Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

которых 0.12Ц0.17 эВ. Вопрос о природе этих акцепторов подлежит дискуссии уже длительное время (см., напри- Смещение положения максимумов полос краевой ФЛ мер, [15]), но принято считать, что эти дефекты имеют теллурида кадмия в коротковолновую область при увесложную природу и в их состав входят мелкие доноры, личении уровня легирования известно и объясняется а также вакансия кадмия (A-центры). возрастанием роли кулоновской составляющей, котоГлубину залегания A-центра можно определить из рая определяет величину межпримесного взаимодейформулы (2), учитывая, что DAP-полоса обусловлена ствия [8]. При этом должно изменяться только полопереходами электронов в зону проводимости. Используя жение линий DA, обусловленных донорно-акцепторной DAP DAP значения h0 = 1.455 эВ, получим EA = 0.15 эВ. рекомбинацией, что и наблюдалось в работе [19]. В исФизика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 520 А.В. Савицкий, О.А. Парфенюк, М.И. Илащук, А.Й. Савчук, С.Н. Чупыра следованном материале ситуация иная, поскольку изме- Легирование CdTe примесью свинца мало влияет на няется размещение линий при переходах BA (рис. 5). состояние фоновых примесей. Это вытекает из сравнеВ нашем случае причиной такого смещения может ния абсолютных значений интенсивности DAP-полосы в быть сложный характер акцепторного центра, когда образцах с разными значениями CPb. Как уже отмечаэнергия ионизации вакансии VCd, которая находится лось, это излучение появляется при переходе на сложв кулоновском взаимодействии с донором, зависит от ные акцепторы, в формировании которых принимают расстояния от него. Такими донорами, на наш взгляд, участие неконтролируемые доноры. Соотношение интенявляются атомы Pb. Большое значение глубины энерсивности DAP-излучения в кристаллах 901П и 902П не гетического залегания доноров свинца исключает их превышает 2.5 раз, тогда как для переходов BA в краевой непосредственное участие в формировании полосы BA, области оно может достигать 150.

но они могут электростатически влиять на VCd.

Максимум бесфононной полосы при переходах BA в исследуемых кристаллах при возрастании C0 сме5. Заключение Pb щается на 0.01 эВ (см. таблицу). Предположив, что в образце с малым содержанием Pb (901П-I) кулоновским При легировании теллурида кадмия примесью свинца взаимодействием между PbCd и VCd можно пренебречь, получается материал p-типа, причем компенсирующее найдем среднее расстояние R между этими дефектами действие Pb возрастает пропорционально содержанию в материале с максимальными C0 (образец 903П-L).

Pb примеси. Свойства кристаллов CdTe : Pb существенно Воспользовавшись известным выражением для энергии отличаются от характеристик CdTe, легированного Ge кулоновского взаимодействия и Sn, у которых при достижении определенной критической концентрации германия CGe или олова CSn свойства e W =, материала практически не зависят от CGe или CSn [2].

R Значительная часть примеси Pb пребывает в элекпри W = 0.01 эВ получим R = 1.5 10-6 см. Зная средтрически неактивном состоянии, создавая, вероятно, ний размер пар, можно определить их концентрацию включения. Величина и температурный ход подвижности показывают, что эти неоднородности не создают дрейфо-вых барьеров для протекания тока.

N = R3, В решетке CdTe доноры PbCd могут взаимодействовать с собственными дефектами VCd. При значительных откуда N 6.6 1016 см-3. Понятно, что такой же будет расстояниях между ними это приводит к понижению и концентрация доноров PbCd, которые электростатичеэнергии ионизации VCd пропорционально количеству ски взаимодействуют с VCd, в образце 903П-L. В матепримеси. Располагаясь на соседних узлах кадмиевой риале с меньшим C0 расстояние между компонентами Pb BA подрешетки, эти дефекты создают стойкие ассоциаты.

пары будет большим, а смещение пика полосы h0 Ч меньшим.

Кроме пар с большим R, в кристаллах CdTe : Pb Список литературы присутствуют комплексы с участием атомов свинца и VCd, которые размещены на соседних кадмиевых [1] А.В. Савицкий, О.А. Парфенюк, М.И. Илащук, П.А. Павузлах. Существованием таких ассоциатов, связь между лин. Изв. АН СССР. Неорг. матер., 25 (11), 1848 (1989).

составляющими которых является ионно-ковалентной, [2] В.В. Матлак, М.И. Илащук, О.А. Парфенюк, П.А. Павлин, объясняется высокая фоточувствительность исследуеА.В. Савицкий. ФТП, 11 (12), 2287 (1977).

мых кристаллов [20].

[3] О.А. Парфенюк, А.В. Савицкий, П.А. Павлин, А.Л. АльбоДля оценки общего количества электрически активта. Изв. вузов СССР. Физика, 4, 66(1986).

ных дефектов, связанных со свинцом (изолированных [4] O. Panchuk, O. Savitsky, P. Fochuk, Ye. Nykonyuk, O. Parили в составе устойчивых ассоциатов), нужно найти fenyuk, L. Scherbak, M. Ilaschuk, L. Yatsunyk, P. Feychuk.

концентрацию последних. Исходя из близости значений J. Cryst. Growth, 197, 607 (1999).

[5] А. Роуз. Основы теории фотопроводимости (М., Мир, удельной фоточувствительности кристаллов CdTe : Ge 1966). [Пер. с англ.: A. Rose. Concepts in Photoconductivity и CdTe : Pb [19] можно предположить, что у таких and Allied Problems (N.Y.ЦLondon, 1963)].

материалов количество дефектов, которые определяют [6] K. Shcherbin, S. Odulov, F. Ramaz, B. Farid, B. Briat, фоточувствительность (MCd-VCd, где M Ч атомы Ge H.J. Bardeleben, I. Rarenko, Z. Zakharuk, O. Panchuk, или Pb), является приблизительно одинаковым и равным P. Fochuk. Optics and Optoelectronics, v. 2. Theory Devices (3-8) 1016 см-3. Это значение было получено в рабоand Applications (Publishing House Narosa, Dehradun, те [21] при исследовании фотоэлектрических свойств India, 1998).

CdTe : Ge. Таким образом, содержание примеси Pb в [7] A.V. Savitsky, O.A. Parfenyuk, M.I. Ilashchuk, P.M. Fochuk, решетке CdTe составляет 1017 см-3, что является N.D. Korbutyak. Semicond. Sci. Technol., 15, 263 (2000).

значительно меньшим, чем количество атомов свинца в [8] Ж.Р. Паносян. Тр. ФИАН, 68, 147 (1973).

расплаве. [9] D.M. Eagles. J. Phys. Chem. Sol., 16, 75 (1960).

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. Равновесные характеристики и низкотемпературная фотолюминесценция монокристаллов CdTe : Pb [10] G. Fonthal, L. Tirado-Mejia, J.I. Marin-Hurtado, H. AriazaCalderon, J.G. Mendoza-Alvarez. J. Phys. Chem. Sol., 61 (4), 579 (2000).

[11] Л.П. Щербак, Е.С. Никонюк, О.Э. Панчук, А.В. Савицкий, П.И. Фейчук, В.В. Матлак. Изв. АН СССР. Неорг. матер., 13, 415 (1977).

[12] P. Feichuk, L. Shcherbak, D. Pluta, P. Moravec, J. Franc, E. Belas, P. Hoschl. Proc. SPIE, 3182, 100 (1997).

[13] Ф. Крегер. Химия несовершенных кристаллов (М., Мир, 1969). [Пер. с англ.: F.A. Kroger. The Chemistry of Imperfect Crystals (Amsterdam, 1964)].

[14] K.R. Zanio. Semiconductors and Semimetals. Cadmium Telluride (N.Y.ЦSan FranciscoЦLondon, Academic Press, 1978) v. 13, p. 235.

[15] M. Somimi, B. Biglari, M. Hage-Ali, J.M. Koebel, P. Siffert.

Phys. St. Sol. (a), 100, 251 (1987).

[16] P. Rudolph, M. Muhlberg, M. Neubert, T. Boeck, P. Mock, L. Parthier, K. Jacobs. J. Cryst. Growth, 118, 204 (1992).

[17] Н.В. Агринская, Е.Н. Аркадьева, О.А. Матвеев. ФТП, 5, 869 (1971).

[18] M.R. Loreuz, B. Segall. Phys. Lett., 7, 18 (1963).

[19] Н.В. Агринская, Е.Н. Аркадьева, О.А. Матвеев. ФТП, 5, 863 (1971).

[20] P. Gorley, J. Vorobiev, V. Makhniy, O. Parfenyuk, M. Ilashchuk, J. Gonzalez-Hernandez, P. Horley. Mater. Sci.

Eng., in press (2003).

[21] Е.С. Никонюк, О.А. Парфенюк, В.В. Матлак, К.Д. Товстюк, А.В. Савицкий. ФТП, 9 (7), 1271 (1975).

Редактор Т.А. Полянская Equilibrium characteristics of low-temperature photoluminescence of CdTe : Pb single crystals A.V. Savitsky, O.A. Parfenyuk, M.I. Ilashchuk, A.I. Savchuk, S.N. Chupyra Y. FedТkovych Chernivtci National University, 58012 Chernivtci, Ukraine

Abstract

Single crystals of CdTe : Pb with different impurity densities in the melt (C0 = 5 1018, 1019, 5 1019 cm-3) have Pb been grown by the Bridgman method. Equilibrium characteristics of the material are determined by deep acceptors Ev +(0.39 0.02) eV. The hole concentration decreases inversely to the amount of impurity over the whole range of C0. DonorPb acceptor pairs and edge band stand out in the low temperature photoluminescence. A sharp increase in band-acceptor transitions has been observed as the C0 inversed. For this emission maximum Pb of zero-phonon band shifts toward shorter wavelengths. Possible origin of transitions and dynamics of the photoluminescence spectra depending on doping level have been analyzed.

Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам