Володимир Білинський-Слотило

Оксана ЗиковичНаукові керівники – проф. Сльотов М.М.асист. Герман І.І.Оптичні властивості шарів ZnSe:CaНа даний час селенід цинку, для якого ширина забороненоїзони становить E g ≈ 2,7 еВ при 300 К, залишається одним зперспективних матеріалів оптоелектроніки. Причиною тому єдобра узгодженість його фізико-хімічних і технічних параметрів.Найбільш поширений спосіб отримання об’ємних кристалів ZnSe– вирощування з розплаву стехіометричного складу під тискомінертного газу. Проте, таким зразкам властива низька електроннапровідність і мала ефективність люмінесценції при кімнатнихтемпературах. Тому такий матеріал мало придатний длястворення конкретних фоточутливих та випромінюючих світлоприладів. До того ж, залишається мало опанованою синьоблакитнаспектральна область довжин хвиль. У зв’язку з цим, дляотримання бажаних властивостей кристали зазвичай легуютьдонорними або (та) акцепторними домішками. Натомістьфункціональні властивості селеніду цинку можна значнорозширити шляхом введення мало використовуванихізовалентних домішок, потенційні можливості яких ще далеко невичерпані.Шари ZnSe:Ca отримувалися при термічній обробцівихідного ZnSe у розчині Ca(NO 3 ) 2 . Досліджувалися їхфотолюмінесценція N ω і оптичне відбивання R ω . Вимірюванняпроводилися на універсальній оптичній установці, якаскладається з дифракційного монохроматора МДР-23, системисинхронного детектування, фотоприймача ФЕП-79 з блокомживлення ВС-23, та самописця КСП-4. Для збудженнялюмінесценції використовувався азотний лазер ЛГН-21, а дляоптичних досліджень використовувалася галогенна лампа знеперервним монотонним спектром випромінювання. Установкадозволяла вимірювати як звичайні, так і диференціальні спектривнаслідок використання методу λ−модуляції. Спектривипромінювання будувалися з урахуванням апаратної функціїустановки в координатах: N ω – кількість фотонів в одиничномуінтервалі енергій квантів від їх енергії випромінювання hω.Дослідження оптичного відбивання дозволило встановити,що легування не приводить до утворення іншої сполуки, а маємісце тільки легування вихідної речовини. За диференціальнимиспектрами R' ω встановлено ширину забороненої зониповерхневого шару, яка становить E g ≈ 2,7 еВ при 300 К. Вобласті енергій фотонів hω< E g також спостерігається характернаосциляція, перетин якої з віссю hω спостерігається при 2.68 еВ. Назвичайних спектрах ФЛ у вказаному значені hω такожспостерігається максимум. Його положення hω m та інтенсивність Iзалежать від рівня фотозбудження L, а саме; hω m посовується вобласть менших значень енергій при збільшенні L, а такожвиконується залежність I~L 1.5 . Такі властивості характерні длярекомбінації зв’язаних екситонів. Вони локалізуються наенергетичних станах, утворених ІВД кальцію. На λ−модульованихспектрах ФЛ в області hω менших за положення максимумуспостерігаються еквідістантно розташовані сингулярності навідстані, що відповідає енергії оптичного фонону у ZnSe ~31меВ.У цілому такі властивості характерні для непружної екситонелектронноївзаємодії. У формуванні ФЛ отриманих шарівZnSe:Ca в області енергій фотонів hω≥ E g важливу роль такожвідіграє міжзонна випромінювальна рекомбінація. Про цесвідчить добра кореляція експериментальної кривої тарозрахованої за відомим аналітичним виразом [1]Nω~2⎡g ⎤( hω) ( hω− E ) exp − ⎥ ⎦g⎢⎣hω− EІнтенсивність цієї складової становить ~70%.Список літератури:1. Грибковский В.П. Теория поглощения и испускания света вполупроводниках. – Минск: Наука и техника. – 1975. – 464 с.kT