WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||
2.5 · 10-6 < 2 · 10-измеренная на образце до отжига, свидетельствует о указывает на то, что рост интенсивности полосы связан с том, что доминирующими по концентрации собствен- увеличением концентрации центров одной природы, а не - -ными точечными дефектами являются [VCd], [VCd ] и с появлением центров другого происхождения. Источни- -ки полосы 1 эВ до настоящего времени не установлены.

[VZn], [VZn ]. В процессе отжига в подрешетке металла По-видимому, она имеет сложную природу [22,23]. Ряд при высоких PCd происходит уменьшение концентраций - -2 + авторов, в том числе и мы, связывали ее с захватом [VCd], [VCd ] и увеличение концентраций [Cd+] и [VTe].

i носителей на центры, представляющие собой либо изоПри этом концентрации собственных точечных дефектов - -лированные двукратно отрицательно заряженные вакан[VZn], [VZn ], прямо не связанные с PCd, могут оставаться -сии кадмия VCd [3], либо различные комплексы, вклюпостоянными или незначительно изменяться. Наличие чающие эти вакансии [15,24–27]. В условиях нашего глубокого уровня в запрещенной зоне, определяемого эксперимента концентрация вакансий кадмия не может центром, связанным с вакансией цинка, может объяснить увеличиваться с увеличением давления паров кадмия.

медленное увеличение n от PCd при резком возрастании Однако вполне вероятно присутствие VZn, содержащихся концентраций мелких доноров [Cd+], [Cl+ ].

i Te в исходном образце и сохраняющихся, как указывалось Для всех образцов Cd0.95Zn0.05Te, отожженных при выше, в условиях отжига с засыпкой. В пользу этого различных давлениях PCd, кроме эффекта Холла были предположения свидетельствует оценка энергетического измерены спектры фотолюминесценции, время жизни и положения уровня VZn в ZnTe [23], который почти подвижность носителей заряда, память фототока.

совпадает с уровнем VCd в CdTe. Увеличение PCd при Фотолюминесценция измерялась при 77 K в области энергий фотонов = 0.8-2.3 эВ. Излучение возбу- отжиге приводит к уменьшению концентрации акцепторных комплексов вакансии металла с донором [VMeD], ждалось аргоновым лазером (энергия кванта 2.43 эВ, ответственных за полосу фотолюминесценции 1.45 эВ, в плотность потока 1020 см-2 · c-1) и регистрировалось результате чего возрастает вклад полосы 1 эВ.

охлаждаемым германиевым фотодиодом. Как обычно, Как видно из рис. 1, b, увеличение давления пара спектр фотолюминесценции состоял из трех полос с максимумами вблизи 1.6, 1.45 и 1 эВ. Ограничимся обсу- кадмия при отжиге приводит к уменьшению интегральной интенсивности фотолюминесценции I0, что указыждением полосы 1 эВ. На рис. 1, b показаны зависимости вает на рост концентрации центров безызлучательной от PCd отношения интегральной интенсивности этой рекомбинации (или появление излучения за пределами полосы I к полной интенсивности, интегрированной по изученной области спектра, что мало вероятно). Эта всему спектру I0 (кривая 3), положения максимума полосы m (кривая 4) и полной интегральной интен- зависимость коррелирует с приведенными далее дансивности I0 (кривая 5). Интегральные интенсивности ными для произведения подвижности на время жизни для различных образцов измерялись при одинаковых носителей заряда и „памяти“ фототока в образцах, условиях возбуждения и регистрации. Видно, что до отожженных при больших PCd.

PCd 3.5 · 104 Па I практически не меняется, составляя На отжигаемых кристаллах методом измерения вре 6%, а затем резко возрастает до 90% и насыщается. мени пролета электронов и дырок при облучении Заметим, что насыщение концентрации электронов n -частицами (time-of-flight method) (см., например, [28]) и интенсивности полосы фотолюминесценции I наблю- были измерены произведения подвижности и времени дается в одной и той же области PCd (кривая 2 на жизни электронов, (µ )e, и дырок, (µ )h, до и после рис. 1, a и кривая 3 на рис. 1, b). Постоянство положения отжига (см. таблицу). Видно, что (µ )e мало изменяется максимума полосы (по крайней мере при PCd, соответ- в кристаллах после отжига. В то же время (µ )h ствующих электронному типу проводимости образцов) существенно понижается в отожженных кристаллах. Это Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 1038 О.А. Матвеев, А.И. Терентьев, Н.К. Зеленина, В.Н. Гуськов, В.Е. Седов, А.А. Томасов...

подтверждает высказанное предположение о том, что Список литературы при отжиге кристаллов Cd0.95Zn0.05Te при высоких PCd [1] Proc. 10th Int. Conf. II–VI Compounds (Bremen, 2001) появляются глубокие акцепторные центры (возможно, - -2 [Phys. Status Solidi B, 229, 1–1116 (2002)].

собственные точечные дефекты VZn, Vzn ). Эти центры [2] Proc. 11th Int. Conf. II–VI Compounds (Niagara, 2003) являются отрицательно заряженными, что приводит к [Phys. Status Solidi C, 1, 621–1079 (2004)].

интенсивному захвату дырок.

[3] D. de Nobel. Phil. Res. Rep., 14, 361 (1959).

Исследования характеристик этих же кристаллов (до [4] G. Mandel, F.F. Morehead, P.R. Wagner. Phys. Rev. A, 136, и после отжига) при воздействии интенсивным импульс826 (1964).

ным однородно поглощаемым излучением (режим ком- [5] Ф. Крегер. Химия несовершенных кристаллов (М., Мир, 1969) с. 654.

пьютерной томографии [29,30]) показали большую па[6] K. Zanio. Semiconductor and semimetals. (San Francisco– мять фототока на неотожженных кристаллах (см. таблиLondon–N. Y., 1978) v. 13, p. 230.

цу). Видно, что после отжига при малом PCd (близком [7] J. Marfaing. Thin Sol. Films, 387, 123 (2001).

к давлению, при котором происходит инверсия p n) [8] V. Babentsov, V. Corregider, K. Benz, M. Fiederle, T. Felgen, (отжиг 063) память фототока несколько снижается.

E. Dieguez. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A, 458, 85 (2001).

В отжигах 064, 067, 070 при увеличении PCd проис[9] K. Khachaturyan, M. Kaminska, E.R. Weber. Phys. Rev. B, 40, ходит резкое снижение памяти фототока до значений 6304 (1989).

(0.13-0.4)%. Величина памяти фототока коррелирует с [10] D.J. Chadi. Phys. Rev. Lett., 72, 534 (1994).

зависимостью от PCd величины (µ )h (см. таблицу). Как [11] C.H. Park, D.J. Chadi. Phys. Rev. B, 52, 11 884 (1995).

[12] О.А. Матвеев, А.И. Терентьев. ФТП, 34, 1316 (2000).

известно [15,29,30], одной из причин памяти фототока [13] О.А. Матвеев, А.И. Терентьев. ФТП, 27, 1894 (1993).

является неполное собирание дырочной компоненты [14] О.А. Матвеев, А.И. Терентьев. ФТП, 32, 159 (1998).

сигнала. В нашем случае (отжиги 064, 067,070) дыроч[15] O.A. Matveev, A.I. Terent’ev, V.P. Karpenko, N.K. Zelenina, ная компонента практически отсутствует, что приводит A. Fauler, M. Fiederle, K.W. Benz. Phys. Status Solidi B, 229, к резкому (в 10-20 раз) снижению памяти фототока и 1073 (2002).

свидетельствует о появлении большого числа глубоких [16] О.А. Матвеев, А.И. Терентьев. ФТП, 29, 378 (1995).

акцепторных центров, ответственных за рекомбинацию [17] J.H. Greenberg, V.N. Guskov, M. Fiederle, K. Benz. J. Cryst.

дырок.

Growth, 270, 69 (2004).

[18] K.V. Kiseleva, U.V. Klevkov, S.N. Maksimovsky, S.A. MedТаким образом, проведенные исследования процесса vedev, N.N. Santurina. Proc. Int. Symp. Cadmium Telluride самокомпенсации в монокристаллах Cd0.95Zn0.05Te : Cl (Strusburg, 1971), ed. by P. Siffert, A. Cornet (Centre de показали, что инверсия проводимости p n наблюдаетResich des Nucl.) p. XII.

ся в этих кристаллах при более высоких концентрациях [19] J.H. Greenberg, V.N. Guskov, V.B. Lazarev, O.V. Shekerсвободных носителей заряда (n, p 109 см-3), а кривая shneva. J. Solid St. Chem., 102, 382 (1993).

зависимости концентрации электронов от давления кад[20] F.T. Smith. Metall. Trans., 1, 617 (1970).

мия более пологая, чем в кристаллах CdTe : Cl.

[21] Н.Н. Берченко, В.Е. Кревс, В.Г. Средин. ПолупроводниРезультаты исследования фотолюминесценции, време- ковые твердые растворы и их применение, AIIBVI.

Справочные таблицы (М., Мин. обороны, 1982) с. 208.

ни жизни и подвижности носителей заряда, а также [22] C.B. Davis, D.D. Allred, A. Reyes-Mena, O. Gonzales, памяти фототока подтверждают появление глубокого B.C. Hess, W.P. Allred. Phys. Rev. B, 47, 13 363 (1993).

акцепторного уровня в запрещенной зоне отожжен[23] W. Stadler, D.M. Hofman, H.C. Alt, T. Muschik, B.K. Meyer, ных кристаллов. Это свидетельствует о правомочности E. Weigel, G. Muller-Vogt, M. Salk, E. Rupp, K.W. Benz.

применения для объяснения низких значений электроPhys. Rev. B, 51, 10 619 (1995).

проводности отожженных кристаллов Cd0.95Zn0.05Te : Cl [24] M.R. Lorenz, B. Segal, H.H. Woodbury. Phys. Rev., 134, модели самокомпенсации путем генерации заряженных (1964).

собственных точечных дефектов с глубоким акцептор[25] G. Mandel. Phys. Rev., 134, 1073 (1964).

ным уровнем. Сделано предположение, что этот уровень [26] Н.В. Агринская, Е.Н. Аркадьева, О.А. Матвеев. ФТП, 4, 370 (1970).

принадлежит вакансии цинка, сохраняющей активность [27] N.V. Agrinskaja, O.A. Matveev. Rev. Phys. Appliquee, 12, при высоких PCd.

(1977).

Необходимо отметить, что обнаруженный характер [28] Н.К. Зеленина, А.А. Томасов. Электрон. техн., сер. Матезависимости концентрации электронов от PCd для кририалы, 7, 77 (1983) сталлов Cd0.95Zn0.05Te : Cl создает намного более бла[29] N.K. Zelenina, S.N. Ignatov, V.P. Karpenko, L.V. Maslova, гоприятные условия для управления электрическими O.A. Matveev, D.A. Popov, A.I. Terent’ev. Nucl. Instr. Meth.

свойствами кристалла в процессе его приготовления с Phys. Res. A, 283, 274 (1989).

помощью изменения давления паров кадмия по сравне- [30] В.П. Карпенко, О.А. Матвеев, А.А. Томасов. Электрон.

моделирование, 11, 92 (1989).

нию с CdTe : Cl.

Редактор Л.В. Шаронова Работа выполнена при поддержке INTAS (№ 99-1456).

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. Точная самокомпенсация проводимости в кристалле Cd0.95Zn0.05Te : Cl в широком интервале... Process of self-compensation of conductance in Cd0.95Zn0.05Te : Cl crystals in a wide range of Cd vapor pressures O.A. Matveev, A.I. Terentjev, N.K. Zelenina, V.N. Guskov, V.E. Sedov, A.A. Tomasov, V.P. Karpenko Ioffe Physicotechnical Institute, Russian Academy of Sciences, 194021 St. Petersburg, Russia Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, 117907 Moscow, Russia Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып.

Pages:     | 1 ||



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.