ВПЛИВ ДЕФЕКТІВ І ДОМІШОК НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ ХАЛЬКОГЕНІДНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/pet-2022-2-8Ключові слова:
Халькогенідний напівпровідник, точковий дефект, модель структури, обірваний зв'язокАнотація
Багатокомпонентні халькогенідні напівпровідники характеризуються високою концентрацією різних типів дефектів. Ефекти, що індуковані світлом (фотокристалізація, фотоіндукована анізотропія, фотоаморфізація, збільшення щільності речовини при освітленні, фотопотемніння та просвітління) є найбільше поширеними, в халькогенідних стеклах і обумовлюють трансформації структури та виникнення дефектних станів. Фотоіндуковані явища та відповідні структурні зміни в халькогенідних стеклах теоретично обґрунтовані на основі існування заряджених дефектів зв’язку, які бувають трьох типів: D+, D− і D0. Точковий дефект у вигляді атома з обірваним зв’язком може не містити у точці розриву електрони (D+), мати один електрон (D0) або два електрони (D-). Точкові дефекти з обірваним зв’язком є причиною великої кількості електронних переходів, що зумовлюють люмінесценцію, оптичне поглинання, термічне збудження та рекомбінацію. Структурна впорядкованісь та властивості кристалічних матеріалів визначаються наявністю в них рівноважних і нерівноважних дефектів решітки. Зокрема, пластична деформація кристалів зводиться до руху різних дефектів решітки, теплове розширення кристалів обумовлено не тільки ангармонізмом коливань атомів, а й зростанням концентрації дефектів кристалічної решітки. Проаналізовано роботи, які присвячені дослідженню впливу γ-опромінення на оптичні та електричні властивості напівпровідників. Встановлено, що збільшення дози опромінення приводить до зменшення інтенсивності фотолюмінесценції як у кристалічних, так і в склоподібних зразках. Особливо чутливі до впливу радіації виявились селенідні стекла та кристали. Дослідження процесів дефектоутворення в халькогенідних напівпровідниках створює нові можливості для синтезу матеріалів перспективних в оптоелектронній техніці.
Посилання
Мотт Я., Дэвис Э. Электронные явления в некристаллических веществах. М.: Мир, 1982. 664 с.
Brinza M. , Benkhedir M. L. , Willekens J. [and others] Photoconductivity methods in materials research . J. Mater. Sci. Mater. Elect. 2005. Vol. 16. P. 703–713.
Zakery A., Elliott S. R. Optical Nonlinearities in Chalcogenide Glasses and their Applications. Berlin, Heidelberg : Springer, 2010. 202 p.
Tanaka K., Kyohya S., Odajima A. Anomaly of the thickness dependence of photodarkening in amorphous chalcogenide films. Thin Solid Films. 1984. V. 111. P. 195–200.
Kuzukawa Y., Ganjoo A., Shimakawa K. Photoinduced structural changes in obliquely deposited As- and Ge-based amorphous chalcogenides: correlation between changes in thickness and band gap. J. Non Cryst. Solids. 1998. V. 227–230. P. 715–718.
Street R. A. Non-radiative recombination in chalcogenide glasses / Sol. Stat. Comm. 1977. Vol. 24. P. 363–365.
Toyosava N., Tanaka K. Photocurrent enhancement in light-soaked As2S3 glass Sol. Stat. Comm. 1996. Vol. 97. P. 623–626.
Anderson P. W. Model for the Electronic Structure of Amorphous Semiconductors / Phys. Rev. Lett. 1975. Vol. 34, N°15. P. 953–955.
Street R. A. , Mott N. F. . States in the Gap in Glassy Semiconductors / Phys. Rev. Lett. 1975. Vol. 35, № 19. P. 1293–1296.
Mott N. F. , Davis E., Street R. . States in the gap and recombination in amorphous semiconductors /. Phil. Mag. 1975. Vol. 32, N°5. P. 961–996.
Shpotyuk M. V. , Shpotyuk O. I. , Cebulski J., Kozyukhin S. Destructive clustering of metal nanoparticles in chalcogenide and oxide glassy matrices / Nanoscale Res. Lett. 2016. Vol. 11. P. 34-1–34-6.
Gushchin A. L. , Rogachev A. V. , Fomenko Y. S. , Sokolov M. N. Chalcogenide Cluster Complexes of Group Five Transition Metals: Synthetic and Structural Aspects / J. Struct. Chem. 2019. Vol. 60 (10). P. 1531–1577.
Конорова Л. Ф. , Ким Т. И. , Жданович Н. С. , Литовский М. А. Влияние γ-квантов на ИК поглощение в халькогенидных стеклообразных сплавах. Ж. техн. физ. 1985. Vol. 55(4). P. 788–791.
Конорова Л. Ф. , Жданович Н. С. , Дидик В. А., Прудников И. М. О структурных изменениях в стеклообразном AsGeSe, облученном большими дозами нейтронов / ФТП. 1989. Vol. 23(4). P. 706–709.
Конорова Л. Ф. , Жданович Н. С. Влияние нейтронного облучения на инфракрасное поглощение в стеклообразном трисульфиде мышьяка. ФТП. 1993. Vol. 27(3). P. 470–473.
Конорова Л. Ф. , Ким Т. И. , Жданович Н. С. , Литовский М. А. . Влияние γ-квантов на ИК поглощение в стеклообразном AsGeSe, содержащим металлы / ФТП. 1987. Vol. 21(7), P. 1300–1302.
Shpotyuk M. , Shpotyuk O. , Golovchak R. , McCloy J. , Riley B. Compositional trends of γ-induced optical changes observed in chalcogenide glasses of binary As-S system / J. Non Cryst. Solids. 2014. Vol. 386. P. 95–99.
Shpotyuk M. , Kovalskiy A. , Golovchak R. , Shpotyuk O. Phenomenology of γ-irradiation-induced changes in optical properties of chalcogenide semiconductor glasses: A case study of binary arsenic sulfides . J Non Cryst Solids. 2018. Vol. 498. P. 315–322.
Kolomiets B. T. , Mamontova T. N. , Domoryad I. A. , Babaev A. A. Photoluminescence in γ-irradiated vitreous and monocrystalline As2S3 and As2Se3 / Phys. Stat. Sol. (a). 1971. Vol. 7. P. K29–K32.
