в диапазоне темперагур от гелиевой до 40 К.
В четвертой главе представлены результаты исследования гальваномагнитных явлений в монокристаллах теллурида свинца, легированного ванадием. Измерены температурные зависимости удельного сопротивления, постоянной Холла и подвижности свободных электронов в диапазоне температур от 4.2 до 300 К. Обнаружено сильное увеличение подвижности прн низких температурах вплоть до рекордного значения -3 10 см /В.с.
Установлен активационный характер температурной зависимости сопротивления при Т от 50 до 100 К и определена энергия активации. Показано, что ванадий в РЬТе является донором с уровнем — 20 мэВ ниже дна зоны проводимости, который определяет проводимость и-типа исследованных кристаллов. В то время, как в нелегированном теллуриде свинца большая концентрация дефектов роста, таких как вакансии и атомы в междоузлиях, обеспечива|от большую концентрацию свободных носителей (> 10' см '~), введение примеси ванадия позволяет получить полуизолирующий материал.
Этот факт автор связывает с наличием переменной валентности примеси У с двумя зарядовыми состояниями Ч и У, что и приводит к стабилизации уровня Ферми внутри запрещенной зоны. Это подтверждено с помощью магнитных измерений: экспериментально определенный эффективный магнитный момент оказался промежу|очным между его значениями для разных зарядовых состояний ванадия. Пятая глава посвящена исследованию явлений переноса в постоянном и переменном поле, а также магнитной воснринмчнвости в сплавах РЬ|.,Мп„Те, легированных ванадием.
Основные результаты этой главы — следующие. Показано, что ванадий является донорной примесью в РЬ|,,МН„Те и формирует примесный уровень внугри запрещенной зоны с энергией связи 100-200 мэВ в зависимости от содержания марганца. Показано также. по этот примесный уровень слабо смещается относительно середины запре|денной зоны при изменении состава сплава. Установлено, что при низких температурах основным механизмом электронного переноса Является прыжковая проводимость.
Показан~, что магнитная восприимчивость подчиняется закону Кюри-Вейса для парами нитных примесей. В шестой главе исследована кинетнка фотопроводнмостн РЬТе, легированного ванадием, под действием мощных лажрных импульсов Т1 ц диапазона в температурном интервале от 8 до ЗОО К. Обнаружено существование по крайней мере двух различных времен релаксации. Положительный фотоотклик объясняется возбуждением электронов с примесных состояний в зону проводимости, а отрицательный сигнал, наблюдающийся при высоких температурах, связывается с разогревом электронного газа лазерным излучением. Утверждается, что рост сигнала положительной фотоецюводимости при постоянной интенсивности подсВетки вызван увеличением скорости генерации неравновесных носителей заряда, Фотопроводимость в области, где энергия квантов ТГц излучения меньше энергии связи примесных состояний, связывается с уширеннем примесного уровня.
В заключении суммируются полученные в диссерпщионной работе научные результаты. Таким образом, В диссертационной работе А.И. Артамкина получен целый ряд новых и очень интересных результатов. 1!х достоверность обусловлена использованием апробированных экспериментальных методик, воспроизводнмостью экспериментальных результатов н подтверждается перекрестным характером проведенных опытов.
Положения, вьп|есенные на защиту, четко сформулированы и Обоснованы па основе результатов диссертационной работы. Пол~ ченные результаты, помимо Несомненного фундаментального интереса, полезны и для практических целей, например. для разработки высокочувствнтельных приемников ТГц излучения, а также для создания узкополосных фильтров терагерцового излучения. Автореферат правильно и полно отражает содержание диссертации.
Некоторые замечания по работе. 1. ЖелательнО былО бы Выяснить природу насыщения соп)ютивлення теллурида свинца при низких температурах (рис. 4.1.1) и причину немонотонного изменения насыщенного значения от концентрации примеси Ванадия. 2. Желательно также выяснить происхождение сильной температурной зависимости холловской подвижности В сплаве РЬМПТС(У) (рис. 5.2.3) 3. Для понимания магнитной природы центров ванадия в теллуриде свинца и сплавах на его основе было бы полезно точное измерение температуры Кюри-Вейса. 4. Проводимость исследованных материалов при низких температурах связывается с прыжковым механизмом. Было бы полезным уточнить, где именно эта прыжковая проводимость происходит: по строчке примесей нли В случайном поте~щиале зоны проводимости. 5.
Фотопроводимость кристаллов в ТГц диапазоне частот объясняется фотононизацией уширенных прнмесных состояний в зону проводимости. Целесообразно было бы также обсудить альтернативную возможность фотовозбуждения зонных состояний, локализованных в случайном потенциале заряженных примесей. 6. Некоторые замечания по оформлению диссертации. Необходимо отметить: известзгую поспешность в написании диссертации (например, во введении указано, что в диссертации 5 глав, а их 6; в литературном обзоре желателыю было бы привести графический материал для сопоставления с результатами автора; не расшифрованы некоторые обозначения, например, С« н ул, на с. 77 указана концентрация 10 -10' см — степень наверно положительна; на па»п -з с, 93 (п.
6.2) рис.2 пов-му надо читать 6.2.2; в гл.5 энергия уровней ванадия в тексте не указана, только на рис, 5.2.9. Встречаются оригинальные обороты и выражения. Например, «это обстоятельство является основным ограничителем...» 1с. 4), «концентрация свободных носителей ... составляет не ниже 10' — 10'" см ~» 1с.11), «измерение импеданса образцов производилось... вольтамперным методом» 1с. 39), «рост сопротивления продолжается вплоть до пределов возможности измерительной установки» (с. 67), «сигнал ...фотопроводимости приобретает задержанный характер» (с. 96). Все эти замечания 1за исключением 6) фактически являются пожеланиями к дальнейшему развитию работы и не снижают высокой оценки диссертационной работы в целом. Диссертация А.И. Артамкина представляет собой законченную фундаментальную научную работу в актуальном направлении физики полупроводников.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
