книги / Материаловедение узкощелевых и слоистых полупроводников

лвнии примесей

C r

,

f e

,

Со

б £ )

в образце

CdTe

прим есная

КФ

рассчи ты валась д л я

^

и * *

•

Значение

txp

оп ределя­

л о сь из

соотнош ения

лг/> (-2 d Тг2)

-------------У

------- #

* * ) « *

Численные

расчеты

примесной

КФ

проведены

н а Бейсике .Р е з у л ь т а т

удовлетворяющий

точн ости

0 ,0 8

д о с ти га л ся на 23 -м

ш аге.

При

образовании

к л астер о в

обменным РККИ -вваимодействием

п р ен ебр егал и , п оскольку

оно

зн ачи тельн о слабее

прям ого ге й ­

зен б ер го в ск о го

взаи м о д ей стви я,

а значение

рассм атри вали

изменяющимся в

п р ед ел ах

О Д

-

Р и с .2 .

Форма линии

ЯМР н а

и зо то п ах

C d ,J3

в

CdTe :

равном ерно; в -

а

-

чистый

C dT e; б

- CdTe<Cr> - примеси распределены

2

образование

кл астер о в

цри

û - c o n s t

( Î

-

п 7 -

0 ,0 0 7 ;

-

я 7

= 0 ,0 0 9 ;

3

—

Vi

— 0 ,0 1 2 ) ;

г

- в о зр астан и е

ч и сл а

магнитных

ионов

в

к л а с те ­

р е

при во зр астан и и

с

( I -

с - 0 ,0 2 ;

2

-

с

= 0 ,0 5 ;

3

-

о

=

0 ,0 9 )

Ï

аВ . В

атом случае

С7 ( t )

находилась

из

с и с т е ш уравнений

t , ( t ) ‘ t x p p u c - ï j - l î - e ' ff ) J .

S i t ) . } ? 4 T Г ? t - t ' J S t t ' m ' ,

(6 )

О

гд е

п а -

размеры

к л а с т е р а ;

Для -t >txp

Зави си м ость

Ç7

( / )

п р и вед ен а

н а р и с Л .

КФ яд ер н о й

подсистем ы р а с ­

счи ты валась

и з

си о тед а уравн ен и й ,

ан алоги чн ой

(5 )

/ 2 ,

3 / .Ф о р ш

ли­

нии ЯМР д л я

ч и ст о го

CdTe

и

CdTe<M?'>

н ах о д и л ась

с о гл ао н о

/ 4 7

и

п ри вед ен а

н а

р и с .2 .

Ч а с т о т а

üfa — соответствую щ ая м аксим альной

ин­

тен си вн о сти

с и гн а л а

ЯМР о п р ед ел ял ась по

хи м сдви гу ЯМР /4 7 »

Рассм отрены д ве ситуации

обр азо ван и я

к л а с т е р о в :

I )

в о з р а с т а ­

ние

ч и сл а магнитных

ионов

в

к л а с т е р е при

û

= я 7

т w n s t

Р7

- З Л м

/ i x n sa 3

,

гд е

-

число

магнитных

ионов

в к л а с т е р е ,

- концентрация прим есей

за

пределам и

к л а с т е р а ;

в это м с л у ч а е

форма линии ЯМР д л я различны х

значен и й

и

п2 п р и вед ен а

на

р и с . 2 , в ;

2 )

в о зр а с та н и е

при

в о зр астан и и

с

(р и о .

2 , г ) .

Как

видно

и з р и с .2 , при равномерном

р асп р ед ел ен и и

прим есей

должно наблю даться

у ш р ен и е

линии ЯМР

(долж на

н аблю даться

а с с и м е т -

р и я

с л е в а ) .

При

образован и и

к л а с те р о в

ее

форма

с т а н о в и т с я

близкой

к симметричной. При далыпем в о зр а с та н и и

црим есей

и н тен си в н о сть

си­

г н а л а ЯМР ум еньш ается.

1 .

Аббатам А. Ядерный м агн ети зм .

-

М .:

И зд -во

и н о с т р .

л и т . , 1 9 6 3 . -

2 .

Sung О .О .,

A rn o ld

L .G .

T h e o r e tic a l

s tu d y

n u c le a r s p i n - l a t t i c e

r e l a x a t i o n

on p a ra m a g n e tic

c e n te r s

/ /

P h y s .

R e v .B .,

1973»

-

3 .

7 , N 5 . - P . 2 0 9 5 -2 1 0 2 .

H .K . Я дерная р е л а к с а ц и я

в

полупроводни ­

Мельничук

C .B .,

Товстю к

к а х легированны х

магнитными примесями

/ /

У кр . ф и з.ж у р н .

- 1 9 8 4 .-

4 .

2 9 . № 4 . - С, 1 1 0 0 -1 1 0 2 .

Товстю к

Н .К . Влияние

п ри м есей груп ­

Дейбук В . Г . ,

М ельничук

С .В .,

пы ж ел еза

н а

химический

сд ви г

в

C dTe

/ /

И зв .

в у з о в ,

Ф изика.

-

1 9 8 5 . - » 3 0 . - С. 1 1 -1 5 .

УДК 5 3 5 .3 7 2 .2

О.Ю.Микитюк,

В .В .Н ицович

ОТРАШ ИЕ СВЕТА ОТ ПОВЕРХНОСТИ

ПРШЕСЮД) ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО КРИСТАЛЛА

И сследование

сво й ств

поверхностны х

эк о и т он-приме сных

со сто ян и й

при­

в л е к а е т большое

внимание в

с в я зи

с

эксперим ентальны м и

возм ож ностя­

ми и х с о зд а н и я ,

наприм ер,

п утем

эл ектр о н н о й

или

ионной

бом бардиров­

к и п о вер х н о сти

Д / .

Т ео р ети ч ески е

и ссл ед о в ан и я

п оверхн остн ы х

э к с й -

тонпримесных

со сто я н и й , в

ч а с т н о с т и услови й

их

л о к ал и зац и и

вб л и зи

п о вер х н о сти к р и с т а л л а / 2 ,

3 7 ,

обнаруживают

к а ч е с т в е н н о

новые

п о

.сравнению

с

экситон-примесны м и

состояниям и

в

объеме

полу­

п роводн и ка.

П роведенное

р а н е е определение

функции

Г рина

системы п овер х н о ­

стны х э к с и т о н о в ,

которы е взаи м одей ствую т

с

примесными

ц е н т р а м и ,р а ­

спределенны м и в

п л о с к о с ти

п о вер х н о сти

п олу п р о во д н и ко во го к р и с та л л а

36

Р и с . ï .

Спектры

отражения

с в е т а

в области

ч ас т о т поверхностного

э к -

си то н а

и ПЭПС в

зависим ости от

величины

эффективного

за р я д а приме­

сн ого

центра при концентрации прим есей,

равной

4*10*

см -* :

а - £ = 0 ,1 1 ; б - f = 6 ,1 ; в -

f

= 0 ,0 9

Р и с .2 .

Спектры

отражения

о в е та

с учетом

расп ределен и я

примесей

по

зарядам

в

п лоскости

п оверхности

кр и стал л а:

I - Г = 0 ,0 0 1 ; 2 - ? = 0 ,0 0 2 5 ; 3 - / = 0 ,0 0 5

в Т -ш тр и ч н о м приближении д л я

м ассового

о п ер ато р а,

а

также

силы ос­

ци ллятора п ерехода в поверхностное

экситон -прим есное

состояние

(ПЭПС)

f t ]

п о зво л яет

р а с сч и та т ь

спектр

отражения с в е т а

от

поверхно­

с ти

прим есного

полупроводника.

Коэффициент

отражения

с в е т а

от

по­

вер х н о сти

к р и стал л а

при падении

с в е т а

н а

п оверхн ость

в

зависим ости

от

концентрации

примесных

центров

р ассч и тан

в

f t ] .

В данной р аб о те

проведены

исследования

коэффициента

отраж ения

с в е т а

Л

в

зависим ости от

величины

эффективных

зар яд о в

примесных ц е ­

нтров

и

х а р а к т е р а р асп ред елен и я

примесей

по

зар яд ам в

п л о ско сти по­

вер х н о сти

к р и с та л л а .

На р и с .1

п р ед ставл ен а

зави си м ость

коэффициента

отраж ения

с в е т а

Л от

величины

эффективного

зар я д а

прим есного ц ен тр а

У

при

постоянной концентрации

примесей

в

об ласти

ч ас т о т

п оверхнос­

тн о го

экси то н а

и ПЭПС д л я

парам етров

к р и с т а л л а ,, близких

к

п арам ет­

рам

CAS . При увеличении

эффективного

за р я д а прим есного

ц ен тр а про ­

исходит

увеличение отражения

в

области

пика

поверхн остн ого э к с и то н а .

Пик

отраж ения,

соответствую щ ий

ПЭПС,

при

эти л

ум еньш ается

и сд ви га ­

е т с я в

сторон у

низких ч а с т о т . У величение

пика

отраж ения

в

области

37

ПЭВД и е г о сд ви г

в

низкочастотную

о б л асть

объясняю тся

т е м ,ч т о

с р о ­

стом аф ф ективного з а р я д а

прим есного ц е н тр а происходит

у вели чен и е

эн ер ги и с в я з и

п о вер х н о стн о го эк с и то н а

о примесью

Д А

При атом

си ­

л а

осц и л лято р а

п ер ех о д а

в

ПЭПС ум еньш ается,

т а к

к а к

в

п р ед ел е

н и з­

к и х

концентраций

и

малых

эн ер ги й связы ван и я

Дс

^пэяс ~

*

Реальны е п о верхн ости

к р и с та л л о в ,

к а к п р ави л о ,

содерж ат

приме­

си

с различны ми

¥ .

Попробуем

у ч е с т ь

э т о

о б с т о я т е л ь с т в о следующим

об р азо м . П усть

примеси в

п л о ско сти п о вер х н о сти

расп р ед ел ен ы

по

з а ­

рядам в о к р естн о сти

н ек о то р о го

за р я д а

f 0

п о

за к о н у

Г а у с с а .

После

нормировки э т о г о

р асп р ед ел ен и я

п о

ч и сл у прим есей

н а

п о в ер х н о сти

к р и с т а л л а р асп ред елен и е

примесей

п о зар яд ам

б у д ет

им еть ви д

* C* ) s l W

'

' *

( 1 )

гд е

/

-

н еко то р ая д и сп ерси он н ая п о с то я н н а я .

Т о гд а д е й с т в и т е л ь н а я

и

мнимая

ч ас т и

д и электри ческой

проницаем ости к р и с т а л л а

€;

и

бу­

д у т вы чи сляться

следующим

образом

^

¥ ) A t £

»

(2 )

O0

=~ F

5

Q d f

•

(3 )

О

Коэффициент

отражения с в е т а

А ,

раосчитанны й

с

у ч ето м ( Г ) - ( З )

ан а ­

логи чн о

[ Ç

д л я

различны х

f

,

п р е д ст а в л е н

н а р и с . 2 .

К ак

с л е д у е т

из

р и с .2 ,

у ч ет

р асп р ед ел ен и я

прим есей

п о

за р я д ам

п ри води т

к

усилению

отраж ения

к а к

в

об л асти

ч а с т о т

п о в ер х н о стн о го

э к с и т о н а ,

т а к

и в

об­

л а с т и

ч а с т о т

ПЭПС. При увели чен и и

у

отраж ение

с в е т а

о т

п о вер х н о с ­

ти

к р и с т а л л а

ум еньш ается

п о

абсолю тной

в ё л и ч и н е,

а

полуш ирина

кри ­

вых

отраж ения

у в е л и ч и в а е т с я ,

ч т о

о б ъ я с н я е тс я увел и ч ен и ем

д и сси п а ­

ции

поверхноотны х экси то н о в

н а

примесных

ц е н т р а х . П риведенны е

р а с ­

четны е

спектры отраж ения

м огут

и с п о л ь зо в а т ь с я

д л я идентиф икации

э к ­

сперим ентальны х

сп ектр о в

отраж ения с в е т а

от

п о в ер х н о сти

п ри м есн ого

п олуп роводн и кового к р и с т а л л а .

Î .

О птические

х а р а к тё р и с ти к и

п о вер х н о сти

OdS

и эк си то н н о й

о б л ас ­

т и с п е к т р а

/Д .Б .К о р б у т я к ,

М .В.Курш с,

В .Г .Л и т о в ч е н к о ,

Е .Ю .Т а р а -.

нбнко

//П о в е р х н о с т ь .

Ф изика, хим ия,

м ех ан и к а . -

Ï 9 8 2 .

-

№ 6 . -

С. 5 1 - 5 8 .

2 .

Ерм аков

В .Н ., Микитюк О .Ю .,

Ницович

В .В .

Н и зк о эн ер ге ти ч е с к и е

по­

верхностны е экси тон -ц ри м есн ы е

со с то я н и я

/ /

У кр .

ф и з .

ж урн. -

28*

Jf 4 . — С. 5 3 4 —5 3 7 .

j

3 .

Л о кали зац и я экси то н о в

у п о вер х н о сти

п олуп роводн и ков /А .С .Б а т ы р е в ,

В .А .К и с е л е в ,

Б .В ,Н о ви к о в ,

А .Е .Ч ер ед н и ч ен ко

/ /П и с ь м а

в

Журн.

4 .

эк сп ер и м . и т е о р е т . ф и зи ки . - Ï 9 8 4 . - 3 § . Л 9 . - С .4 3 6 - 4 3 8 .

A

s tu a y

o f

/

th e R e f le c tio n

S p e c tr a

o f

S u rfa c e

‘ E x c ito n - I m p u r ity

O om plexes

V .N . E rm akov,

D .V . K o rb u td a k ,

V .G .

L ito v c h e n k o ,

O .Y u .M ik itju k ,

V .V .N itso v ic h / /

P h y a .

S t a t .

S o l.

( b ) .

-

1984.

-

125» - P»

8 1 5 -8 2 2 .

УДК 6 2 1 .3 1 5 .5 9 2

С .И .Д рапак,

В .Н .К атери н чук,

З.Д .К овалю к

ОСОБЕННОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФОТОЭДО

В ГЕТЕРОСТРУКТУРЕ I n ^ - G ^ O f - Ç a S e

С ТОНКШ ДИЭЛЕКТРИКОМ

В анизотипных ПТДД -структурах (полупроводник -

тонкий

д и эл ек тр и к

-

полупроводник)

или М ТДП-структурах (м етал л -

тонкий д и электр и к

-

полупроводник)

взаимное располож ение

эн ер гети ч еск и х

зо н

к о н так ти ру ­

ющих м атериалов

может сильно

и зм ен и ться

под

действием

прилож енного

напряжения

или

освещ ения

и з - з а

наличия

тон кого

промеж уточного сл о я

д и электр и ка

Д

,

27*

Следствием

э т о г о

я в л я е т с я

п отен ц и альн ая возмож­

н ость

улучшения

х ар актер и сти к

диодных

стр у к ту р ,

р ан ее

п р ед сказы вав ­

ш аяся

в р аб о тах

/Э ,

47» Тем

не

м ен ее,

к а к подчерки валось

в / 3 7 , д л я

р еали зац и и

такой

возможности необходимо, чтобы поверхностны е

со с то ­

я н и я ,

находящ иеся в

запрещенных зо н ах

полупроводников,

слабо

в з а и ­

м одействовали друг

с другом

ч ер ез

слой

ди электр и ка

и

оказы вали

ма­

лое влияние на прохождение туннельных

т о к о в . Одним

из

путей с о зд а ­

ния ПТДП-структур с малой плотностью

поверхностны х

состояний

н а

границе полупроводник - ди электри к

я в л я е т с я

использование

слоисты х

м онокристаллов

с

ван -д ер -ваальсовы м и

связям и

между слоями. При под­

го то в к е подложки

из

та к о го кр и стал л а

путем отслаи ван и я тонких

п лас­

тинок

можно д о стато ч н о просто

получить

п оверхн ость вы сокого к а ч е с т ­

в а с

очень

малой

плотностью

разорванны х

св я зей

/ 5 / ,

В настоящ ей

р аб о те впервые п ри водятся

р езу л ьтаты

и сследован и я

ф отоэлектри чески х свойств

гетероотруктуры п

0S -

и

п о ­

к а з а н о , ч то

ф отоэдс

может зн ачи тельн о

превышать

величину диффузион­

н о го

п о тен ц и ал а,

определенного

из

вольтфарадных

х ар актер и сти к

(ВФХ).

П риготовление

структур

осущ ествлялось

следующим

образом .

Из

сл о и сто го кр и стал л а

p -G aS e

,

выращенного

методом Бриджмена,

г о т о ­

ви ли сь подложки

с оптически

зеркальн ой

поверхностью . На

них выращи­

в а л с я

при тем пературе 450

°С

оксид

Ga^Oj

толщиной

â

=

Î0 + 7 0

Â

/ 6 / .

П оследняя

контролировалась с

помощью эллипсом етра ЛЭМ -2.Затем

н а п оверхн ость

наносился

слой

ф ронтального

полупроводника

г

?

,

леги р о ван н о го

и обладающего м еталличеокой

проводимостью

/7 7 .

Для п остроения зонной диаграммы

и сследовали сь ВФХ гетер о стр у к ­

туры . Полученные

линейные

зависим ости х ар актер и сти к в

координатах

С~2 - 0

сви д етел ьств о вал и

о резко м

п ер ех о д е,

однако

при

изменении

частоты изм ерения они параллельно

смещ ались,

ч то я в л я е т с я

с л ед с тв и -

39