WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

3.4.2. Кинетика спадов СВЧ фотоотклика для пленок CdSe, полученных при разных температурах подложки. Спады СВЧ фотоотклика пленок, полученных при Ts = 350-400C, удовлетворительно описываются 1 или 2 экспоненциальными функциями (5), при этом вклад второй компоненты был малым. На рис. 7 представлен спад СВЧ фотоотклика пленки CdSe, полученной при 400C, в полулогарифмических координатах. Различимы два линейных участка — две экспоненциальные компоненты: быстрая и медленная.

Рис. 8. Спад фотоотклика для пленки, полученной при 500C.

На основании линейной зависимости амплитуды СВЧ На вставке — зависимость показателя степенной функции n от фотоотклика от интенсивности света (рис. 7, вставка) интенсивности возбуждения I.

2 Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 1172 Ю.В. Метелева, Г.Ф. Новиков при n 1 и экспоненты. Действительно, с ростом Ts концентрация примеси хлора в пленках уменьшается, образуется меньше электронных ловушек, и реакция избыточных свободных электронов и дырок между собой может начать эффективно конкурировать с их захватом.

Это коррелирует с зависимостями амплитуды фотоотклика в таких пленках от интенсивности возбуждения (рис. 6, кривые 4–6) — для пленок, полученных при Ts = 500-600C, эта зависимость нелинейная. Этот факт согласуется с высказанным предположением, что с ростом Ts растет вклад в кинетику процессов 2-го порядка.

Зависимость показателя степенной функции от интенсивности возбуждения для образцов, полученных при более высоких Ts (550 и 600C), в пределах ошибки эксперимента отсутствует (рис. 9). Его значения колеблются при этом от n 0.6 до n 0.4. Форма спадов при повышении интенсивности света I постепенно меняется и переходит в степенную функцию. Время полуспада Рис. 9. Показатель n степенных спадов пленок, полученных фотоотклика в таких пленках заметно уменьшается с при Ts, C: 1 — 500, 2 — 550, 3 — 600, в зависимости от ростом I.

интенсивности возбуждения I.

Факт, что в области линейной зависимости амплитуды фотоотклика от интенсивности возбуждения (рис. 6), характеристические времена полураспада быстрой компоненты больше у пленок с большей Ts (рис. 10) —веское свидетельство снижения концентрации акцепторных примесей в пленках при увеличении Ts.

Однако наблюдаемая зависимость амплитуды фотоотклика A1 от Ts (рис. 10) позволяет предположить, что процесс захвата электрона на акцепторную примесь — не единственный наблюдаемый процесс, приводящий к спаду фотоотклика. Существенный вклад, вероятно, дает еще более быстрый процесс с характеристическим временем спада, меньшим временного разрешения уста новки.

В области высоких интенсивностей света таким быстрым процессом может быть рекомбинация свободных электронов и дырок. Действительно, можно назвать границу для температуры получения пленок Ts = 500C, при которой при увеличении интенсивности света происходит переход от экспоненциального закона спада к Рис. 10. Зависимости A1 и 1 (см. (5)) от температуры синтеза Ts. степенному. По-видимому, при этих условиях синтеза пленок сильно изменяется структура дефектов, что обусловливает изменение соотношения вклада в кинетику СВЧ фотопроводимости процессов 1-го и 2-го порядка.

тронов обусловлена большой концентрацией примесей в Если принять вывод о превалирующем вкладе в этих образцах.

процесс гибели электронов в пленках, полученных В пленках, полученных при более высоких темпри Ts 500C, процесса рекомбинации свободных пературах, 500-600C, наблюдается другая кинетика электронов и дырок при высоких интенсивностях света:

(рис. 8). Спады фотопроводимости практически линейны в двойных логарифмических координатах, т. е. удовлеh творительно описываются степенными функциями. ПоCdSe - e- + p+, (6) казатель степени n этих функций не был одинаковым.

Например, для пленок, полученных при Ts = 500C, e показатель n зависел от интенсивности возбуждения, e- + Ae - Ae, (7) как показано на вставке к рис. 8. В принципе такая зависимость может быть кажущейся, например, обусловKr ленной наложением двух зависимостей — гиперболы e- + p+ -..., (8) Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. Получение и СВЧ фотопроводимость полупроводниковых пленок CdSe то можно приближенно оценить константу скорости быстрым спадом, отнесенным к процессу рекомбинаэтого процесса Kr, используя способ [21], ции. Частично наши результаты не согласуются с этим выводом. Однако следует иметь ввиду, что временное разрешение установки, примененной в работе [9], составKr (9) t0.7.

ляло 60 нс, и анализ кинетики они проводили начиная I0.7e 1 - exp e со 100 нс. Учитывая к тому же наблюдавшуюся авторами [9] не совсем линейную зависимость амплитуды Здесь e-, p+ — свободные электрон и дырка, — быстрой компоненты от интенсивности света, сделанные квантовый выход процесса ионизации (6), I0.7 — инвыводы об отнесении участков спада к определенным тенсивность света, при которой зависимость фотоотклипроцессам трудно признать надежными. Принимая в ка от интенсивности света отклоняется от линейной расчет сделанную нами оценку константы скорости на 30%, t0.7 — момент времени, в который регистрирупроцесса электронно-дырочной рекомбинации, вполне ется зависимость фотоотклика от интенсивности света, можно допустить, что процессы рекомбинации в экспеe — характеристическое время процесса гибели 1-го риментах [9] могли проявляться гораздо раньше, чем это порядка (7), Ae — электронная ловушка.

считают авторы цитируемой работы.

Подставляя значения параметров = 1, e = = 2 · 10-7 с, t0.7 = 5 · 10-8 с (т. е. t0.7 примерно соответ- Авторы выражают свою благодарность студентке Листвует положению максимума фотоотклика и времен- пецкого педагогического университета В.В. Шацко за ному разрешению установки) и I0.7 = 1013 фотон · см-2 проведение ряда экспериментов при выполнении ее дипломной раборы.

за один импульс, из соотношения (9) получим Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, Kr 2 · 10-6 см2с-проекты № 03-03-32202-а, 03-03-96404-р2003цчр, 05-0333016-а.

для пленок, полученных при Ts = 500-550C (рис. 6, кривая 5 и рис. 8). Принимая для коэффициента поглощения света на длине волны 337 нм значение Список литературы = 106 см-1, получим оценку константы скорости рекомбинации Kr 2 · 10-12 см3/c. Заметим, что полу[1] Properties of Wide Bandgap II-VI Semiconductors, ed. by ченная оценка константы скорости вполне соответствует R. Bhargava (INSPEC Publications. London, 1997).

сделанному предположению о межзонной рекомбинации [2] P.P. Hankare, V.M. Bhuse, K.M. Garadkar, S.D. Delekar, свободных носителей тока в CdSe при высоких интенI.S. Mulla. Semicond. Sci. Technol., 19, 70 (2004).

сивностях света. Действительно, аналогичная величина [3] V.M. Garcia, M.T.S. Nair, P.K. Nair, R.A. Zingaro. Semicond.

Sci. Technol., 11, 427 (1996).

для CdS составляет 2 · 10-13 см3/c [22]. При экситонном [4] M.E. Hernandez Torres, R. Silva-Gonzalez, H. Havarroмеханизме рекомбинации величины констант скороcтей Conteras, M.A. Vidal, J.M. Gracia-Jimenez. Modern Phys.

на 1–2 порядка величины больше: например, 10-11 см3/c Lett. B, 15, 741 (2001).

для AgBr [21,23], 2 · 10-12 см3/c для AgCl [24].

[5] E. Lifshitz, I. Dag, I. Litvin, G. Hodes, S. Gorer, R. Reisfeld, M. Zelner, H. Minti. Chem. Phys. Lett., 288, 188 (1998).

[6] S.J. Lade, M.D. Uplane, M.M. Uplane, C.D. Lokhande.

4. Заключение J. Mater. Sci.: Materials in Electronics, 9, 477 (1998).

[7] V. Swaminathan, V. Subramanian, K.R. Murali. Thin Sol.

Таким образом, проведенный анализ данных покаFilms, 359, 113 (2000).

зал, что при изменении условий получения пленок [8] G. Perna, V. Capozzi, S. Pagliara, M. Ambrico. Thin Sol.

CdSe с ростом температуры подложки Ts уменьшается Films, 387, 208 (2001).

концентрация примесей и изменяется распределение [9] S. Grabtchak, M. Cocivera. J. Appl. Phys., 79, 786 (1996).

ловушек электронов по глубине. Это приводит к из[10] G.F. Novikov, B.I. Golovanov, A.V. Chukalin, N.A. Tikhonina.

менению соотношения процессов захвата электрона и Sci. Appl. Photo, 39 (4), 313 (1998).

рекомбинации и позволяет интерпретировать степенную [11] С.Ю. Грабчак, Г.Ф. Новиков, Л.С. Моисеева, М.Р. Любовский, М.В. Алфимов. Журн. науч. и прикл. фотографии, кинетику с показателем степени n < 1 как сочетание 35 (2), 134 (1990).

гиперболической компоненты (процесс рекомбинации) и [12] U. Pal, D. Samanta, S. Ghorai, B.K. Samantaray, экспоненциальной.

A.K. Ghaudhuri. J. Phys. D: Appl. Phys., 25, 1488 (1992).

Заметим, что попытка получить сведения о кинетике [13] Р.Х. Бьюб. Физика и химия соединений AIIBVI (М., Мир, процессов с участием электронов уже предпринималась 1970).

в работе [9], в которой методом СВЧ фотопроводимости [14] V. Kumar, T.P. Sharma. J. Phys. Chem. Sol., 59 (8), были исследованы пленки CdSe, осажденные электро(1998).

химическим способом. Авторы [9] выделили 3 участка [15] S.Kr. Sharma, S. Kumar, V. Kumar, T.P. Sharma. Opt. Mater., на спаде СВЧ фотоотклика: быстрый экспоненциальный 13, 261 (1999).

спад, затем степенная зависимость, отнесенная авторами [16] Amorphous and Liquid Semiconductors, ed. byJ. Tauc (N. Y., к дисперсионному транспорту, и далее излом с более Plenum Press, 1974).

Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, вып. 1174 Ю.В. Метелева, Г.Ф. Новиков [17] T.P. Sharma et al. C.S.I.O. Communication, 19 (3–4), (1992).

[18] Ю.В. Метелева, Г.Ф. Новиков, Н.Л. Сермакашева, В.Н. Семенов. Хим. физика, 20 (7), 30 (2001).

[19] Ю.В. Метелева, А.В. Наумов, Н.Л. Сермакашева, В.Н. Семенов, Г.Ф. Новиков. Хим. физика, 20 (9), 39 (2001).

[20] В.Н. Семенов, А.В. Наумов. Вестн. ВГУ. Сер. химия, биология, 2, 50 (2000).

[21] G.F. Novikov, B.I. Golovanov. J. Imaging Sci., 39 (6), (1995).

[22] A.V. Tataurov, Yu.V. Meteleva, N.L. Sermakasheva, G.F. Novikov. Russian Chem. Bull., Int. Edition, 52 (5), 1201 (2003).

[23] Г.Ф. Новиков, Б.И. Голованов, М.В. Алфимов. Химия высоких энергий, 29 (6), 429 (1995).

[24] Г.Ф. Новиков, Б.И. Голованов, Н.А. Тихонина. Изв. АН.

Сер. хим., 9, 2234 (1996).

[25] M. Gardona, G. Harbeke. Phys. Rev. A, 1237, 1467 (1965).

Редактор Т.А. Полянская Production and the SHF photoconductivity of semiconductor CdSe films Yu.V. Meteleva, G.F. Novikov Institute for Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 142432 Chernogolovka, Russia Физика и техника полупроводников, 2006, том 40, 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.