Галлий және индий антимонидінің фотолюминесценциясы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 42 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе . …. . 5

І. Галлий және индий антимонидінің фотолюминесценциясы

Индий антимонидінің қоспа күшті ендірілген кристалдарын зерттеу…… . . . 8
Индий антимонидінің рекомбинациялық сәулеленуі . . . 9

1. 3 Галлий антимонидінің зоналық құрылымының ерекшеліктері . . . 12

1. 4 Галлий антимонидінің кристалдарының фотолюминесценциясы . . . 13

1. 5 Гетероструктураларда ішкі кернеудің пайда болу себептері . . . 16

1. 6 Дислокацияның пайда болуы . . . 19

1. 7 InAs және GaSb негізінде алынған қатаң ерітінділердің люминесценциялық қасиеттері . . . 21

ІІ. Галлий және индий антимонидінің фотолюминесценциясын

зерттейтін қондырғының сипаттамасы

2. 1 Таңдау және үлгілерді дайындау . . . 24

2. 2 Фотолюминесценцияны зерттеу үшін қондырғының сипаттамасы . . . 24

ІІІ. Галлий және индий антимонидінің фотолюминесценциясын

зерттеу нәтижелері

3. 1 n - типті индий антимонидінің қоспа ендірілген кристалдарының

спектрлері . . . 27

3. 2 Қоспа ендірілген галий антимонидінің кристаллдарының фотолюминесценциясын зерттеу . . . 35

GaSb(Se) кристалының фотолюминесценциясына бір осьті деформация

әсері . . . 40

3. 4 In As Sb P/In As градиентті структураларындағы қалдық деформацияны

анықтау . . . 41

Қорытынды . . . 43

Пайдаланылған әдебиеттер . . .

Кіріспе

Ғылым мен техника салаларында жартылай өткізгіш материалдан жасалған құралдарды және қондырғыларды қолдану кеңінен өріс алуда. Техникалық прогресстің өркендеп даму кезеңінде жартылай өткізгіштердің маңызы ары қарай арта түсетіні бәрімізге белгілі.

Кейбір материалдарға жартылай өткізгіштік қасиеті аморф күйінде де сұйық күйінде де тән болады. Сұйық жартылай өткізгіштер ғылым саласында қызықтырғанына қарамастан техника саласында аса көп қолданылмайды. Техника саласында қолданылатын жартылай өткізгіштердің көпшілігі кристалдардан тұрады.

Жартылай өткізгіштің анықтамасы заттардың электр өткізгіштік қасиеттеріне негізделген. Әдетте жақсы электр өткізгішті материал ретінде металдар қарастырылады, оның меншікті электр өткізгіштігі ден жоғары болады. Меншікті өткізгіштігі ге тең және одан кіші болған материалдар изоляторға (диэлектриктерге) жатады. Меншікті электр өткізгіштігі арасында болатын материалдар жартылай өткізгіштерге жатады. Бұл анықтама жартылай өткізгіштерді зерттеу ғылымының дамуына және оның түрлі қасиеттерін толығымен анықтаған сайын жеткіліксіз екендігін көрсетеді.

Металдардың жартылай өткізгіштерден айырмашылығы меншікті өткізгіштіктің шамасымен анықталмайтындығын, ал ол меншікті өткізгіштіктің температураға байланыстылығының сипаттамасымен анықталатынын

А. Ф. Иоффе көрсеткен болатын.

Жартылай өткізгіштер электролиттерден зарядтарды тасымалдаушының түрлерімен ерекшеленеді: жартылай өткізгіштерде тоқ электрондар арқылы, ал электролиттерде - иондар арқылы тасымалданады. А. Ф. Иоффенің анықтамасына сәйкес жартылай өткізгіштерге электр өткізгіштігі электрондардың тасымалдануы арқылы жүзеге асатын және өткізгіштігі температураның өсуіне байланысты артатын материалдар жатады. Қазіргі кезде көп мөлшерде қоспа ендірілген жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі температура өскенде өспейтіндігі және төтенше өткізгіштік құбылысы болмайтындығы анықталып отыр.

Қоспалардың әсерінен жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі артады. Қоспаның әсерінен пайда болған өткізгіштікті қоспалы өткізгіштік деп атайды. Кейбір қоспа жартылай өткізгіштердегі электрондар санын көбейтсе, ал басқа біреулері кемтік санын көбейтеді.

Жұмыстың өзектілігі:

Бұл жұмыста индий мен галий антимонидтерінің қоспа ендірілген кристалдарын зерттеу қарастырылған. Индий антимониді зоналық құрылымының ерекшеліктерімен қатар концентрацияның үлкен интервалында монокристалдар алу мүмкіндігінің болуымен ерекшеленеді . Индий антимониді жақсы зерттелген жартылай өткізгіштің түрі болып есептеледі. Дегенмен, индий антимонидінің зерттеуге арналған жұмыстар аз, негізінен электрондардың концентрациялары аз кристалдар ғана зерттелген. Қоспасы күшті ендірілген индий антимонидінің фотолюминесценциясын зерттеу бойынша мәліметтер жоқ. Қоспа концентрациясы болатын қоспа ендірілген индий антимонидінің кристалдарының фотолюминесценциясын тереңірек зерттеудің маңызы зор. Индий антимонидінің қоспа ендірілу дәрежесі артқан сайын оның фотолюминесцентік спектрінде ерекшеліктер байқалумен қатар қоспаның табиғатына және ендірілу дәрежесіне байланысты көптеген қызықты эффектілердің пайда болатынын көрсетеді. Қоспа күшті ендірілген кристалдардағы сәулелену процестерін зерттеу концентрациясы болғанның өзінде өткізгіштік зонасының параболалық заңдылықтан ауытқып, Ферми энергиясы тиым салынған зонаның еніне жуықтайтындығын көрсетеді.

Галий антимонидінің негізгі минимумға жақын орналасқан өткізгіштік зонасының қосымша минимумы бар, сондай - ақ спин орбитальды ыдырауының шамасы тиым салынған зонаның еніне шамамен тең. Бұл галий антимонидін А ³ В ⁵ қосылыстарының бірқатарынан ерекшелейді. Мысалы, бір ості деформация нәтижесінде өткізгіштік зонасының экстремумдарының инверсиясын жасауға болады. Галий антимониді жартылай өткізгішті оптоэлектроникада қолданылатын ең қызықты материалдардың бірі болып табылады. Оны қолданудың келешегі бұл материалдың шеткі сәулелену толқынының ұзындығы қазіргі кезде қолданылатын талшықты байланысты сызығының минималь шығынына сәйкес келетін спектральды облыста жататындығымен байланысқан. Осы көрсетілген галлий және индий антимонидтерінің ерекшеліктері жұмыстың өзекті екендігін көрсетеді.

Жұмыстың мақсаты:

Индий мен галлий антимонидтерінің қоспа ендірілген кристалдарының фотолюминесценциясын зерттеу. GaSв кристалын бір осьті деформациалау нәтижесінде экстремумын алмастыру нәтижесінде өткізгіштік зонасының экстремумын алмастыру арқылы L - минимумының кристалдың оптикалық қасиеттеріне әсерін зерттеу және осы кристалды бір ось бойымен [111] бағытында деформациялағанда оның өткізгіштік зонасының минимумдарының ығысу жылдамдығын анықтау.

Ғылыми жаңалығы:

Индий антимонидінің қоспа ендірілген кристалдарының фотолюминесценциясын қарастыру n - типті индий антимонидінің қысқа толқынды сәулелену сызығы Ферми денгейінде орналасқан электрондардың валенттік зонаның төбесіндегі кемтіктермен рекомбинациялануы нәтижесінде пайда болатындығын көрсетті. GaSb кристалын бір осьті деформациялау нәтижесінде оның зоналық құрылымының әр түрлі параметрлері яғни өткізгішті зонасының Г және L - минимумдарының деформация потенциалдарының тұрақтылары анықталды.

Практикалық құндылығы:

Жұмыста қарастырылған сұрақтар ғылыми мақсатымен қатар үлкен практикалық маңыздылығы барлығын оптикалық және фотолюминесценциялық құбылыстардың жартылай өткізгіш құралдарда кеңінен қолданылуы көрсетеді. Қарастырылған кристалдарды қолдана отырып когеренттік сәулелену көздері және кең спектральдық диапозондағы фотоқабылдағыштар дайындалады. Бұл кристалдарға практикалық қызығулар олардың жартылай өткізгіштер электроникасында кең қолданылумен де байланысты. Галлий антимониді әдеттегі жартылай өткізгішті оптоэлектроникада пайдаланылатын ең қызықты материалдардын бірі болып табылады. Оның қолдану мүмкіндіктері бұл иатериалдың шеткі сәулелену толқын ұзындығы қазіргі кезде қолданылатын талшықты байланысты сызығының минималь шығынына сәйкес келетін спектральды облыста жататындығымен байланысқан.

І. Галлий және индий антимонидінің фотолюминесценциясы

Индий антимонидінің қоспа күшті ендірілген кристалдарын зерттеу

Индий антимониді А ³ В ⁵ типті жартылай өткізгішті қосылыстардың көбірек зерттелген түрі. Бұл оның тек ерекше қасиеттерімен ғана емес ( тиым салынған зонаның ені кішкене электрондардың эффективті массасы аз), сонымен қатар монокристалдарға қоспаларды кең интервалда (p-типті 10 ¹¹ -10 ²⁰ см ^-3 , n-типті 10 ¹² -10 ¹⁹ см ^-3 ) қосу технологиясының қарапайымдылығымен байланысқан.

Қоспаның үлкен концентрациясы бар, яғни қоспа күшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарын зерттеудің үлкен ғылыми маңызы бар. Қоспа күшті ендірілген n-типті индий антимонидінің кристалдарындағы әр түрлі эффекттерді зерттеу кезінде бірқатар аномалиялар табылады, олар қоспаның ендірілу дәрежесіне ғана емес, сонымен бірге ендірілетін қоспаның сортына да (яғни химиялық табиғатына) байланысты.

Қоспа ендірілген n-типті индий антимонидінің кристалдарындағы Холл коэффициентінің температураға тәуелділігін 400К > температураларда зерттегенде n≥10 ¹⁸ см ^-3 кристалдарында R _х -тың аномаль қасиеті байқалады. Бұл R _х =f(Т) тәуелсіздігін негізгі минимумның түбірінен жоғары жатқан өткізгіштік зонасының екінші минимумының әсері деп түсіндіруге әрекет жасалды. Бұл қосымша минимумының параметрлеріне бағалау жүргізіледі.

Әр түрлі донорлық қоспалар бар, қоспа күшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарында Холл коэффициентінің температуралық тәуелділіктері едәуір ерекшеленетіні кейінірек анықталды. Бұл құбылыс өткізгіштік зонасының қосымша минимумдарының әсерімен қаншалықты байланысса, осы минимумдармен байланысқан қоспалы күймен соншалықты байланысқан деген болжам айтылды. Бұл күйлер өткізгіштік зонасының негізгі минимумының түбінен жоғары болады және олардың энергетикалық күйлері қоспаның сортына тәуелді.

Әдебиетте осы қоспалы күйлердің (әдетте оларды резонансты деп атайды) индий антимонидінің кристалдарындағы әр түрлі эффектілерге әсерін зерттеуге арналған бірқатар жұмыстар бар. Әр түрлі донорлық қоспалар бар (теллур, селен, сера) қоспа қүшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарындағы электрондардың эффективті массасының температураға тәуелділігін зерттеу кезінде, авторлар [1, 2] тәжірибе нәтижелерін өткізгіштік зонасының қосымша минимумдарымен байланысқан резонансты қоспалы күйлердің әсерін қатыстырып қана түсіндіре алады. Өткізгіштік зонасының L-минимумдарымен байланысқан теллурдың, селеннің және күкірттің резонансты қоспалы күйлерінің энергетикалық күйлеріне бағалау жүргізілді. Гидростатикалық қысым шартында күшті қоспа ендірілген индий антимонидінде ауысу эффектісін зерттеуге арналған бірқатар жұмыстар белгілі [1, 2, 3] .

Қоспа күшті ендірілген кристалдардағы (n>10 ¹⁸ см ^-3 ) Холл коэффициентінің гидростатикалық қысымға тәуелділігі ендірілетін қоспаның сортына байланысты. Теллур, селен және күкірт ендірілген кристалдар үшін Rx=f(g) тәуелдіріктерінен өткізгіштік зонасының қосымша (L) минимумдармен байланысқан осы донорлық қоспалардың резонансты қоспалы деңгейлерінің энергетикалық күйлері анықталды.

∆Е _те =0, 6эв; ∆Е _se =0, 5эв ∆E _s =0, 4эв

Энергия өткізгіштік зонасының негізгі минимумының түбінен бастап есептелді. Әр түрлі донорлық қоспалары бар, қоспа күшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарын гидростатикалық қысым түсіру арқылы зерттеу нәтижелерін электрондардың қоспа иондарынан, тордың оптикалық, акустикалық тербелістерінен, шашырау теориясымен түсіндіруге болмайтындығы анықталды. Тәжірбиелердің нәтижелерін түсіндіру үшін, ендірілетін қоспалардың қасиетін ескеретін қоспаның қысқа-әсер ететін потенциялындағы шашырауын ескеретін қосымша шашырау механизмі [4] ендірілген. Әр түрлі донорлық қоспалары бар [5], қоспа күшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарындағы термоЭҚК-нің үлкен гидростатикалық қысымға байланыстылығын тереңірек зерттеу, жалпы теориялар шеңберінде түсіндіре алмайтын, бірқатар қызықты аномалияларды табуға мүмкіндік берді. Электрондардың қозғалғыштығы мен термоЭҚК гидростатикалық қысымға байланыстылығы резонансты шашырауды, яғни өткізгіштік зонасының әр түрлі қосымша минимумдарымен байланысқан қысымның әсерінен резонансты қоспалы күйлердің беттесуін ескеріп түсіндіруге мүмкіндік болды.

Қоспа күшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарына Кейннің зоналық моделінің қолданбалығын тексеруге арналған бірқатар жұмыстарды айта кеткен жөн. Осы зерттеулердің нәтижесінде, қоспа күшті ендірілген индий антимонидінің кристалдарына Кейннің моделін, қоспаның ендірілу дәрежесінің Ферми деңгейінің күйіне және тиым салынған зонасының еніне әсерін ескергенде ғана қолдануға болатындығы анықталды.

Индий антимонидінің рекомбинациялық сәулеленуі

Индий антимонидінің рекомбинациялық сәулеленуі әлсіз және қиын бақыланады. n-типті индий антимонидінің кристалдарының фотолюмин-есценциясын зерттеу бойынша жүргізілген жұмыстар әдебиетте аз кристалдарды зерттеуге арналған.

Индий антимонидінің рекомбинациялық сәулеленуін тұңғыш рет Мосс зерттеді. Ол үшін таза кристалдардан бөлме температурасындағы оптикалық қозуды пайдаланды. Сәулелену максимумы 7-8 мкм толқын ұзындығына сәйкес келетін жолақ байқалды. Бұл сызықты автор зонааралық рекомбинациямен байланыстырады, себебі сәулелену спектрінің максимумының орналасуы таза индий антимонидінің тиым салынған зонасының еніне жуықтап сәйкес келеді.

Кейінгі жұмыста [6] электрлік инжекция көмегімен индий антимонидінің р-n алмасуының сәулеленуі зерттелді. 20 К температурада индий антимонидінің оптикалық сәулелену рекомбинациясын зерттегенде сәулелену максимумы һν ₁ =0, 234эв және Һν ₂ ⁼ 0, 200эв болатын екі меншікті сызықтары және Һν ₃ =0, 216эв, Һν ₄ =0, 230эв болатын қоспалы сызықтары бақыланады.

Жұмыстың авторлары [7] сәулелік ауысулардың қозу деңгейіне тәуелділігін зерттеді. Қозудың үлкен деңгейінде n-типті индий анитимонидінің таза кристалдарының фотолюминесценция спектрлерін зерттеп авторлар сәулелену спектрінің кеңейетінін байқады.

Индий антимонидінің төмен температуралық шеткі люминесценциясын зерттеу жұмыстарында, жұту шетіне жақын орналасқан интенсивті дублетті жолақ байқалды. Максимумдар энергиясы қысқа толқынды бөлігіне 0, 236 эв және ұзын толқынды бөлігі үшін 0, 233 эв құрайды. Авторлар бұл сызық бейтарап терең акцептор-экситон комплексінің рекомбинациясының нәтижесі деп тұжырымдайды.

Төмен температураларда индий антимонидінің таза кристалдарындағы сәулелену рекомбинациясының ерекшеліктері [8] жұмыстың авторымен қарастырылған.

Индий антимонидінің кристалдарының фотолюминесценциясын зерттеуде келесі екі жұмыс қызығушылық тудырады. Мурадьян және Фэн [17] оптикалық қозу әдісімен 77 К мен 4, 2 К температураларында n және р -типті индий антимонидінің монокристалдарының үлгілерінде зерттеді. Зона аралық ауысулармен байланысты сәулелену, оптикалық фононның қатысуымен сәулелену және акцепторлық қоспалары бар ауысу байқалды. Сұйық азот температурасында InSb азғындалмаған үлгісі үшін фотолюминесценция спектрі негізінен ұзын толқынды меншікті сәулеленуден тұрады. n<5-10 ¹⁵ см ^-3 концентрациясы бар n және р-типті индий антимонидінің үлгілерінің фотолюминесценциясын зерттеу кезінде осыған ұқсас спектрлер алынады. ІnSb азғындаған үлгілерінің n-типті жағдайында сәулелену спектрінің максимумы жоғарғы энергиялар жағына ығысады және кеңейеді.

Авторлар тасмалдаушылар концентрациясы 5⋅10 ¹³ см ^-3 -тан 3, 5⋅10 ¹⁷ см ^-3 -қа дейін болатын n-типті индий антимонидінің фотолюминесценция спектрлерін зерттеді. Ені 8, 5 мЭв болатын сәулелену спектрі тек қана концентрациясы 1, 4⋅10 ¹⁶ см ^-3 болатын үлгілерде байқалады. Тасымалдаушылар концентрациясын арттырғанда сәулелену спектрінің ені де артады. Тәжірбиенің нәтижелерін талқылап, авторлар концентрациясы n= 2, 5⋅10 ¹⁷ см ^-3 болатын қоспа ендірілген кристалдардың сақталу заңы бұзылатын ауысулар байқалады деп тұжырымдады. Мұндай қорытындыға авторлар, 77 К температурасында қоспа күшті ендірілген п-типті индий антимонидінің фотолюминесценциясын зерттеп келді. Сонымен қатар бұл жұмыстағы Патлей И. және т. б авторлар энергиялары 228, 216 және 224 мЭв болатын қоспалы деңгейлер сериясын тапты.

n-типті және р-типті индий антимонидінің үлгілерінің спектрінде электрондардың өткізгіштік зонадан 7, 5 мЭв ионизация энергиясы бар кейбір коспа деңгейіне көшуімен байланысты сәулелену жолағы байқалады. Бұл сәулелену жолағы мырыш ендірілген кристалдарда айқын көрінеді. Холл эффектісін зерттеулерден мырыштың акцепторлық деңгейінің ионизация энергиясы 8 Mэв тең екендігі белгілі.

Германий ендірілген кристалдарда акцепторлық деңгеймен байланысқан әлсіз сәулелену жолағы ұшырасады. Индий антимонидіндегі германий не акцептор сияқты, не донор сияқты бола алады.

Электрлік өлшеулердің нәтижесі германийдің акцепторлық деңгейі валенттік зонаның төбесінен 10 мЭв жоғары жататындығын көрсетеді. Индий антимонидінің сәулелену рекомбинациясын зерттеу германийдің акцепторының ионизация энергиясы 17 мЭв-қа тең екендігін анықтайды. 224 мЭв сызығының бар болуы [5] жұмыста айтылған. Көрсетілген статьялардың авторлары бұл сызық қоспалы сәулеленумен байланысқан деп болжады. Мурадьян және Фэн бұл сызықты сұйық геллий температурасында индий антимонидінің барлық таза кристалдарында бақылап, бұл сызық 11 мЭв деңгейі беретін (не валенттік зонаның төбесінен, не өткізгіштік зонаның түбінен, яғни деңгейдің түрі анықталмаған) қоспалармен немесе тордың дефектілерімен байланысты деген қорытындыға келді.

4, 2 К температурасында индий антимонидінің барлық таза кристалл-дарында сәулелену максимумы 212, 5 мЭв болатын сызық табылды. [9] жұмыстың авторы бұл сызық оптикалық фононның сәулеленуімен электронды - кемтіктік рекомбинациямен байланысты деп болжады. Сызықтық сәулелену интенсивтілігінің оларды қоздыратын жарықтың интенсивтілігіне тәуелділігін зерттеп, Мурадьян және Фэн сызықтық сәулелену интенсивтілігі қоздыратын жарықтық интенсивтілігіне қарағанда квадратты турде өзгеретіндігін көрсетті. Бұл сызықтық максимумы мен меншікті сәулеленудің ара қашықтығы ( 22 МЭв) шамамен индий антимонидінің оптикалық фононының энергиясына сәйкес келеді.

Бұл жұмыста [9] сондай-ақ магнит өрісінің фотолюминесценцияға әсерінің нәтижесі келтіріледі. Температура 77 К және 4, 2 К болғанда 33 К дейін магнит өрісіне қойылған фотолюминесценция зерттелді. Нәтижесі 77 К температурасында магнит өрісі қойылғанда меншікті сәулеленудің жолағы ажырайды және жоғарғы энергиялар жағына қарай ығысады.

[10] жұмыс индий антимонидінің сәулелену рекомбинациясының максимумын оптикалық инжекция әдісімен зерттеуге арналған. Зерттеулер 300, 200, 100 және 12 К температураларда n және р-типті индий антимонидінің кристалдарында жүргізіледі. Бақыланатын индий антимонидінің сәулеленуі, сәулелену максимумы Һν>Еg тең кең жолақты береді.

Сәулелену спекрінің максимумы температураның төмендеуімен жоғарғы энергиялар жағына ығысады. Сәулелену спектрінің төменгі энергиялы шетінің нөлге экстрополяциясы кезінде, 300 К - 177 мЭв, ал 200 К - 196 мэв энергияның мәндерін береді. Бұл мәндер сәйкес температураларда индий антимонидінің тиым салынған зонасының еніне сәйкес келеді. Бұл басқа сәулелену сызығының белгілерімен қоса авторларға сәулелену тікелей зонааралық сәулеленіп өтуімен байланысқан деп айтуға мүмкіндік береді.

[11] жұмыстың авторы 215, 228, 209, 186 және 193 мэв максимумдары бар сәулелену сызықтарының сериясын бақылады. Сәулелену сызығының интенсивтілігінің қоздырушы жарықтың интенсивтілігіне тәуелділігін зерттеп және оптикалық фононның берілген энергияларын пайдаланып авторлар 215 Mэв сызығы оптикалық фононның сәулеленуімен тікелей емес зона аралық рекомбинацияның нәтижесі болып табылады деп болысады.

Алтын мен күміс ендірілген индий антимонидтерінің кристалдарын зерттегенде, тікелей осы қоспалардың бар болуымен байланысты сызықтар табылды. Күміс ендірілген кристалдарда сәулелену максимумы 209 және 186 Mэв сызықтар бақыланды, ал алтын ендірілген кристалдарда энергиясы 192 Mэв сызық табылды.

Мырыш ендірілген индий антимонидінің кристалдарының сәулелену спектрінде энергиясы 228 мэв сызық байқалды. Бұл сызық зона мырыштың ұсақ акцепторлық деңгейімен сәулеленіп өтуімен байланысқан деген болжам айтылды. Бұл сызықты Мурадьян және Фэн бақылаған.

Қоспа көп ендірілген индий антимонидінің кристалдарының сәулелену спектрі (n=4, 8⋅10 ¹⁷ см ^-3 теллур ендірілген) таза кристалдардың сәулелену спектрінен кеңірек. Интенсивтіліктің жартысындағы сәулелену сызығының ені 60 мэв құрайды, ал сәулеленудің максимумы 297 мэв энергияға сәйкес келеді. Сәулелену спектрінде үлкен шұңқыр СО ₂ жұтылуына сәйкес келеді. Қатты азғындаған индий антимонидінің кристалында 222 мэв энергия шамасында спектрдің қысқа толқынды қанатында иілу түріндегі әлсіз сызыққа рұқсат етіледі. Қоспа көп ендірілген кристалдардың сәулелену спектрі өткізгіштік зонаның донорлық күйімен өзара әсерлесу нәтижесінде ұлғаятындығын және тиым салынған зонаның енінің таралатындығын көрсетеді. Бұл жұмыста 12 К және 100 К температураларда индий антимонидінің сәулелену спектрінің ерекшеліктері зерттелді. Жоғарыда айтылғандардан индий антимонидінің (сәулелену спектрінің) рекомбинациялық процестерін зерттеу жүмыстарының көбінде, не таза кристалдарға не 4, 8⋅10 ¹⁷ см ^-3 аспайтын концентрацияға дейін қоспа ендірілгендер туралы мәліметтер бар. Біз концентрациясы 5⋅10 ¹⁷ см ^-3 , көп индий антимонидінің кристалдарындағы рекомбинациялық процестерге тереңірек зерттеу жүргізу, әсіресе n>10 см ^-3 кристалдарына тереңірек зерттеу жүргізілу керек деп есептейміз. Дәл осындай концентрацияларда қоспалардың ендіру дәрежесімен және химиялық табиғатымен байланысқан бірқатар қызықты эффекттер [12] табылды. Қоспа күшті ендірілген n-типті индий антимонидінің кристалдары, сәулелену процестерін зерттеу үшін n ≈10 ¹⁸ см ^-3 өткізгіштік зонасы параболалық заңдылықтан ауытқығандықтан, үлкен қызығушылық тудырады. Ферми энергиясы тиым салынған зонаның (≈0, 22эв) еніне жақын болады. Тағы да бір қызығы күшті қоспа ендірілген индий антимонидінің кристалдарында плазмалық тербелістердің энергиясы шама жағынан тиым салынған зонаның еніне жуықтайды.

1. 3 Галлий антимонидінің зоналық құрылымының ерекшеліктері

Алмаз құрылымы тәрізді, периодтық жүйенің үшінші және бесінші топтарының қосылыстары кристалданатын мырыш түріндегі кристалдық қүрылым өзара кіріспелі екі гранецентрленген кубтық торлардан тұрады. Бұл құрылым екі тор атомдарының түрліше болуымен алмаздан ерекшеленеді. Көп жағдайда құрылымы мырыш тәрізді жартылай өткізгіштердің энергетикалық спектріне ұқсас келеді. Негізгі ерекшеліктері инверсияға қатысты симметрияның шоқтығымен түсіндіріледі.

Егер спин-орбиталдық әсерлесуді ескермесе, онда мырыш симметриясы X және L нүктесіндегі экстремумдармен ажыратылады ІnSb, ІnАs, GаSЬ, ІnВ және GаАs қосылыстарындағы өткізгіштік зонасының ең төменгі минимумы =0 орналасқан GаSЬ және GаАs сияқты осы қосылыстардың кейбіреуінде X және L нүктесіндегі басқада жоғарғы экстримумдардың энергиясы бойынша Т нүктесіндегі минимумға жақындығы соншалықты бұл тасмалдау құбылыстарында оптикалық процестер 'және тағы басқаларда маңызды роль атқарады.

Галлий антимонидін қысымға байланыстылығын [13] зерттеу барысында Брилиюэн зонасының орталығында орналасқан өткізгіштік зонасының негізгі минимумын ғана емес, сонымен қатар <111> және <100> бағытындағы қосымша минимумдарды да ескеруді қажет етеді. Галлий антимонидінің термоЭҚК, Холл тұрақтысының электр кедергісінің қысымға байланыстылығын Сагар мен Миллер тереңірек зерттеді. Р<2500кг/см ² қысымда екі минимумының энергетикалық ені 0, 075 эк болды, ал одан жоғары Р=2500 кг/см ² қысымда х минимумының әсері байқалды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.