Получение, легирование и исследование энергетического спектра примесей структурно совершенных монокристаллов селенида цинка
|
СтатусДиссертация была зашищена 31 марта 2010Утверждена Национальным Советом 3 июня 2010 Автореферат – 0.48 Mb / на румынском – 0.52 Mb / на русском |
Ключевые слова
селенид цинка, рост кристаллов, легирование, азот, натрий, фотолюминесценция, электропроводность, примесные и собственные дефекты, экситон, экситонно-примесный комплексАннотация
Диссертационная работа написана на русском языке, состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 116 страниц текста, 58 рисунков, 8 таблиц, список цитируемой литературы, включающий 123 наименования. Полученные результаты опубликованы в 12 научных работах.
Диссертационная работа посвящена исследованию влияния технологических факторов на структурное совершенство и чистоту кристаллов ZnSe, выращиваемых посредством физического переноса пара. Проведено исследование электрических и люминесцентных свойств кристаллов ZnSe, легированных примесями I, Al, N, H, Cl, Ca и Na.
По результатам разработки технологии роста монокристаллов ZnSe установлено, что использование предложенного резкого температурного профиля с минимумом, расположенным в области границы между затравкой и дном ампулы, в сочетании с температурным градиентом в области кристаллизации не более 0,6°С/см, и температуры роста 980÷1060°С позволяет выращивать кристаллы объемом до 3 см3, свободные от границ субграней и двойников, с плотностью дислокаций 0÷30 мм-2.
Установлено, что внедрение примеси азота в подрешетку Se, приводит к формированию акцепторных центров NSe с энергией активации 104±5 мэВ, компенсирующих неконтролируемую донорную примесь в кристаллах n-ZnSe, и приводящих к изменению вероятности каналов излучательной рекомбинации с участием неконтролируемых примесей.
Внедрение примеси натрия в ZnSe, приводит к формированию акцепторных центров NaZn
с энергией активации 105±3 мэВ, а также донорных центров Nai, NaZnVSe и NaiNaZn с
энергиями активации 18±3, 35±3 и 52±9 мэВ, соответственно, которые определяют
излучение в низкоэнергетической части спектра краевой фотолюминесценции. Избыток
селена в кристаллах ZnSe, легируемых примесью Na в процессе роста, стабилизирует
термодинамически неравновесные акцепторные центры NaZn.
Содержание
- 1.1. Методы роста монокристаллов ZnSe
- 1.2. Состояния собственных и примесных дефектов в ZnSe
- 1.2.1. Донорные состояния
- 1.2.2. Акцепторные состояния
- 1.3. Проблема реализации дырочной проводимости в ZnSe
- 1.3.1. Легирование азотом
- 1.3.2. Легирование литием и натрием
- 1.4. Выводы главы 1 и постановка задачи
2. МEТОДИКА ЛЕГИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОНОКРИСТАЛЛОВ ZnSe
- 2.1. Технология получения и очистки легирующих веществ
- 2.2. Методика легирования кристаллов ZnSe азотом
- 2.3. Методика легирования кристаллов ZnSe натрием
- 2.4. Установка для исследования фотолюминесцентных свойств
- 2.5. Установка для исследования электрических свойств
3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ZnSe И ИХ ЛЕГИРОВАНИЯ
- 1. Технология синтеза ZnSe из элементов и его последующей очистки
- 2. Технология роста монокристаллов ZnSe из паровой фазы
- 3. Фотолюминесцентные и электрические свойства нелегированных кристаллов ZnSe
- 4. Условия получения, фотолюминесцентные и электрические свойства высокопроводящих монокристаллов n-ZnSe
- 5. Выводы главы 3
4. ИЗЛУЧАТЕЛЬНЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ZnSe, ЛЕГИРОВАННЫХ АЗОТОМ МЕТОДОМ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДИФФУЗИИ
- 1. Влияние среды отжига кристаллов ZnSe на степень трансформации их фотолюминесцентных свойств посредством легирования азотом
- 1.1. Спектры краевой фотолюминесценции
- 1.2. Спектры длинноволновой фотолюминесценции
- 2. Влияние давления паров азота в среде отжига на фотолюминесцентные свойства ZnSe
- 3. Влияние температуры отжига в азот содержащих средах на фотолюминесценцию кристаллов ZnSe
- 4. Временная трансформация фотолюминесцентных свойств кристаллов ZnSe, отожженных в атмосфере азота
- 4.1. Краевая фотолюминесценция
- 4.2. Длинноволновая фотолюминесценция
- 5. Сопоставление спектров краевой и длинноволновой фотолюминесценции образцов ZnSe, отожженных в атмосфере азота. Идентификация полос краевой и длинноволновой люминесценции
- 6. Влияние примесного состава кристаллов ZnSe на степень трансформации их спектров фотолюминесценции посредством легирования азотом
- 7. Влияние примеси азота на проводимость монокристаллов ZnSe:N. Механизмы усиления фотолюминесценции посредством рекомбинации с участием глубоких центров
- 8. Выводы главы 4
5. ПОЛУЧЕНИЕ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ZnSe:Na
- 1. Фотолюминесцентные свойства кристаллов ZnSe:Na, легированных Na термической диффузией
- 2. Концентрационное влияние примеси натрия на фотолюминесцентные свойства кристаллов ZnSe, легированных в процессе роста из расплава Se
- 3. Влияние уровня возбуждения и температуры на спектры краевой фотолюминесценции кристаллов ZnSe:Na
- 4. Влияние постростового отжига на фотолюминесценцию кристаллов ZnSe:Na
- 5. Структура и энергия активации примесных центров в кристаллах ZnSe:Na
- 5.1. Акцепторные дефекты замещения NaZn
- 5.2. Донорные дефекты внедрения Nai
- 5.3. Участие остаточных доноров в излучательных каналах рекомбинации кристаллов ZnSe:Na:Se
- 5.4. Ассоциативные донорные центры NaZnVSe
- 5.5. Ассоциативные донорные центры NaiNaZn
- 6. Механизм растворимости примеси Na в кристаллах ZnSe
- 7. Специфика роста кристаллов ZnSe из расплава Se
- 8. Фотолюминесцентные и электрические свойства кристаллов ZnSe:Na, легированных в процессе роста из паровой фазы
- 8.1. Легирование в процессе роста из стехиометрической паровой фазы
- 8.2. Стабилизация примеси натрия избытком селена
- 9. Выводы главы 5
Официальные оппоненты
- Leonid Culiuc
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики - Emil Rusu
доктор хабилитат, доцент, Институт Электронной Инженерии и Нанотехнологий имени Д. Гицу
Члены Ученого Совета
- Petru Gaşin, председатель
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Dormidont Şerban, секретарь
доктор хабилитат, Институт прикладной физики - Ion Tighineanu, член
доктор хабилитат, профессор, Институт математики и информатики - Nicolae Sîrbu, член
доктор хабилитат, профессор, Технический Университет Молдовы - Alexandru Cliucanov, член
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Ernest Aruşanov,
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы
Диссертации
