Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | 3 |

те многоступенчатого отжига. Возможно, это связано спектр РЗМ-иона снимался с задержкой по времени, с тем фактом, что основным правилом запрета для когда интенсивность ФЛ матрицы заметно убывала в - f -переходов в ионе Er3+ является правило запрета f силу большей скорости затухания межзонных излуча- по четности (тогда как для Tb3+ и Eu3+ это запрет тельных переходов по отношению к ДпризакрытымУ по спину) и частично снятие этого запрета выставляет Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. Собственная и активированная примесями Zn, Ce, Tb, Er, Sm и Eu фотолюминесценция... более жесткие требования к симметрии поля лигандов. 4) Введение In до 16 at.% приводит к снижению Eg Принимая во внимание то, что длительные высокотем- и появлению широкого и интенсивного пика ФЛ при пературные отжиги способствуют диффузии остаточного 2.1-2.3 eV. Яркость этого пика более чем на порядок кислорода в матрице, и то, что ионы РЗМ, в том числе превышает яркость ФЛ собственного материала. Визуи Er3+, являются высокоактивными геттерами кисло- ально люминесценция при мощности возбуждения 3 mW рода, можно предполагать, что лигандное поле Er3+ ( = 337 nm) воспринимается как белое свечение, пракформируется кислородным окружением. Спектр Er3+, тически неотличимое от свечения микролампочки накакак это видно из рис. 4, содержит группу пиков 523, 527, ливания.

533, 545, 555, 657 и 670 nm, соответствующих переходам 5) Пленки a-nc-GaN являются превосходной матри2 4 с возбужденных состояний H11/2, S3/2 и F9/2 на основцей для примесей РЗМ. Растворимость РЗМ достигает ное состояние I15/2 ( < 10 s). Визуально свечение 5.0 1020 cm-3. При этом примесь входит в матрицу эрбия воспринимается как светло-зеленое. Излучение в виде трехвалентных ионов. Азотная анионная подреэрбия в ИК-диапазоне изучено в [4].

шетка создает достаточно сильное кристаллическое поле Спектр ФЛ Sm3+ образован группой из трех оти обеспечивает тем самым оптическую активацию внуносительно широких и близких по амплитуде питрицентровых f - f -переходов. В случае Er3+ оптическая ков (570, 610 и 645 nm), соответствующих переходам активность достигается только после многоступенчатого 4 S5/2 H5/2,7/2,9/2, 40 s. ФЛ Sm3+ воспринимаотжига. Этот экспериментальный факт дает основания ется глазом как красно-оранжевая.

предполагать, что лигандное окружение требуемой симИзлучательная способность РЗМ-примесей в метрии в случае эрбия формируется диффузией остаточa-nc-GaN оказывается высокой. Поскольку азотный ланого кислорода.

зер, используемый для возбуждения, не может передать Ce3+ обеспечивает относительно широкий спектр ФЛ энергию кванта накачки РЗМ-иону непосредственно, так (390-480 nm), воспринимаемый глазом как сине-голукак ионы не имеют резонансных уровней поглощения бой. Люминесценция Ce3+ осуществляется на переходах с частотой лазера, можно сделать вывод, что полупро5d-4 f и возможна в синей области лишь при очень водниковая матрица, которая поглощает энергию лазера высоких концентрациях.

благодаря межзонным переходам электронов в зону проTb3+ Eu3+ формируют на f - f -переходах узкие водимости, играет роль трансформатора энергии кванта (10-15 nm) пики с = 545-550 nm и 610-615 nm совозбуждения и передатчика этой энергии примесному ответственно. Яркость линий тербия (зеленая) и евроиону. Очевидно, что энергия кванта азотного лазера пия (красная) достаточна для визуального наблюдения термализуется к зонному краю и затем передается в освещенной комнате.

окализованным состояниям хвоста зоны. В широком Er3+ и Sm3+ имеют спектры сложной структуры с разраспределении локализованных состояний хвоста зоны мещением пиков в широкой области длин волн и восвсегда имеют место совпадения энергий локализованных принимаются как светло-зеленый и красно-оранжевый состояний и резонансных уровней поглощения ионов соответственно.

РЗМ. Следовательно, передача энергии возбуждения от лазера к иону становится возможной.

Таким образом, в настоящей работе были получены Список литературы следующие результаты.

1) Нитрид галлия может быть получен в аморфном [1] S. Nakamura, G. Fasol. The Blue Laser Diode. GaN состоянии в виде тонких пленок на кварцевых и кремbased Light Emittors and Lasers. Springer, BerlinЦHeidelberg ниевых подложках. Детальный анализ микроструктуры (1997). P. 129.

показывает, что аморфная фаза содержит хаотически [2] A.J. Steckl, J. Heikenfeld, M. Garter, R. Birkhalm, D.S. Lee.

ориентированные отдельные нанокристаллиты размером Comp. Semicond. 6, 1, 48 (2000).

до 5-7 nm и объемной долей 10%. По этой причине [3] K. Kubota, Y. Kobayashi, K. Fujimoto. J. Appl. Phys. 66, 7, корректно определить полученные пленки как псевдо2984 (1989).

аморфные (a-nc-GaN).

[4] А.А. Андреев. ФТТ 44, 2, 239 (2002).

2) Исследования оптического поглощения и краевой [5] P.H. Citrin, P.A. Northrap, R. Birkhalm, A.J. Steckl. Appl.

ФЛ свидетельствуют о том, что ширина запрещенной Phys. Lett. 76, 20, 2865 (2000).

зоны для аморфного и кристаллического материалов [6] S.B. Aldabergenova, M. Albrecht, A.A. Andreev, C. Inglefield, примерно одинакова.

J. Viner, V.Yu. Davydov, P.C. Taylor, H.P. Strunk. J. Non-Cryst.

3) При аморфизации теряется тонкая структура краSol. 283, 1Ц3, 173 (2001).

евой ФЛ. Экситонные линии исчезают. Вместе с тем [7] V.Yu. Davydov, Yu.E. Kitaev, J.N. Goncharuk, A.M. Tsareинтенсивность высокоэнергетического крыла, включая gorodtsev, A.N. Smirnov, A.O. Lebedev, V.M. Botnaи сине-голубую область спектра, увеличивается. Этот ruk, Yu.V. Zhilyaev, M.B. Smirnov, A.P. Mirgorodsky, рост ФЛ особенно четко выражен при введении примеO.K. Semchinova. J. Cryst. Growth. 189/190,656 (1998).

си Zn. Температурное гашение ФЛ практически отсут- [8] T. Matsumoto, M. Aoki. Jap. J. Appl. Phys. 13, 11, ствует. (1974).

2 Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. 402 А.А. Андреев [9] K. Osamura, S. Naka, Y. Murakami. J. Appl. Phys. 46, 8, (1975).

[10] A. Wakahara, T. Tokuda, X.Z. Dang, S. Noda, A. Sasaki. Appl.

Phys. Lett. 77, 18, 906 (1997).

[11] M.D. McCluskey, L.T. Romano, B.S. Krusor, D.P. Bour, S. Brennan. Appl. Phys. Lett. 72, 14, 1730 (1998).

[12] P. Stumm, D.A. Drabold. Phys. Rev. Lett. 79, 4, 677 (1997).

[13] N.F. Mott, E.A. Davis. Electron Processes in Non-Crystalline Materials. 2nd ed. Clarendon Press, Oxford (1979). [Электронные процессы в некристаллических веществах. Мир, М. (1982). Т. 1. С. 329.] [14] T.S. Moss, G.J. Burrell, B. Ellis. Semiconductor OptoElectronics. Butterworth & Co (Publishers) Ltd. (1973).

[Полупроводниковая оптоэлектроника]. Мир, М. (1976).

С. 217.

[15] А.Л. Гурский, Е.В. Луценко, Н.К. Морозова, Г.П. Яблонский. ФТТ 34, 11, 3530 (1992).

[16] А.А. Каминский. Лазерные кристаллы. Наука, М. (1975).

С. 14.

[17] Y. Tamura, J. Ohwaki, H. Kozawaguchi, B. Tsujiyama. Jap. J.

Appl. Phys. 26, 2, 105 (1986).

Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. Pages:     | 1 | 2 | 3 |    Книги по разным темам