ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ХАЛЬКОГЕНІДНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ (ОГЛЯД)
Ключові слова:
халькогенідний напівпровідник, сірка, селен, телур, домішкові смуги поглинанняАнотація
Халькогенідні напівпровідники (ХН) на сьогодні знаходять широке використання у сучасних пристроях мікро і наноелектроніки, що обумовлено їхніми унікальними фізико-хімічними властивостями. На сьогодні зібрано величезну кількість експериментальних даних про властивості таких напівпровідників, проте багато фундаментальних проблем ще не вирішено. Тому актуальним завданням на сьогодні є систематизувати наукову інформацію про ці матеріали, що дозволить розробляти нові концепції та ідеї стосовно поведінки ХН та їх практичного використання. У даній роботі розглядається загальна характеристика халькогенідних напівпровідників. Зокрема, акцентовано увагу на особливостях синтезу ХН як у кристалічному, так і в склоподібному станах. Такі матеріали можуть бути леговані рідкісноземельними металами (РЗМ): Er, Nd, Pr, Eu, Yb, тощо. Це розширює область їх практичного використання в оптоелектронній і лазерній техніці. Особливе місце займають халькогенідні склоподібні напівпровідники (ХСН), які характеризуються високою прозорістю в інфрачервоній ділянці спектру, високим показником заломлення, хімічною стійкістю, високою оптичною нелінійністю, що призвело до широкого їх використання в медицині, військовій техніці, космічній галузі та телекомунікаціях. При цьому найбільш стабільними ХСН є бінарні стекла, в склоутворюючу матрицю яких можна вбудувати велику різноманітність атомів, отримавши при цьому широкий композиційний діапазон сполук з різними енергіями забороненої зони і, відповідно, різними фізичними властивостями. Важливий напрямок розробки високочистих халькогенідних стекол пов'язано з використанням їх як матриці для рідкісноземельних елементів з метою створення твердотільних джерел випромінювання, волоконно-оптичних лазерів та підсилювачів випромінювання середнього ІЧ-діапазонів. Обмежуючим фактором для практичного використання таких матеріалів є необхідність їх синтезу з високою хімічною і фізичною чистотою, з низькою концентрацією або відсутністю гідроксильних, оксидних і вуглеводних груп.
Посилання
Галян В. В., Яцинюк Т. К., Юхимчук В. О., Вірко С. В., Лящук Ю. М., Валах М. Я., Іващенко І. А., та інші. Оптичні властивості γ -чутливого кристала β -GaLaS3Er. Журнал фізики D|: Прикладна фізика. 2023. № 56. С. 435102.
Валах М. Я, Литвинчук А. П., Гаврилюк Є., Юхимчук В., Джаган В. та інші. Раманівські та інфрачервоні активні фонони в нелінійному напівпровіднику AgGaGeS4. Кристали. 2023. 13(1). С. 148.
Яцинюк Т., Кевшин А., Галян В., Іващенко І., Артюх В., Березнюк О., Тарасенко А. Люмінесцентні властивості стекол Ag2S-GeS2 та Ag2S-GeS2-Sb2S3 легованих ербієм та неодимієм. Фізика та освітні технології. 2023. Вип.4. C. 28–34.
Блан В., Цой Ю. Г. Zhang X та ін. Минуле, сьогодення та майбутнє фотонних стекол: Огляд на честь Міжнародного року скла ООН 2022. Прогрес у матеріалознавстві. 2023. 134. С. 101084.
Ву І., Менегнетті М., Тролес Й., Адам Ж-Л. Халькогенідні мікроструктуровані оптичні волокна для генерації середнього інфрачервоного суперконтинууму: інтерес, виготовлення та застосування. Прикладні науки. 2018. 8. С. 1637.
Кумар А., Шукла Р. К., Кумар А., Гупта Р. Світлові ефекти та дефекти в халькогенідних склоподібних напівпровідниках: огляд. Інфрачервона фізика та технології. 2019. 102. С. 103056.
Галян В. В, Юхимчук В. О., Гюле Є. Г., Кітик І. В., Жидачевський Я., Іващенко І. А., та інші. Особливості стоксової фотолюмінесценції стекол La2S3 –Ga2S3 –Er2S3. Оптичні матеріали. 2022. 128. С. 112394.
Галян В. В., Юхимчук В. О., Гюле Є. Г., Озга К., Єдрика К. Й., Іващенко І. А., та інші. Особливості фотолюмінесценції та нелінійно-оптичні властивості стекол Ag0.05Ga0.05Ge0.95S2–Er2S3. Оптичні матеріали. 2019. 90. С. 84–88.
Березнюк, О., Петрусь, І., Смітюх, О., Олексеюк, І. Склоутворення в квазіпотрійних системах AІ2 S–ВIVS2–СV2 S3 (АI–Cu, Ag; ВIV–Ge, Sn, СV–As, Sb). Проблеми хімії та сталого розвитку. 2021. Вип. 4. с. 3–10.
Лукас П., Коулман Д.Г., Цзян Ш., Ло Т., Ян Ч. Волокна з халькогенідного скла: виготовлення оптичного вікна та придатність для біохімічного зондування. Оптичні матеріали. 2015. 47. С. 530–536.
Твер'янович А. С., Ціок О. В., Бражкін В. В., Бокова М., Сосет А., Бичков Є. Надзвичайно стабільний склоподібний GeS2, ущільнений при 8,3 ГПа: прихований поліаморфізм, контрастні оптичні властивості, дослідження раманівського розсіювання та DFT та передові програми. Журнал фізичної хімії Б. 2023. 127. 45. С. 9850–9860.
Мішень для розпилення селеніду германію (II) (GeSe2). URL: https://www.funcmater.com/germanium-iiselenide-gese2-sputtering-target.html.
Порошок телуриду германію (II) (GeTe2). URL: https://www.funcmater.com/germanium-ii-telluride-gete2-powder.html.
Еліотт С. Р. Халькогенідні окуляри. МатерНаукаТехнол. ВЧ. 1991. 9. С. 438.
Лю С., Цзяо Ц., Чжан Є., Чжен Ц., Сун С., Інь Г. Йодид срібла сприяє структурній характеристиці та інфрачервоним властивостям у стеклах GeS2 –Ga2S3 –La2S3. Інфрачервона фізика та технології. 2019. 102. С. 103064.
Канаморі Т., Терунума Ю., Такаші С., Міясіта Т. Характеристики втрат при передачі скляних волокон без покриття As40S60 і As38Ge5Se57. Журнал некристалічних твердих речовин. 1985. 69. С. 231–242.
