Содержание к диссертации
Введение
1. Физико-химические процессы формирования пленок соединений А В при конденсации в вакууме и их электрофизические свойства 10
1.1. Пр оцессьт вакуумной конденсации пленок соединений А^В 10
1.1.1. Процессы испарения сульфидов и теллуридов кадмия в вакууме 12
1.1.2. Взаимодействие паровой фазы с остаточными газами атмосферы 13
1.1.3. Процессы межфазного взаимодействия на границе пленка- подложка 14
1.1.4. Зародышеобразование 16
1.1.5. Миграция ДЧ на поверхности твердого тела 19
1.1.6. Оствальдовское созревание 20
1.1.7. Фазовые превращения в резко неравновесных условиях 25
1.2. Процессы токопереноса в неупорядоченных полупроводниках 27
1.2.1. Модельные представления теории переноса заряда в неупорядоченных системах 28
1.2.2. Представление неупорядоченного полупроводника в виде матрицы кластеров правильной формы 29
1.2.3. Представление неупорядоченного полупроводника в виде среды со случайно изменяющимися в пространстве микрохарактеристиками 31
1.2.4. Особенности зонного строения пленок соединений А В и твердых растворов на их основе 34
1.3. Выводы 36
2. Техника и методика эксперимента 37
2.1. Исходные материалы и подложки 37
2.2. Методики получения опытных образцов 37
2.2.1. Синтез пленок при температурах подложки более 293 К 37
2.2.2. Синтез пленок при низких температурах подложки 39
2.2.3. Синтез пленок в неоднородных условиях 41
2.2.4. Синтез пленок твердых растворов CdSxTei.x 43
2.3. Методы исследования модельных объектов 45
2.3.1. Геометрические исследования 45
2.3.2. Электронографические исследования 46
2.3.3. Электронно-микроскопические исследования 48
2.4. Электрофизические измерения 50
2.5. Оценка погрешности экспериментальных данных 55
3. Влияние неоднородных условий температурного поля подложки на кристаллическую структуру и морфологию поверхности пленок теллурида кадмия, синтезированных из паровой фазы ... 56
3.1. Структура и морфология пленок теллурида кадмия, синтезированных в тепловом поле градиента температуры 56
3.2. Особенности формирования пленок теллурида кадмия в тепловом поле градиента температуры 63
3.3. Влияние термодиффузии на оствальдовское созревание пленок теллурида кадмия, формирующихся в тепловом поле градиента температуры 68
4. Электрические свойства пленок теллурида кадмия, синтезированных в тепловом поле градиента температуры 72
4.1. Электрическое сопротивление пленок 72
4.2. Влияние структуры пленок на электрическое сопротивление 73
4.3. Влияние толщины пленок на электриче ское сопротивление 77
4.4. Влияіше атмосферы на электрическое удельное сопротивление... 79
4.5. Механизмы токопереноса 79
5. Электрические исследования процессов фазовых превращений твердых растворов CdSxTei^n синтезированных в резко неравновесных условиях 86
5.1. Изменение свойств систем CdSxTet„s в процессе термоактивируемых фазовых превращений 86
5.1.1. Изменение структурных свойств образцов 86
5.1.2. Изменение темновой проводимости образцов 88
5.1.3. Изменение фотоэлектрических и электрооптических свойств образцов 90
5.2. Изменение химического потенциала в процессе фазовых превращений 97
Выводы 104
Литература 106
- Процессы токопереноса в неупорядоченных полупроводниках
- Синтез пленок в неоднородных условиях
- Особенности формирования пленок теллурида кадмия в тепловом поле градиента температуры
- Влияние толщины пленок на электриче ское сопротивление
Введение к работе
Пленки соединений А В и твердые растворы на их основе благодаря своим свойствам являются перспективными материалами для современной микроэлектроники. Уже сегодня активно используются прак-тикой материалы А В' в оптоэлектронике и солнечной энергетике. На базе теллурида кадмия созданы и успешно функционируют высокоэффективные солнечные элементы. Сульфид кадмия широко применяется для фоторезисторов и фотолюминесцентных устройств, приборов с зарядовой связью. Твердые растворы соединений ртути позволяют создавать высокочувствительные преобразователи ИК-излучения, приборы ночного видения. В качестве перспективного материала соединения А В рассматриваются лазерным приборостроением для изготовления пленочных твердотельных лазеров.
В последние несколько лет на основе соединений А В созданы наиболее перспективные для электроники малоразмерные структуры типа квантовых точек, что еще больше повысило интерес промышленности к этим материалам.
Более широкое применение материалов А В сегодня в значительной мере сдерживается технологическими трудностями, возникающими при синтезе объектов из этих материалов. Например, пленочные систе-мы из А В имеют большой разброс по параметрам и выход годных приборов достаточно низок. Другим фактором, сдерживающим широкое внедрение материалов А В является деградация свойств их пленочных структур с течением времени.
Перспективность материалов и проблемы их внедрения привели к огромному количеству научных работ, посвященных физико-химии и технологии получения материалов А В . Однако существует область, которая остается пока еще почти неизученной. Это исследование про-
цессов формирования объектов в нетривиальных условиях, которые, можно предположить, позволят получать материалы с новыми свойствами. Уже сегодня, например, удалось получить эпитаксиальные пленки А^В при синтезе в резко неравновесных условиях [I - 3], выявить проводимость, стимулируемую осцилляциями температуры [4], получить биустоичивые гетероструктуры [5]. К нетривиальным условиям синтеза материалов относится и синтез в тепловом поле градиента температуры.
В литературе практически отсутствуют работы по изучению процессов зарождения и роста в подобных условиях. В то же время можно предполагать существенное влияние этого параметра на свойства пленок и активно использовать его для управления синтезом. В этой связи одной из проблем поставленной в настоящей работе явилось изучение влияния тепловых полей на процессы конденсации и фазовых превращений пленок А2ВС на основе структурных, морфологических, геометрических и электрофизических исследований на примере теллуридов кадмия.
Другой проблемой, которой посвящена работа, является изучение фазовых превращений на основе электрических измерений. Известно, что электрические свойства вещества наиболее чувствительны к состоянию структуры. На перспективность их использования для анализа материалов в свое время указывал еще Курнаков [6]. Однако, в литературе до сих пор практически отсутствуют работы по применению электрических исследований для анализа кинетики фазовых превращений. Нет полной ясности сегодня и о механизмах самих фазовых превращений в твердых телах.
В настоящей работе исследуются термоактивируемые превраще-ния в пленках твердых растворов А В , синтезированных в резко неравновесных условиях. Объекты исследования выбраны исходя из их
склонности к фазовым превращениям и из их перспективности для практического применения.
В связи с этим целью работы являлось выявление механизмов формирования структуры и свойств пленок теллурида кадмия в тепловом поле градиента температуры и электрофизическое изучение процессов фазовых превращений пленок сульфотеллуридов кадмия.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
разработка технологичного метода формирования теплового поля градиента температуры;
управляемый синтез пленок теллурида кадмия в присутствии теплового поля градиента температуры;
установление механизмов влияния теплового поля градиента температуры на структуру и электрические свойства пленок теллурида кадмия;
управляемый синтез пленок твердых растворов сульфотеллуридов кадмия в резко неравновесных условиях (при отрицательных температурах подложки);
физико-химический анализ механизмов термоактивируемых фазовых превращений в твердых растворах сульфотеллуридов кадмия на основе непрерывных электрических измерений и сравнительных структурных исследований.
Процессы токопереноса в неупорядоченных полупроводниках
Процессы токопереноса, как известно, являются наиболее чувствительными к структуре вещества [52]. На это в свое время указывал еще Курнаков [6]. Тем не менее, нам не удалось обнаружить работ по исследованию фазовых превращений на основе электрофизических измерений. Для того чтобы использовать электрические измерения для анализа фазовых превращений, необходимо иметь представление о сложившихся теоретических представлениях процессов токопереноса в неоднородных системах. Теория этих процессов сложилась только в последние годы, очевидно, поэтому процессы токопереноса для анализа фазовых превращений практически не используются. В связи с этим, остановимся на сложившихся представлениях о процессах токопереноса в неоднородных системах. Макроскопическая система называется неупорядоченной, если в расположении частиц отсутствует дальний порядок, т.е. потенциальная энергия носителей заряда есть непериодическая функция координат [53]. Данное определение охватывает все объекты кроме идеальных кристаллов. Реально, критерием неупорядоченности является сравнение изменения средней энергии носителей заряда Д, связанное с нарушением дальнего порядка, с самой этой энергией. В невырожденных полупроводниках эта энергия имеет порядок кТ. Если А«кТ, то влиянием нарушений дальнего порядка на энергетический спектр свободных электронов можно пренебречь, и данные системы не включают в число неупорядоченных. К неупорядоченным системам относят сильно легированные полупроводники (нарушение дальнего порядка связано с хаотическим расположением примесей), поверхность полупроводника (нарушения дальнего порядка связаны со структурными дефектами и с беспорядочно расположенными на ней адсорбированными атомами или зарядами), твердые растворы и сплавы (в этом случае нарушения дальнего порядка обусловлены тем, что с конечной вероятностью в данном узле решетки окажется атом любой из компонентов раствора или сплава). Существуют два подхода к неупорядоченным полупроводникам. 1.
Потенциальный рельеф, созданный неоднородностями, является крупномасштабным: характерные размеры неоднородностей значительно превосходят дебаевский радиус LD, деороилевскую длину волны и длину свободного пробега носителей /А. При этом можно не учитывать квантовые эффекты, диффузионные потоки носителей и рассеяние носителей на неоднородностях. Процессы токопереноса данных систем рассматриваются в [53 - 65] и базируются на теории протекания. 2. Потенциальный рельеф не удовлетворяет условиям крупномас-штабности. В этом случае анализ токопереноса проводится в рамках теории Мотта и Андерсона [66 - 69]. Одной из ранних моделей токопереноса является представление неупорядоченного полупроводника в виде матрицы кластеров правильной формы регулярно расположенных в пространстве [70 - 72]. Модель развитая [72] предполагает, что неоднородный полупроводник состоит из низкоомных областей, соответствующих кристаллитам и высокоомных областей - межкристаллитных барьеров. Предполагается, что размеры областей низкой проводимости малы по размерам по сравнению с областями высокой проводимости. В результате были получены выражения для коэффициента Холла RJ{ и подвижности носителей ц. де Li - размер кристаллита; Ьг - ширина граничной области; с - неопределенная постоянная; Rm и Rm - коэффициенты Холла в кристаллите и в граничной области соответственно; jui - подвижность в объеме кристаллита, V(, - потенциальный барьер, отвечающий отношению концентраций в кристаллите и в области границы.
Дальнейшее развитие модели связано с учетом тепловой генерации носителей заряда [70], процессов обмена носителями между зоной проводимости и поверхностными состояниями [73 - 80]. Согласно представлениям авторов, на границах кристаллитов имеется высокая концентрация активных центров, куда могут попадать свободные носители заряда. В результате образования заряженных состояний на границах кристаллитов возникают потенциальные барьеры, которые ограничивают перенос заряда. В этом случае определяющим в механизме проводимости оказывается тепловое возбуждение. В результате данного теоретического рассмотрения зависимости подвижности и проводимости а имеют вид: где Ед - ширина запрещенной зоны; Ер - уровень Ферми; N - концентрация доноров; Ns - плотность поверхностных состояний. Интерпретация эксперимента, укладывающегося в рамки данной модели, позволяла вычислять среднюю высоту барьера, концентрацию поверхностных состояний и оценить ряд других параметров системы [77,79,81].
Синтез пленок в неоднородных условиях
Синтез пленок в неоднородных условиях теплового поля подложки осуществлялся двухтемпературным методом вакуумного напыления в КЗО(рис. 2.1). Тепловое поле градиента температуры создавалось с помощью специального устройства, схема которого показана на рис. 2.3. Устройство представляет собой металлический подложкодержатель 5 снабженный плоским нагревателем 7 и металлическим кольцом 4. Нагреватель располагается в центре под подложкодержателем. Кольцо относительно большой массы располагалось по периферии и специально не нагревалось. Относительно большая теплоемкость кольца обеспечивала сток тепла от центра к периферии и, тем самым, формировала градиент теплового поля подложки. Температура подложки контролировалась хро-мель-алюмелиевой термопарой, расположенной в центре подложкодержателя. Термопара соединялась с терморегулятором, дозволявшем поддерживать температуру с точностью ±5 К. Синтез пленок твердых растворов (ТР) CdSxTej.x осуществлялся открытым вакуумным напылением методом теплового экрана [7, 85] в резко неравновесных условиях (РНУ). Выбор РНУ обусловлен необходимостью получения нестабильных, склонных к фазовым превращениям структур. РНУ были реализованы с помощью специального кварцевого реактора рис.2.4 и подложкодержателя рис.2.2, охлаждаемого жидким азотом. Термическому испарению подвергали механическую смесь порошков CdS и CdTe в соотношении 40:60 мол.%. В качестве подложек для конденсации использовали листочки слюды (мусковит). Кварцевый реактор представлял собой ампулу, содержащую верхнюю смесительную камеру \ и тепловой экран 5. В смесительную камеру помещали механическую смесь порошков испаряемых веществ 6. Нагрев смеси производился с помощью спирали 3.
Тепловой экран представлял собой кварцевую трубку с диаметром меньше его длины, снабженный независимой спиралью нагрева 4. Контроль температур смесительной камеры и теплового экрана осуществлялся с помощью хромель-алюмелиевых термопар 7, 2 с точностью ±5 К Технология получения образцов содержала: 1. Подложка из слюды мусковит устанавливалась в подложкодер-жатель рис.2.2. 2. Вакуумная камера откачивалась до вакуума 10" Па. 3. Тепловой экран нагревался до заданной температуры 4. Смесительная камера и подложка выводились на заданные температуры. 5. Испаритель с помощью манипулятора подносился к подложке. Поток паров, сформировавшихся в испарительной камере, попадал в зону теплового экрана, который имел более высокую температуру. На подложке конденсировались однофазные пленки твердых растворов, значения х в которых зависит от разности температур испарителя и экрана. Метод теплового экрана технологичен, обеспечивает создание высоких пересыщений при конденсации, позволяет регулировать состав газовой фазы и пленок в процессе их синтеза. Это дает возможность получать однофазные пленки ТР CdSxTe.x всего диапазона составов в едином технологическом цикле. В настоящей работе для изучения процессов формирования пленочных материалов использовались геометрические, электрокографиче-ские, электронно-микроскопические, рентгеновские, электрические и фотоэлектрические методы. Толщина пленок h измерялась на микроинтерферометре МИИ-4. Толщина определялась по изгибу линий интерференции. Точность изме-рений составляла 1,4 10 м (h 31 (У м). Для изучения профиля толщины пленок в присутствии теплового поля градиента температуры сверху на подложку устанавливалась специальная узкая полоска слюды — маска. Она давала возможность измерять толщины пленок от периферии до центра. Интегральная скорость роста определялась как отношение толщины синтезированной пленки к времени конденсации: Vc= h / % нм/с.
Плотность конденсирующегося потока R (количество молекул, конден-сирующихся за 1 с на площади ] см ) вычислялась по формуле: Электронографические исследования кристаллической структуры, степени ориентации, фазового состава проводились на электронографе ЭМР-100 в режиме «на отражение» при ускоряющих напряжениях 50 и 75 кВ. Электронный пучок, СцЮрмированный в электронной пушке и прошедший через конденсорные линзы, попадает на образец параллельно его поверхности. В результате происходит дифракция электронов пучка на кристаллической решетке образца. На люминесцентном экране под образцом формируется дифракционная картина, которая может быть сфотографирована или расписана на самописец. Она состоит из центрального пятна (место попадания прямого луча) и рефлексов. В случае аморфного образца рефлексы представляют собой сплошное светлое размытое пятно. Если образец поликристаллический, то рефлексы имеют вид концентрических полуколец. У ориентированных или монокристаллических образцов рефлексы имеют вид пятен.
Особенности формирования пленок теллурида кадмия в тепловом поле градиента температуры
Известно, что гетероэпитаксиальныи рост пленок теллурида кадмия при конденсации из паровой фазы в квазиравновесных условиях наблюдается лишь при температурах подложки Т„ 573 К [97]. При более низких температурах совершенство структуры нарушается [95]. Это происходит из-за значительного снижения десорбционных процессов и серьезного отклонения процессов конденсации от равновесия [7, 15]. Однако, как показали наши опыты, если вдоль подложки создать тепловое поле градиента температуры, то гетероэпитаксиальныи рост можно наблюдать при более низких температурах. Об этом свидетельствует электронограмма на рис. 3.1 о, которая соответствует центральной области пленки, синтезированной в неоднородном тепловом поле при температуре Тп= 473 К. Для того чтобы выявить механизм действия теплового поля на совершенство структуры, обратим внимание на скорость формирования пленок. Сравнивая кривые на рис. 3.2, можно видеть, что при гетероэпи-таксиальном росте в присутствии теплового поля в центральной области процесс формирования пленок существенно замедляется. Обсудим возможные причины этого факта. Для этого вспомним, что пленки соединений А2В6 при конденсации из паровой фазы на нагретой подложке формируются путем послойного нормального роста [97]. Это означает, что рост происходит послойно из трехмерных зародышей. Вначале на подложке образуется двумерный газ адатомов. При достижении определенной плотности происходит процесс трехмерного зародышеобразова-ния - образование ДЧ на подложке. Затем начинается стадия остваль-довского созревания. На этой стадии происходит перераспределение вещества между ДЧ. При дальнейшем росте ДЧ наступает стадия коа-лесценции - ДЧ начинают сливаться. В результате чего образуется сплошной слой, после чего вновь начинается процесс формирования двумерного газа адатомов и т.д.
Скорость роста пленок, главным образом, определяется двумя стадиями: зародышеобразованием и ОС [18]. Зародышеобразование существенно влияет на рост пленок лишь при высоких пересыщениях и мощных незатухающих источниках вещества. Использованные же в эксперименте технологические режимы (Ти - 11Ъ К; Т„ = 473 - 523 К) нельзя отнести к режимам, обеспечивающим столь неравновесные условия [7]. Следовательно, наиболее вероятная причина замедления процесса формирования пленок скрывается не в стадии зародышеобразования, а в стадии ОС. Это тем более вероятно, поскольку обычно именно на стадии ОС определяется совершенство структуры слоя [32], а в рассматриваемом случае изменению скорости формирования пленок сопутствовало изменение их структуры - сравните электронограммы а и д на рис. 3.1, соответствующие пленкам, выращенным с разными скоростями роста (кривые 1, 3 нарис. 3.2). На стадии ОС через обобщенное диффузионное поле происходит организация ансамбля ДЧ. ДЧ, размер которых меньше критического RK - растворяются, ДЧ с размером больше RK - растут, ДЧ ориентированные на подложке не оптимальным образом ориентируются так, чтобы обеспечить минимум энергии системы, новые ДЧ на этой стадии практически не образуется. Количественно процесс эволюции ДЧ на стадии ОС оценивают через функцию распределения в пространстве размеров f(R, t). В общем случае она имеет колоколообразяый вид с максимумом для ДЧ критического размера RK- Конкретный вид f(R, t) определяется характером мас-с опере носа при ОС и источником атомов на подложку. Однако для любого случая с течением времени /(Л, г) изменяется так, что однородность ансамбля ДЧ становится более высокой. Например, для случая массопереноса по поверхности подложки и при наличии только затухающих источников функция распределения имеет вид: N(t) двумерная плотность ДЧ на поверхности подложки; п - показатель степени затухания источников; U = R/RK;. Как показано в [26], функция распределения (3.1) со временем асимптотически стремится к виду, близкому к д- функции. Обобщая все вышесказанное о стадии ОС, можем констатировать, что увеличение продолжительности стадии ОС способствует повыще-нию однородности слоев, повышению «крупнозернистости» и совершенству структуры пленок и приводит к понижению скорости их роста. Нетрудно видеть (сравните кривые I и 3 на рис. 3.2, рис 3.1 а и д, рис. 3.1 бие), что все эти особенности в обсуждаемом эксперименте вызывались в центральной области пленок действием теплового поля градиента температуры. На периферии пленок под действием того же поля происходило обратное. Кривые 1, 3 на рис. 3.2 демонстрируют повышение скорости роста, электронограммы на рис 3.1 в ид демонстрируют понижение совершенства структуры, а рис. ЗЛ е и г демонстрируют понижение однородности и структуры. Таким образом, мы можем сделать предварительный вывод.
Тепловое поле градиента температуры способствует изменению продолжительности стадии ОС в сторону определяемую градиентом температуры. Для того чтобы выявить механизм действия поля на ОС рассмотрим подробно начальные процессы формирования отдельных слоев. Согласно классическим представлениям, каждый слой начинает формирование с «двумерного газа» адатомов, являющего собой результат конденсации атомов и молекул на подложку. При достижении минимальной критической плотности адатомов, из них возникают трехмерные зародыши. В результате плотность адатомов на подложке падает. Если плотность адатомов падает ниже критической — процесс зародышеобразова-ния прекращается и наступает стадия ОС. Понизить плотность адатомов на подложке можно либо за счет уменьшения мощности источника, подводящего вещество к подложке, либо за счет стока вещества с подложки. Очевидно, что тепловое поле градиента температуры вряд ли сможет существенно изменить мощность источника вещества, но зато легко может вызвать направленный сток адатомов по подложке хотя бы за счет разной кинетической энергии адатомов в областях с разной температурой. Такая модель воздействия теплового поля полностью коррелирует с экспериментальными данными. В центральных областях подложки, где имела место повышенная температура и откуда, следовательно, отводилось вещество, скорость роста понижалась, стадия ОС начиналась раньше и была продолжительной. Наоборот, на периферии подложки, где
Влияние толщины пленок на электриче ское сопротивление
Детально влияние толщины пленок на их удельное электрическое сопротивление исследовалось на образцах синтезированных при температуре подложки 298 К. Характер этого влияния отражает рис. 4.4. Из рисунка можно видеть, что при увеличении толщины пленок их удельное сопротивление возрастало. Причем, влияние толщины на сопротивление зависело от толщины конкретного образца. Чем толще был образец, тем меньше сказывалось изменение толщины на его удельное сопротивление. Кристаллическая структура пленок, в исследованном диапазоне толщин, практически не зависела от толщины образца. Она соответствовала "размытой текстуре" (рис. 4.2 а). Морфология поверхности пленок с возрастанием толщины существенных изменений не претерпевала. Типичный ее вид демонстрирует микрофотография на рис. 4.3 а. Для пленок, синтезированных в иных режимах, специальных исследований влияния толщины на электрическое удельное сопротивление не проводилось. Однако реперные эксперименты свидетельствуют, что характер влияния толщины, выявленный для пленок, синтезированных при температуре подложки 298 К, сохраняется и для пленок, сформировавшихся при других режимах синтеза. Изучение влияния атмосферы на электрическое удельное сопротивление пленок проводилось путем снятия кинетических кривых исследуемых образцов (зависимостей сопротивления от времени нахождения в вакууме). Для всех исследованных образцов было выявлено возрастание удельного сопротивления в вакууме.
Сопротивление в вакууме возрастало примерно на порядок. Конкретное значение возрастания сопротивления зависело от толщины образца. Образцы с меньшей толщиной были подвержены более сильному влиянию атмосферы. Характерное время изменения удельного сопротивление образца в вакууме составляло несколько часов и его значение не зависело от толщины образца. Известно, что конденсированные пленки, как правило, являются неупорядоченными системами Полученные нами экспериментальные результаты свидетельствуют, что и пленки теллурида кадмия, синтезированные в тепловом поле градиента температур, не являются исключением. Они относятся к классу, так называемых, неоднородных полупроводников. Об этом свидетельствует высокое удельное сопротивление, наличие релаксаций проводимости, низкая фоточувствительность [103 -107]. Токоперенос в таких системах осуществляется по уровню протекания. Концентрация носителей заряда на этом уровне определяет проводимость полупроводника. В свою очередь, концентрацию носителей заряда на уровне протекания определяет положение этого уровня относительно уровня Ферми системы. Положение уровня протекания зависит от случайного поля существующего в образце. Для структуры, харак терной для исследованных пленок, случайное поле формируется главным образом барьерами на малоугловых границах кристаллитов [108] (рис. 4.6). Формирование именно таких барьеров в соединениях А В многократно проверено [109]. В них, как и в других ковалентных кристаллах, дислокации играют роль акцепторов. Они аккумулируют на поверхностных состояниях отрицательный заряд и, тем самым, формируют вблизи поверхности заряд положительный. На межкристаллитной границе возникает область, обедненная свободными носителями тока. (Речь идет о полупроводнике п - типа). Известно, кроме того, что кислород, адсорбируясь на поверхности, образует также уровни акцепторного типа [110].
Следовательно, адсорбция кислорода на малоугловых границах кристаллитов, также способствует увеличению размера межкристаллитных обедненных областей. Совокупное влияние обедненных носителями областей (межкристаллитных барьеров) на проводимость учитывается введением уровня протекания, который характеризует минимальную энергию носителя тока, достаточную для протекания сквозь образец по классическим траекториям, т.е. над барьерами. Чем выше межкристаллитные барьеры, тем больше энергия уровня протекания, а, следовательно, меньше концентрация носителей тока на этом уровне. Токоперенос по уровню протекания для исследованных образцов подтверждается зависимостью проводимости от совершенства кристаллической структуры. Большая взаимная разориентация кристаллитов пленки способствовала возрастанию межкристаллитных барьеров и, поэтому приводила к возрастанию удельного сопротивления. Влияние атмосферы воздуха на проводимость пленок также подтверждает концепцию токопереноса по уровню протекания. Это можно увидеть, если принять во внимание, что любая из исследованных однофазных пленок, представляет собой квазигетерогенную трехслойную систему. Первый слой, сравнительно тонкий, - переходный, дефектный слой. Второй слой, очевидно, самый толстый, это основной слой пленки, по совершенству структуры которого мы судим о кристаллическом совершенстве структуры всей пленки. Третий слой - слой поверхностный. Свойства этого слоя определяются, в значительной мере, влиянием атмосферы.
Похожие диссертации на Влияние тепловых полей на механизмы роста и фазовых превращений пленок теллурида и сульфотеллуридов кадмия
