Введение к работе
Актуальность темы. Интерес к твердым растворам (сплавам) полупроводниковых соединений не ослабевает иэ-эа их широкого практического применения. Миниатюризация полупроводниковых приборов а также испохьэование эпитаксиадьных сяоев, сверхреоеток, требуют более высокого уровня технологии и развития чувствительных методов контроля микроструктуры полупроводниковых сплавов. Наряду с новыми методами b'XAFS и MASS NMR возможно использование инфракрасной колебательной спектроскопии для исследования локальной структуры твердых растворов. Но для использования информации содержащейся в ИК спектрах решеточного отражения должны быть развиты новые методы их интерпретации и анализа.
С другой стороны изучение колебательных спектров твердых растворов представляет и чисто фундаментальный интерес , так как сплавы замещения являются частным случаем широко исследуемых неупорядоченных систем. До настоящего времени не било ВОЗМОЖНОСТИ іроеести микроскопический численный расчет колебательного спектра неупорядоченных систем , из-за сложности диагонализации динамической матрицы большого размера. Для количественного анализа экспериментальных спектров приходилось использовать феноменологические модели. Поэтому анализ этих моделей с микроскопических позиций является важной задачей.
Цель и задачи работы:
1. разработка метода анализа локальной структуры
полупроводниковых твердых растворов по оптическим спектрам
решеточных колебаний;
2. исследование тенденции к кластерообразованию в объемных
.-браэцах твердых растворов Htfj_xCdxTe и Cdj_xZi>xTe;
3, разработка метода расчета параметров оптических мод в
сплавах А, В С, из анализа микроскопических уравнений движения
ионов;
4. анализ эффективности ранее применяемых феноменологических
моделей с помощью развитого метода и сравнения расчитанных и
экспериментальных результатов .
Защищаемые положения ,
1. Предложенная феноменологическая квазимолекулярная модель
корооо описывает изменение оптических колебательных спектров
твердых растворов Ccl1.xHg,_ Те с изменением состава х.
2. Лналиэ сил осцилляторов указывает на хаотическое
распределение катионов в твердом растворе Hg, Cd Те обогащенном
CdTe, отклонение от хаотического распределения для промежуточных
составов, а в сплавах , обогащенных HgTe (х'«3/4) преобладание
фазы типа АВдС.. Аналогичный анализ для твердого раствора
Cd. „2п„Те определяет хаотическое распределение ионов Cd и Zn по
1~"Х X
хатионнной лодрешетхе.
3. Разработанный метод гармонического анализа микроскопического
двкления ионов сплава позволяет расчитывать частоты оптических
мод фрагмента решетки содержащего около 2800 атомов .
4. Предложенный метод хорошо предсказывает перестройку
оптического спектра твердых растворов с изменением их
концентрации . Для сплава Hg, Cd Те результаты расчета хорошо
совпадают с экспериментальными. Тип перестройки зависит от ширины
корреляционной функции смещений ионов в процессе оптических
колебаний.
Новизна, научная и практическая ценность работы -впервые показано, что анализируя тонкую структуру спектров ИК колебательных спектров твердых растворов можно определить степень
хаотичности распределения ионов разного сорта по подрешетке; для этого была использована феноменологическая макроскопическая "квазимолекулярная" модель,
-применимость этой и других феноменологических моделей (виртуального кристалла и иэосмещений) используемых ранее, обоснована с помощью микроскопических расчетов, для этого разработан метод гармонического анализа определения частот ИК активных колебаний, что позволило обойти вычислительные трудности диагон->яизации большой динамической матрицы трехмерной модели твердого раствора. Разработанные методы анализа ИК спектров могут быть полезны для интерпретации спектров эпитаксиальных слоев и сверхреиеток твердых растворов, для определения их концентрационного профиля и степени хаотичности распределения ионов в слоях.
Апробация работы и публикации.
Работа докладывалась на семинарах ОФТТ ФИАН.
По теме диссертации опубликовано 5 статей, список которых приведен в конце данного автореферата.
Объем работы,
Диссертация содержит 103 страницы, в тон числе 28 рисунков, одну таблицу. Библиографический список содержит 60.наименований.
