WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Исследования процессов загасания различных по природе полос катодолюминесценции ZnSeО показали, что первоначально загасает Н компонента SA свечения (t 0,2нс), обязанная переходам с более высокого уровня E+. Действительно, электроны, стремясь перейти на низкие энергетические состояния с минимальной энергией, быстрее опустошают этот уровень. В результате по­лоса Н (переходы E+ ESA) затухает примерно на порядок раньше, чем полосы L (t 10-50нс), обязанные переходам E– ESA.

Для полосы связанного экситона ВЕSA 470нм выявляется сложная временная зависимость изменения интенсивности полосы I470: первоначальное увеличение интенсивности (t1~ 0,01нс), затем быстрый спад (t2 < 0,1нс). Увеличение интенсивности экситонной полосы обычно связывают с распадом экситонов с меньшей энергией связи, например свободного экситона. Закономерности затухания связанного экситона и H компоненты SA свечения сходны.

Приведены результаты оптических исследований спектров поглощения, возбуждения люминесценции и пропускания ZnSО и ZnSeО. Показано, что применение теории непересекающихся зон дает глобальное объяснение их особенностей, которые ранее не имели объяснения. Представлена зонная модель переходов с поглощением, на которой рассмотрены множественные переходы в сложной мультизоне, инициированной кислородом.

Исследования спектров поглощения ZnSO показали, что увеличение концентрации растворенного кислорода приводит к резкому росту поглощения в области ~ 300 нм за счет переходов ЕV Е+ (Н), длинноволновому сдвигу края поглощения и возникновению второй полоса (L) 331-332 нм (ЕV Е–).

Рассмотрены отдельные переходы с поглощением, которые проявляются в спектрах возбуждения самоактивированного свечения. Уточнены возможные типы переходов. В частности, при исследовании низкотемпературных спектров фотовозбуждения люминесценции проявляются селективные полосы поглощения, соответствующие основным переходам ЕV Е+ и ЕV Е–.

При больших концентрациях растворенного кислорода и избытке Zn в возбуждении L и Н компонент SA свечения наблюдается кроме того более ДВ полоса возбуждения. Сопоставление с зонной моделью показывает, что эта полоса скорее всего обязана переходам электронов с уровня ЕSA в зону проводимости E–. Согласно спектрам возбуждения высока вероятность заполнения уровней Е+ через Е–.

Исследования спектров возбуждения зеленого свечения подтверждают выводы относительно его природы.

Исследования пропускания в полосе прозрачности ZnS-ZnSe показало, что присутствие кислорода уменьшает прозрачность, по-видимому, за счет рассеяния скоплениями при неоднородном распределении кислорода в кристаллах.

В ближнем ИК-диапазоне выделены селективные полосы поглощения ZnS-ZnSe, обязанные переходам Е– Е+. Спектральное положение этих полос зависит от концентрации кислорода. При неоднородном распределении кислорода имеет место смещение или размытие селективных полос. Предложены схемы расчета, позволяющие определить спектральное положение таких полос в зависимости от концентрации растворенного кислорода.

Отмечается, что при большом коэффициенте поглощения сложная система уровней мультизоны повышает эффективность поглощения света твердыми растворами ZnSO-ZnSeO, что благоприятно для создания ряда новых приборов оптоэлектроники.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Результаты работы могут быть представлены в виде следующих основных выводов:

1. Впервые проведены исследования и анализ основных оптических свойств соединений А2В6 – ZnS и ZnSe – с привлечением теории непересекающихся зон. Это позволило учесть присутствие фоновой примеси кислорода, которая влияет, даже в концентрациях до 1 мол%, на зонную структуру кристалла. Рассмотрены особенности самоактивированного свечения и характерное изменение ширины запрещенной зоны в присутствии кислорода. Анализ экспериментальных данных показал, что многие, ранее не имевшие интерпретации особенности спектров люминесценции, поглощения, отражения и пропускания, получают объяснение с позиций теории непересекающихся зон.

2. Рассчитана зонная модель для кристаллов ZnSO, ZnSCu(O), ZnSеO, ZnSеCu(O). Подтверждено или определено положение уровня кислорода ЕО как 0,11 и 0,16 эВ по отношению ко дну зоны проводимости ЕС чистых соединений ZnSe и ZnS. В зависимости от концентрации растворенного кислорода эта модель в согласии с экспериментальными данными позволяет оценить величины расщепления зоны проводимости ( = Е+ – Е–), спектральное положение края фундаментального поглощения Е–, а также дублетную структуру полос SA или SAL самоактивированной люминесценции и положение связанного экситона на кислородных комплексах.

3. Представлена новая интерпретация полос люминесценции Cu в соединениях ZnSO и ZnSeO. В частности, две хорошо известные для ZnSe полосы излучения Cu-R и Cu-G определяются одним и тем же центром, но обязаны переходам из двух подзон Е+ и Е– расщепленной благодаря присутствию кислорода зоны проводимости.

4. Построение модели излучательных переходов, позволило по-новому представить природу зеленого свечения ZnSCu. Подтвердилось высказанное ранее предположение, что зеленое и синее свечение Cu в ZnS определяются переходами на один и тот же акцепторный уровень. При этом спектральное положение зеленой полосы определяется уменьшением ширины запрещенной зоны Е– в области скоплений кислорода. Эти выводы подтверждены исследованиями спектров возбуждения зеленого свечения. В случае ZnSеCu аналогичные по природе полосы должны соответствовать спектральному диапазону ~ 700 – 800 нм.

5. Получены результаты, характеризующие распределение кислорода в кристаллах, которое в большинстве случаев неоднородное, что существенно усложняет суммарные спектры люминесценции и поглощения. При этом полосы свободного и связанного экситона из скоплений с повышенным содержанием растворенного кислорода определяют узколинейчатый сложный спектр в краевой области.

6. Дана идентификация полос связанных экситонов BE на акцепторных уровнях кислородных центров самоактивированного SA свечения ZnSO и ZnSeO. Обнаружено, что полосы связанных на SA центрах экситонов BESA наблюдаются в спектрах, полученных из объема неоднородных кристаллов. При повышенной плотности возбуждения полоса BESA, резко усиливается, сужается и превалирует во всей видимой области спектра. Высказано предположение, что связанный экситон на кислородных центрах будет определять свечение при лазерном эффекте.

7. Изменение зонной структуры, инициированное кислородом, приводит к усложненной системе уровней, определяющей переходы с поглощением. Представлена модель, соответствующая основным компонентам спектра поглощения (отражения), пропускания, возбуждения люминесценции в системе твердых растворов ZnSO - ZnSeO.

Показано, что при введении кислорода усиливается абсорбция, которая обязана переходам ЕV Е–(+) и характеризуется величиной коэффициента поглощения на уровне фундаментального 5104-105 см-1. Уточнены возможные типы переходов.

Выделены селективные полосы поглощения в ближнем ИК диапазоне спектра, которые определяются переходами между подзонами Е– Е+. Показано, что спектральное положение этих полос зависит от концентрации кислорода. При неоднородном распределении кислорода имеет место их размытие.

8. Представленные зависимости смещения с увеличением [OS] экситонных полос, самоактивированной люминесценции или полос, связанных с переходами между подзонами, могут быть использованы для прямого определения концентрации растворенного кислорода в основном объеме кристалла (матрице) и в скоплениях ZnS или ZnSe. Спектральное положение этих полос может быть использовано для контроля [OS], а тип самоактивированной люминесценции – для оценки отклонения состава кристаллов от стехиометрии.

Отмечается, что при большом коэффициенте поглощения сложная система уровней повышает эффективность абсорбции света твердыми растворами ZnSO и ZnSeO, что благоприятно для создания ряда новых приборов оптоэлектроники.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Исследование влияния кислорода на спектры катодолюминесценции и ширину запрещенной зоны ZnSxSe1-x / Морозова Н.К., Мидерос Д.А., Каретников И.А., Гаврищук Е.М., Иконников В.Б. // ФТП. 2006. Т. 40, № 10. С. 1185-1191.

2. N.K. Morozova, D.A. Mideros, E.M. Gavrishuk / Self-Activated luminescence in ZnS-ZnSe system from positions of the band anticrossing model // Изв. Вузов Физика 2006. № 10. С. 166-169.

3. Роль фоновых примесей O и Cu в оптике кристаллов ZnSe c позиций теории непересекающихся зон / Морозова Н.К., Мидерос Д.А., Гаврищук Е.М., Галстян В.Г. // ФТП. 2008. Т. 42, № 2. С. 131-135.

4. Морозова Н.К., Мидерос Д.А. / Влияние Te на самоактивированное свечение ZnSe // Изв. Вузов Электроника 2007. №3. С. 12-17.

5. Голуб К.В., Мидерос Д.А. / Структурные превращения в ZnS при повышенном давлении // Тез. докл. X Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, 27-28 февраля 2004г. –М.: МЭИ, – Т. 1. – C. 222-223.

6. Влияние газостатирования на SAL люминесценцию ZnSe1-xSx / Мидерос Д.А., Голуб К.В., Савин Д.В., Куляс М.А. // Тез. докл. XI Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, 1-2 марта 2005г. – М.: МЭИ, – Т. 1. – C. 271.

7. Влияние кислорода на люминесценцию ZnSxSe1-x / Морозова Н.К., Каретников И.А., Мидерос Д.А., Гаврищук Е.М., Иконников В.Б. // Труды VII Междунар. конф. “Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы”, 27-30 июня 2005г. – Ульяновск, – С. 196.

8. Зависимость ширины запрещенной зоны ZnSxSe1-x от состава / Морозова Н.К., Каретников ИА., Гаврищук Е.М., Мидерос Д.А. // Докл. 36 межд. науч.-тех. семинара “Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах”, М.: МЭИ, – 2005. – С. 158-162.

9. Мидерос Д.А., Морозова Н.К. / Равновесие точечных дефектов и самоактивированная люминесценция в кристаллах ZnS-ZnSe // Доклады 36 межд. науч-тех. семинаре “Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах”, М.: МЭИ, – 2006. – С. 163-168.

10. Изменение некоторых оптических и структурных свойств ZnSxSe1-x при повышенных давлениях и температурах / Морозова Н.К., Мидерос Д.А., Савин Д.В., Нгуен Ч.Х. // Тез. докл. XII Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, 27-28 февраля 2006г. – М.: МЭИ, – Т.1. – C.305-306.

11. Мидерос Д.А., Нгуен Чан Ха / Сравнительный анализ равновесия собственных точечных дефектов и области гомогенности в ZnS и ZnSe // Тез. докл. XIII Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, 27-28 февраля 2007г. – М.: МЭИ, – Т.1. – C.282-283.

12. Мидерос Д.А./ Самоактивированная люминесценция ZnSeO при легировании теллуром // Тез. докл. XIII Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, 27-28 февраля 2007г. – М.: МЭИ, – Т.1. – C.280-281.

13. Морозова Н.К., Мидерос Д.А. / Зонная модель ZnS(O), ZnSCu(O) // Доклады 37 межд. науч-тех. семинаре “Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах” – М.: МЭИ, – 2007. – С. 156-161.

14. Морозова Н.К., Мидерос Д.А. / Оптические свойства системы (ZnS-ZnSe)O с позиций теории непересекающихся зон // Труды VIII Междунар. конф. “Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы”, 24-30 cентября 2007г. –Ульяновск, – С. 204.

15. Special features in luminescence spectra ZnS(O) and ZnSCu(O) from the point of view of non-crossing zones / N.K. Morozova, D.A. Mideros, E.M. Gavrishuk, В.Б. Иконников, E.V. Karaksina, V.G. Galstyan // Труды XIII Междунар. конф. “High-purity substances and materials. Production, analysis, application”, 28-31 мая 2007г. – Нижний Новгород, – С. 112.

16. Морозова Н.К., Мидерос Д.А., Нгуен Чан Ха / Комплексы точечных дефектов, ответственных за самоактивированное свечение и растворимость кислорода в ZnS и ZnSе // Доклады 38 межд. науч-тех. семинаре “Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах”, М.: МЭИ, – 2008. – С. 103-107.

17. Характеристика полос люминесценции ZnS(О) и ZnSе(О) с позиций теории непересекающихся зон / Морозова Н.К., Мидерос Д.А., Лисицын В.М., Каретников И.А. // Доклады 38 межд. науч-тех. семинаре Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах”, М.: МЭИ, – 2008. – С. 108-112.

18. Мидерос Д.А. / Особенности полос люминесценции разной природы ZnS(О) и ZnSе(О) с позиций теории BAC // Тез. докл. XIII Междунар. науч.–техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”, 28-29 февраля 2008г. – М.: МЭИ, – Т.1. – C.305-306.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»