Морфология и оптические свойства пористых структур на основе полупроводниковых соединениях II-VI
|
СтатусДиссертация была зашищена 30 июля 2009Утверждена Национальным Советом 1 октября 2009 Автореферат – 0.48 Mb / на румынском |
Ключевые слова
Пористый ZnSe, пористый CdSe, полупроводниковые матрицы, анодное растворение, фотолюминесценция, спектр Раман, электрохимическое осаждение, металлические нанотрубки.Аннотация
Диссертационная работа посвящена разработке технологии получения пористых слоёв CdSe и ZnSe методом электрохимического травления, а также изучению их фотоэлектрических и оптических свойств. Было изучено влияниe таких параметров как концентрация электролита, напряжение анодирования и концентрация свободных носителей на морфологию пористого CdSe. Было установлено, что в образцах CdSe с меньшей проводимостью под воздействием ультрафиолетовых лучей наблюдается более однородное формирование пор. Была предложена и доказана технология получения пористых слоёв CdSe в нейтральном электролите на основе NaCl. Термический отжиг ZnSe в расплаве Zn с концентрацией Al от 0 до 40% позволяет модифицировать концентрацию свободных носителей, и в результате электрохимического травления были получены пористые слои ZnSe с диаметром пор от 40 нм до 1 μм, прозрачные в видимой области.
Было установлено, что для CdSe и ZnSe характерно распространение пор вдоль линий тока в процессе формирования, и в отличие от элементарных полупроводников (Si, Ge) и III-V соединений (GaP, GaAs, InP и т.д.), им не характерен рост пор вдоль определённых кристаллографических направлений. В связи с этим была выявлена закономерность, согласно которой анизотропия электрохимического травления полупроводниковых материалов уменьшается с повышением ионной составляющей в химических связях.
Исследование спектров фотолюминесценции пористого CdSe показало, что уменьшение размера пор и стенок матрицы до 10-20 нм приводит к смещению в сторону больших энергий экситонной эмиссии на 10 мэВ за счет квантово-размерных эффектов. Из анализа спектров комбинационного рассеяния света было установлено, что концентрация свободных электронов в объёмном образце ZnSe, рассчитанная по положению полосы L+, соответствует данным измерения эффекта Холла, тогда как в пористых образцах ZnSe анализ полосы L+ указывает на снижение концентрации свободных электронов в два раза по сравнению с объёмным материалом. Снижение концентрации носителей заряда объясняется захватом свободных электронов энергетическими состояниями на огромной поверхности пористой матрицы.
С помощью комбинационного рассеяния света и инфракрасной Фурье спекроскопии были идентифицированы колебательные моды типа Фрёлих в пористых слоях ZnSe. Было доказано что частота этих колебательных мод практически не зависит от диаметра пор и толщины стенок пористой матрицы при условии сохранении степени пористости. Изучение процессов релаксации фотопроводимости пористых мембран CdSe показало, что фотоэлектрические свойства пористого селенида кадмия определяются флуктуациями поверхностного потенциала, которые контролируются морфологией и степенью пористости материала.
При термическом отжиге пористых матриц ZnSe была доказана возможность получения пористых слоев ZnO пригодных для разработки микро-лазеров. Была разработана технология получения двухмерных сетей ZnSe-Pt, которые состоят из металлических нанотрубок, внедренные в полупроводник с широкой запрещённой зоной, и которые перспективны для использования в фотонике.
Основные результаты диссертации опубликованы в 19 научных работах. Диссертация
написана на румынском языке, содержит 158 страниц текста, 94 рисунков, 4 таблиц и 187
литературных ссылок.
Официальные оппоненты
- Mihail Caraman
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Mihail Iovu
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики
Диссертации
