Содержание к диссертации
Введение 7
Актуальность работы 7
Цель работы 8
Защищаемые положения 8
Научная новизна 9
Практическая значимость результатов диссертации 10
Личный вклад автора 10
Апробация 13
Структура диссертации 15
Глава 1. Электрическая дипольная релаксация и электрон-ионные
процессы, инициированные светом в полупроводниковых
системах AnBVI и A!Bvn. (обзор литературы) 18
1.1 Краткая справка по физико-химическим свойствам соединений
AHBVI и А'В и их твердым растворам 18
1. 1.1. Кристаллическая структура А'! В . Твердые растворы 19
1.1. 2. Опто-электрические свойства халькогенидов кадмия 20
Сульфид кадмия 21
Сульфид цинка 25
Твердые растворы CdxZni.xS. Влияние состава и примесей на ширину
запрещенной зоны пленок системы CdxZni.xS 27
Селенид кадмия 30
Теллурид кадмия 31
1.2 Особенности электрической дипольной релаксации в разных средах.
33
-
Качественное различие проводников и диэлектриков 33
-
Релаксационные процессы. Время релаксации 35
1. 2. 3. Методики расчета спектров времен диэлектрической
релаксации 37
1. 2. 4. Зависимости Коула-Коула 39
1.3 Фотодиэлектрический эффект в полупроводниках 40
/. 3.1. История обнаружения и предложенные модели 40
1. 3. 2. Современные исследования ФДЭ 44
1. 3. 3. Экспериментальные данные в СВЧ-диапазоне 48
1.4 Статистика рекомбинации электронов и дырок 48
1. 4.1. Типы рекомбинации. 48
1. 4. 2. Скорость рекомбинации зона-зона 50
1.4.3. Время жизни при излучательной рекомбинации 52
1. 4. 4. Рекомбинация через примеси и дефекты 55
1.4. 5. Количественные данные по захвату электронов и дырок
ионами и электрон-дырочной рекомбинации 61
1.5 Постановка задачи 61
Глава 2. Экспериментальная часть 64
2.1 Вещества для исследований 64
2. /. 1. Монокристаллы AgHal 64
2.1. 2. Пленки CdS и CdxZni.xS. 64
2.1. 3. Пленки CdSe. 66
Получение пленок CdSe 66
Рентгеновский анализ пленок CdSe 67
Спектры пропускания CdSe 69
Спектры отражения CdSe 70
2.1. 4. Синтез образцов группы CdTe 72
2.2 Методика измерений диэлектрических параметров и проводимости
в низкочастотном (10"3-105 Гц) диапазоне электрических полей 73
2. 2.1. Широкополосный диэлектрический спектрометр 73
2. 2. 2. Разделение вкладов сквозной проводимости и электрической
дипольной релаксации 75
2. 2. 3. Экспериметнальная установка для измерений
диэлектрических параметров вещества при освещении 79
2.3 Методика СВЧ-фотопроводимости 80
2. 3.1. Принцип метода СВЧ-фотопроводимости 81
2. 3. 2. Измерения в 8-мм диапазоне частот 85
2. 3. 3. Расчет кинетики 87
2. 3. 4. Учет переходной характеристики измерительного тракта.
90
2. 3. 5. Сравнение с экспериментом 91
Глава 3. Исследование влияния освещения на диэлектрические
свойства полупроводниковых пленок 93
3.1 Измерение диэлектрических свойств пленок CdS, CdSe, в
темноте 93
3.1. 1. Влияние материла контактов 93
3.1. 2. Темповые электрические характеристики CdS, CdSe,
. 94
3.2 Влияние освещения на диэлектрические свойства CdS 95
3. 2. 1. Влияние света на электрическую емкость и tgSобразцов. ..95 3. 2. 2. Анализ форм диаграмм є"(є) иМ"(М) при различных
энергиях кванта света 97
3. 2. 3. Фотопроводимость образцов 99
3.3 Времена релаксации 100
3. 3. 1. Влияние света на спектр времен релаксации 100
3. 3. 2. Температурная зависимость времен релаксации 102
3.4 Обсуждение 103
Глава 4. Иссследование рекомбинационных процессов в
полупроводниках методом СВЧ-фотопроводимости 106
4.1 Исследование кинетики гибели носителей тока в монокристаллах
AgBr 106
4.1.1. Анализ кинетики спада СВЧ-фотопроводимости
монокристаллов AgBr 108
4.2 Исследование кинетики гибели носителей тока в Cd^Zni_^S 110
4.3 Исследование кинетики гибели носителей тока в CdSe 117
4. 3.1. Кинетика спадов СВЧ-фотоотклика пленок CdSe,
полученных при разных температурах подложки 118
4. 3. 2. Кинетика СВЧ-фотоотклика пленок CdSe, полученных при
температуре 50(fC. 121
4. 3. 3. Кинетическая модель процессов 123
4. 3. 4. Зависимость формы спада СВЧ-фотоотклика от
интенсивности света 124
4. 3. 5. Выбор параметров для расчета кинетики 125
4. 3. б. Константа скорости рекомбинации свободных электронов и
дырок в CdSe 127
4.4 Исследование кинетики гибели носителей тока в CdTe 129
4. 4.1. Константа рекомбинации 131
4.5 Обсуждение 131
4.5.1. Общие закономерности процесса рекомбинации зарядов в
исследованных полупроводниках. 131
4. 5. 2. Зависимость константы скорости рекомбинации свободных электронов и дырок от ширины запрещенной зоны полупроводника.. 132
Выводы 134
Список литературы 143
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
ПолеСВЧ - Электрическое поле сверхвысокой
частоты
Е% - Ширина запрещенной зоны
д, - Дрейфовая подвижность электрона
//р - Дрейфовая подвижность дырки
es - Низкочастотная диэлектрическая
постоянная
єт - Высокочастотная диэлектрическая
постоянная
R Коэффициент отражения
ИК - Излучение инфракрасного диапазона
і - Действительная часть комплексной
диэлектрической проницаемости
- Мнимая часть комплексной диэлек-
трической проницаемости
А - Длина волны
є - Комплексная диэлектрическая про-
ницаемость
х - Время релаксации
TgS - Тангенс угла диэлектрических по-
терь
G(t) - Функция распределения диэлектри-
ческой релаксации
ФДЭ - Фотодиэлектрический эффект
кх - Константа скорости рекомбинации
свободных электронов и дырок
Введение к работе
Диссертация посвящена исследованию процессов генерации и гибели заряженных частиц в поликристаллических полупроводниковых халькоге-нидах и галогенидах Ag, Cd, Zn, а также их твердых растворах, на основе двух связанных между собой явлений - фотопроводимости и фотодиэлектрического эффекта.
