Анотація до роботи:

Генцарь П.О. “Електронні ефекти в спектрах електровідбивання приповерхневих шарів матеріалів ІV та А^ІІІ В^V груп”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2004.

Дисертація присвячена дослідженню ефектів міжзонного фототунелювання і заповнення зон в спектрах електровідбивання германію, особливостей електронних явищ в сильно легованих твердих розчинах германій-кремній та GaAs i GaP в області краю власного поглинання.

Розроблено метод відокремлення поверхневої і об’ємної складових електровідбивання. Отримано дані про внесок фріделівських осциляцій екранування в ємність полікристалічних твердих розчинів n-Ge_1-xSi_x з об’ємною концентрацією електронів біля 10²⁶ м^-3 та наявність високого (біля ) вбудованого електричного поля в тонкій (~2 нм) приповерхневій області Ge_1-xSi_x. Встановлено лінійна зміна з складом розчину . Встановлено зв'язок між рухливістю носіїв заряду та зіштовхувальним параметром уширення оптичних спектрів в припущенні про незалежність процесів розсіювання фотогенерованих дірки і електрона та зв'язок між періодами осциляцій Келдиша-Франца і електронними параметрами приповерхневих шарів.

1. Розроблено метод відокремлення поверхневої і об’ємної складових електровідбивання, який застосовується у випадку, коли поверхнева складова ізотропна, а об’ємна анізотропна відносно орієнтації вектора поляризації тестуючого світла. Дія метода ілюструється на прикладі аналізу спектрів електровідбивання n-Ge, механічно порушеної поверхні германію, власного Ge в області переходів , в умовах, коли електрооптичний ефект заповнення зон у поверхні діє паралельно з ефектом Келдиша-Франца.

2. Виявлено, що енергетична діаграма порушеної поверхні германію і травленої поверхні власного германію містить екстремум. Поява такого екстремума пов’язується для порушеної поверхні Ge з неоднорідним розподілом домішок в тонкому (< 4 нм) структурно розпорядкованому приповерхневому шарі, в якому їх надлишкова концентрація складає не менше , а для травленої поверхні власного германію з тим, що хвильова функція електронів на поверхні рівна нулю і (чи) з дією сил дзеркального відображення.

3. Досліджені диференціальна ємність і оптичні спектри (відбивання, порушеного повного внутрішнього відбивання і електровідбивання) полікристалічних твердих розчинів n-Ge_1-xSi_x з концентрацією електронів біля . Отримані параметри енергетичної зонної структури (, , , ) і час енергетичної релаксації вільних носіїв заряду. Встановлено лінійну зміну з складом твердого розчину x. Зроблений висновок про наявність сильного ( біля ) вбудованого контактного електричного поля в тонкій () приповерхневій області Ge_1-xSi_x. Отримані дані свідчать про внесок фріделівських осциляцій екранування в ємність.

4. Досліджені додаткові низькоенергетичні структури в спектрах крайового електровідбивання GaAs. Відмічено, що амплітуда додаткових структур залежить від концентрації домішок в зразку і від використаної обробки. Опромінення малою дозою проникаючої радіації приводить, зокрема, до послаблення (навіть до зникнення) додаткової структури. Походження додаткових структур в спектрах електровідбивання GaAs пов’язано із модуляцією заповнення домішкових рівнів. Розраховані електрооптичні функції цього ефекту. Показано, що використання цього механізму дозволяє пояснити форму і амплітуду спостережуваних додаткових смуг.

5. В припущенні про незалежність процесів розсіювання фотогенерованих дірки і електрона встановлено кількісне співвідношення між рухливістю носіїв заряду і зіштовхувальним параметром уширення оптичних спектрів.

6. На основі кількісного аналізу спектрів електровідбивання GaP розраховані ефективна маса і рухливість електронів в мінімумі зони провідності , величина спін-орбітального розщеплення .

7. Показано, що після опромінення гомоепітаксійних плівок n-GaP малою дозою проникаючої радіації збільшується час енергетичної релаксації носіїв заряду та зменшуються внутрішні механічні напруження стиску на величину .

8. Проаналізовано зв’язок між періодами осциляцій Келдиша-Франца і електронними параметрами в епітаксійних плівках n-GaAs та n-GaP. Із аналізу спектрів електровідбивання розраховані величини енергії електронного переходу Е₀, електрооптичної енергії , поверхневого електричного поля F_S, зіштовхувального параметру уширення Г, енергетичного часу релаксації носіїв заряду і фазового фактора .

Публікації автора:

1. Евстигнеев А.М., Генцар П.А., Груша С.А., Конакова Р.В., Красико А.Н., Снитко О.В. Эффект заполнения примесных уровней в спектрах поверхностно-барьерного электроотражения GaAs // ФТП. – 1985. – Том 19, №4. – С. 678-681.

2. Евстигнеев А.М., Снитко О.В., Артамонов Л.В., Генцар П.А., Красико А.Н. Вклад поверхности в эффект электроотражения и его выделение при наличии поляризационной анизотропии // УФЖ. – 1986. – Том 31, № 5, – С. 756-759.

3. Евстигнеев А.М., Снитко О.В., Красико А.Н., Генцар П.А., Моздор Е.В. Исследование механически нарушенной поверхности германия методом анизотропного электроотражения // УФЖ. – 1987. – Том 32, №2. – С.269-272.

4. Гужва О.И., Генцар П.А., Евстигнеев А.М., Красико А.Н., Марчук Н.Д., Николаева Т.Н., Снитко О.В., Черкашин В.П. Оптические и электрофизические свойства сильно легированных сплавов n-Ge_1-xSi_x // ФТП. – 1987. – Том 21, №8. – С. 1408-1412.

5. Евстигнеев А.М., Генцар П.А., Груша С.А., Конакова Р.В., Красико А.Н., Снитко О.В., Тхорик Ю.А. Столкновительное уширение оптических спектров и его связь с подвижностью // ФТП. – 1987. – Том 21, №6. – С. 1138-1141.

6. Груша С.А., Евстигнеев А.М., Конакова Р.В., Тхорик Ю.А., Красико А.Н., Генцар П.А., Снитко О.В. Влияние - радиации на спектры электроотражения эпитаксиальных пленок n-GaP // Поверхность – 1990. – № 6. – С. 155-157.

7. Генцарь П.О., Матвеєва Л.О., Демчина Л.А., Венгер Є.Ф. Контроль структурної досконалості епітаксійних плівок n-GaAs методом електровідбивання // Фізика і хімія твердого тіла. – 2003. – Том 5, №2. – С. 237-242.

8. Gentsar P.A., Matveeva L.A., Kudryavtsev A.A., Venger E.F. Effects of interband phototunneling and filling the bands in electroreflection spectra of germanium // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2003. – Vol.6, №2. – P. 141-146.

9. Евстигнеев А.М., Снитко О.В., Груша С.А., Красико А.Н., Генцар П.А. Эффект заполнения примесных уровней в спектрах поверхностно-барьерного электроотражения GaAs // Тез. докладов VIII совещания по физике поверхностных явлений в полупроводниках. – Часть I. – Киев (УРСР). – 1984. – С. 111-113.

10. Генцар П.А. Эффекты межзонного фототуннелирования и заполнения зон в спектрах электроотражения германия // Тезисы докладов республ. конф. молодых ученых по актуальным проблемам физики. – Дилижан: Изд. АН Армянской ССР. – 1985. – С. 249.

11. Гужва О.И., Генцар П.А., Евстигнеев А.М., Красико А.Н., Марчук Н.Д., Николаева Т.Н., Снитко О.В., Черкашин В.П. Оптические свойства, электроотражение и емкость слоя пространственного заряда сильнолегированных сплавов Ge_1-xSi_x // Тез. докладов VI координационного совещания по исследованию и применению сплавов кремний – германий. – Тбилиси. – 1986. – С. 102-104.

12. Gentsar P.A., Matveeva L.A., Venger E.F. Polarization modulation spectroscopy (electroreflectance) of Ge crystals // Proc. XVI International School-Sem. “Spectroscopy of molecules and crystals”. – Sevastopol (Ukraine). – 2003. – P. 115.

13. Венгер Є.Ф., Генцарь П.О., Матвеєва Л.О., Клименко А.П. Електровідбивання і енергетичний спектр кристалів, сплавів і тонких плівок твердих розчинів германій-кремній // Матер. ІХ міжнар. конф. “Фізика і технологія тонких плівок” (МКФТТП-ІХ). – Том 2. – Івано-Франківськ (Україна). – 2003. – С. 143-144.

14. Генцарь П.О., Матвеєва Л.О., Венгер Є.Ф. Електрооптичний ефект заповнення донорних рівнів в спектрах крайового електровідбивання GaAs // Матер. ІV міжнар. школи - конф. “Актуальні проблеми фізики напівпровідників”. – Дрогобич (Україна). – 2003. – С. 141.

15. Генцар П.О., Матвеева Л.О., Венгер Е.Ф. Улучшение структурного совершенства эпитаксиальных пленок n-GaP под воздействием g-облучения // Матер. Пятой междун. конф. “Взаимодействие излучений с твердым телом” (ВИТТ-2003). – Минск (Беларусь). – 2003. – С. 231-233.