WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Zn i CuZn и СlSe, формирующих новые ассоциативные центры Структура центров свечения, ответственных за посвечения.

лосы красной люминесценции в кристаллах n-ZnSe, Поскольку концентрация дефектов CuZn иClSe зависит неотожженных в парах соли CuCl, и в кристаллах, от концентрации собственных дефектов в исходных кри- термообработанных в парах соли, по-видимому, разная.

сталлах n-ZnSe, следующую серию образцов мы предва- В кристаллах n-ZnSe, неотожженных в парах соли, за рительно отожгли в жидком цинке с целью уменьшения полосу красной люминесценции ответственны донорно++ концентрации VZn и мелких неконтролируемых доноров. акцепторные пары (VZn -DZn). Энергия термической Спектры ФЛ кристаллов n-ZnSe : Zn : CuCl представлены активации, определенная по высокотемпературному нана рис. 4, b. В отличие от исходного неотожженного клону зависимости ln I = f (103/T ), оказалась равкристалла n-ZnSe спектр ФЛ кристалла n-ZnSe : Zn со- ной 0.143 эВ. Отжиг кристаллов n-ZnSe в парах состоит из широкой полосы с двумя пиками при 600 и ли CuCl приводит к образованию сложного акцептора 640 нм и слабо выраженной полосы при 550 нм (рис. 4, b, (Cu+ -ClSe). Полоса красного излучения при этом форZn кривая 1). Отжиг кристаллов в парах соли CuCl в мируется за счет излучательных переходов электронов с течение 5 ч приводит к уменьшению интенсивности всех мелкого донора на ассоциативный акцептор (Cu+ -ClSe).

Zn наблюдаемых полос ФЛ. Полоса зеленого излучения Ранее в работе [18] предполагалось, что за полосу крас(max = 50 нм) в спектре ФЛ возгорается при 25-часовом ного излучения в кристаллах ZnSe : Cu : Cl ответственны отжиге кристаллов и становится доминирующей по ин- донорно-акцепторные ассоциаты (CuZnClSe).

тенсивности. Дальнейшее увеличение длительности от- В. Термическая диффузия меди из металлической жига приводит к гашению интенсивности обеих полос пленки, напыленной на поверхность кристалла. На ФЛ. Таким образом, предварительный отжиг кристаллов рис. 5 приведены спектры ФЛ исходных кристаллов в жидком цинке уменьшает концентрацию VZn, ограничи- трех серий образцов и образцов одной из серий с вая возможность внедрения атомов Cu в узлы цинковой различной длительностью термообработки их в вакууме подрешетки. Отжиг длительностью более 25 ч приводит после нанесения на поверхность тонкой пленки меди.

к насыщению процесса заполнения VZn атомами меди и Спектр ФЛ исходного, не подвергавшегося какой-либо интенсивность полосы зеленого излучения уменьшается. термической обработке кристалла ZnSe имеет максиПолоса красного излучения с максимумом при 640 нм мальную интенсивность при 635 нм и состоит из двух практически полностью гасится после 25-часового от- полос, так как коротковолновое крыло его имеет явно жига кристаллов n-ZnSe : Zb : CuCl, тогда как в спектре выраженный перегиб в области 605 нм. Предварительный ФЛ кристаллов n-ZnSe : CuCl она присутствует и после отжиг исходного кристалла n-ZnSe в жидком цинке при 75-часового отжига их в парах соли CuCl. 950C в течение 100 ч с целью уменьшения количества Предварительный отжиг кристаллов n-ZnSe в вакууме собственных дефектов VZn приводит к исчезновению приводит к росту концентрации VZn [17]. Следовательно, перегиба на коротковолновом спаде полосы излучения.

в кристаллах n-ZnSe, отожженных в вакууме, а затем Положение максимума смещается к 640 нм, полушив парах соли CuCl создаются благоприятные условия рина полосы, как и в предыдущем случае, составляет для образования акцепторов CuZn. Эволюция спектров 250 мэВ. Полоса имеет асимметричную форму. Отжиг ФЛ в процессе длительного отжига кристаллов n-ZnSe в исходного кристалла в вакууме при 950C в течение вакууме, а затем в парах соли CuCl показана на рис. 4, c. 100 ч приводит к сужению полосы красного излучения Как и следовало ожидать, в этом случае интенсивное до 166 мэВ. Исчезновение перегиба при 605 нм на зеленое излучение (max = 540 нм) наблюдается уже коротковолновом спаде излучения исходных кристаллов после 5-часового отжига кристаллов в парах соли и n-ZnSe после отжига их в жидком цинке или в вакууме в отличие от предыдущей серии образцов, эта полоса является следствием частичного распада ассоциативных Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № 176 Г.Н. Иванова, В.А. Касиян, Д.Д. Недеогло, С.В. Опря ростом длительности отжига кристаллов для всех серий исследованных образцов (рис. 5, вставка).

Анализируя структуру центров свечения в кристаллах n-ZnSe, легированных медью из металлической пленки на поверхности кристалла, естественно предположить, что эти центры включат в себя атомы меди, диффундирующие в кристалл из тонкой пленки меди, и собственные дефекты типа VZn и VSe, возникающие в результате растворения атомов Zn в медной пленке [20]. Об участии меди в формировании центров свечения свидетельствует появление в спектрах ФЛ кристаллов n-ZnSe : Cu полосы зеленого излучения ( = 550 нм), которая в соответствии с многочисленными литературными данными идентифицируется с центрами свечения, включающим в свой состав атомы меди. Характерно, что в спектрах ФЛ исходных кристаллов эта полоса излучения отсутствует.

Интересной особенностью спектров ФЛ исследуемых образцов является то, что интенсивность полосы красного излучения (max = 640 нм) слабо зависит от длительности термообработки кристаллов (рис. 5), в то время как при отжиге кристаллов n-ZnSe в расплаве Zn + Cu или в парах соли CuCl наряду с ростом интенсивности полосы зеленого излучения интенсивности полосы красного свечения сильно гасится. Это дает основание полагать, что полоса красного излучения в рассматриваемом случае обусловлена центрами, в состав которых входят собственные дефекты. Центрами красного свечения в данном случае могут быть ассоциаты типа (VZnZni), предложенные в работе [8]. Максимум полосы зеленого излучения в спектрах ФЛ кристаллов n-ZnSe, Рис. 5. Спектры ФЛ кристаллов ZnSe (1), ZnSe : вакуум (2), ZnSe : Zn (3) и кристаллов ZnSe : Zn, легированных медью из легированных медью из металлической пленки, сдвинут металлической пленки (4–7). Время отжига пленки Cu, мин:

в более длинноволновую область (max = 550 нм) по 4 —2, 5 —4, 6 —8, 7 — 20. ex = 460 нм. T = 77 K.

сравнению с кристаллами, легированными медью из расНа вставке — зависимость отношения интенсивностей полос плава Zn + Cu или в парах соли CuCl (max = 530 нм).

зеленого и красного излучения для кристаллов ZnSe : Cu (8), В работе [15] предлагается структура центра зеленого ZnSe : Zn : Cu (9) и ZnSe: вакуум: Cu (10) от времени отжига свечения кристаллов n-ZnSe : Cu (max = 550 нм) типа пленки Cu.

(CuZn-CuZn). Мы допускаем возможность образования таких центров свечения в нашем случае, полагая, что медь в узлах цинковой подрешетки находится в центров (VZnVSe), ответственных за полосу излучения, двухзарядовом состоянии (Cu++). Глубина залегания Zn локализованную при 605 нм [19], в результате умень- этого центра, определенная по температурному гашению шения числа собственных дефектов VZn, либо VSe при интенсивности полосы зеленого излучения, составляет соответствующих термообработках. 0.12–0.15 эВ от потолка валентной зоны.

Независимо от среды предварительной термообработ- Таким образом, в процессе отжига кристаллов n-ZnSe с ки исходных кристаллов n-ZnSe, а следовательно, неза- металлической пленкой меди на поверхности происходит висимо от концентрации собственных дефектов VZn и растворение атомов Zn в медной пленке и генерация VSe, и от их соотношения между собой последующий собственных дефектов VZn наряду с генерацией примесотжиг в вакууме кристаллов с тонкой пленкой меди ных дефектов CuZn в результате растворения меди в на поверхности приводит к появлению в спектре ФЛ кристалле селенида цинка.

при 77 K полосы зеленого излучения с максимумом при 550 нм, интенсивность которой растет с увеличеСписок литературы нием времени отжига, в то время как интенсивность полосы красного свечения с максимумом при 640 нм [1] М.К. Шейнкман, Г.Л. Беленький. ФТП, 2, 1635 (1988).

практически не зависит от времени отжига. Она лишь [2] G.B. Stringfellow, R.H. Bube. J. Appl. Phys., 39, 3657 (1968).

слегка расширяется с ростом времени отжига кристал[3] R.N. Bhargawa. J. Cryst. Growth, 59, 15 (1982).

лов (рис. 5, кривые 4–6). Отношение интенсивностей [4] G. Jones, J. Woods, J. Luminesc., 9, 389 (1974).

полос зеленого и красного свечения увеличивается с [5] И.А. Миронов, Л.Я. Марковский. ФТП, 6, 2245 (1964).

Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, № Влияние способа легирования кристаллов n-ZnSe медью на структуру центров свечения... [6] Ю.Ф. Ваксман. Автореф. канд. дис. (Одесса, 1977).

[7] А.Н. Георгобиани, Е. Заде-Улы, И.Д. Муллабаев, Б.Н. Левонович, Н.В. Сердюк. Кр. сообщ. по физике ФИ АН СССР, №2, 55 (1984).

[8] В.Д. Рыжиков, Н.П. Старжинский. УФЖ, 33, 818 (1988).

[9] О.В. Вакуленко, В.Д. Рыжиков, Б.М. Шутов. ЖПС, 49, (1988).

[10] В.М. Скобеева, В.В. Сердюк, Л.Н. Семенюк, Н.В. Малушин. ЖПС, 44, 243 (1986).

[11] В.В. Сердюк, В.М. Скобеева, Н.В. Малушин. ЖПС, 35, (1981).

[12] A.E. Thomas, G.J. Russel, J. Woods. J. Phys. C: Sol. St. Phys., 17, 6213 (1984).

[13] В.А. Касиян, Д.Д. Недеогло, С.В. Опря. ФТП, 28, (1994).

[14] В.В. Борщ, П.Е. Мозоль, Е.А. Сальков, И.И. Пацкун, И.В. Фекешгази. ФТП, 16, 1070 (1982).

[15] П.Л. Кукк, Н.В. Ряндур. Тр. Таллин. политех. ин-та, № 404, 139 (1976).

[16] А.Н. Георгобиани, М.Б. Котляревский, А.А. Пегов, Б.Г. Чернявский. Изв. вузов. Физика, 29, 105 (1986).

[17] Г.Н. Иванова, Д.Д. Недеогло, Б.В. Новиков, В.Г. Таллалаев.

ФТП, 21, 2693 (1981).

[18] P. Kukk, O. Palmre, E. Mellikov. Phys. St. Sol. (a), 70, (1982).

[19] П.Л. Кукк, О. Палмре. Изв. АН СССР. Неорг. матер., 16, 1916 (1980).

[20] Физика соединений A2B6, под ред. А.Н. Георгобиани, М.К. Шейнкмана (М., Наука, 1986) с. 72.

Редактор В.В. Чалдышев The influence of copper doping method of n-ZnSe crystals on the structure of radiative centres of long–wave luminescence G.N. Ivanova, V.A. Kasiyan, D.D. Nedeoglo, S.V. Oprya Kishinev State University, 277009 Kishinev, Moldova

Abstract

In the temperature range 77 K–400 K were investigated the photoluminescence and luminescence excitation spectra of n-ZnSe crystals doped with copper during its diffusion in crystal from liquid, vapuor and solid phases. It has been shown that the structure of associative radiative centres, which are responsible for radiation in red and green spectrum range, depends of the method of copper doping of n-ZnSe crystals. It is established that during the phase interaction on the boundary ZnSe crystal–copper metal film a dissolution of Zn atoms in copper film takes place alongside with copper atom diffusion in zinc selenide crystal.

4 Физика и техника полупроводников, 1998, том 32, №

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.