Анотація до роботи:

Фомін О. С. Формування стабільних сенсорних властивостей кристалів CdZnTe і ZnSe. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. Інститут електрофізики і радіаційних технологій НАН України, Харків, 2006.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової задачі, що полягає у експериментальному встановленні впливу різномасштабних структурних неоднорідностей, сформованих двовимірними дефектами структури, на стійкість відклику кристалів CdZnTe і ZnSe на дію зовнішніх чинників (енергії фотонів , температури , частоти і напруженості зовнішнього електричного поля) і розробці способу цілеспрямованого формування стабільних електрофізичних характеристик цих кристалів. Показано, що локальна нестійкість фотовідклику кристалів CdZnTe і ZnSe обумовлена неузгодженою перебудовою різномасштабних пружних та електричних полів, породжених окремими структурними неоднорідностями. Обґрунтовано принципи селективної циклічної післякристалізаційної обробки кристалічних матеріалів, які дозволяють зменшувати потужність окремих джерел нестійкості. Запропоновано алгоритми визначення граничних меж зовнішніх чинників (енергії фотонів , температури , частот і амплітуд зовнішнього поля). Розроблено і запатентовано спосіб селективної акустичної обробки для цілеспрямованого формування стабільних сенсорних характеристик кристалів CdZnTe і ZnSe.

У дисертаційній роботі вирішено поставлену задачу щодо експериментального встановлення впливу різномасштабних структурних неоднорідностей, сформованих двовимірними дефектами структури, на стійкість фотовідклику кристалів CdZnTe і ZnSe на дію зовнішніх чинників (енергії фотонів , температури , частоти і напруженості зовнішнього електричного поля) і розроблено спосіб акустичної обробки, який дозволяє цілеспрямовано формувати стабільні електрофізичні характеристики цих кристалів.

Основними і найбільш важливими науковими і практичними результатами є такі:

1. Показано, що взаємодоповнюючу інформацію про характер перебудови внутрішніх пружних та електричних полів структурних неоднорідностей під дією температури, зовнішнього електричного поля та фотозбудження надає поєднання нелінійно-динамічного підходу з вейвлет-аналізом спектральних та електрофізичних характеристик кристалів CdZnTe і ZnSe.

2. У рамках нелінійно-динамічного підходу за допомогою інформаційно-вимірювального комплексу на основі персонального комп’ютера і оригінальних імітаційно-вимірювальних модулів виявлені приховані локальні нестійкості спектральних, діелектричних, акустичних, динамічних характеристик кристалів і розроблено спосіб визначення положення локалізації структурних неоднорідностей кристалів CdZnTe і ZnSe, які їх породжують.

3. За допомогою порівняльного аналізу вейвлет-спектрограм просторових, спектральних, динамічних характеристик кристалів CdZnTe і ZnSe показано, що локальна нестійкість їх фотовідклику обумовлена неузгодженою перебудовою пружних та електричних полів різномасштабних структурних неоднорідностей, сформованих двовимірними дефектами структури.

4. Обґрунтовано фізичні принципи селективної циклічної післякристалізаційної обробки кристалів CdZnTe і ZnSe, які полягають в узгодженості дії внутрішніх і зовнішніх чинників на різних масштабних рівнях структурних неоднорідностей. Розроблено алгоритми визначення меж зовнішніх факторів (енергії фотонів , температури , частот і амплітуд зовнішнього поля).

5. Розроблено і запатентовано спосіб комбінованої акустично-лазерної обробки кристалічних матеріалів, який передбачає попередню класифікацію зразків, вибір спеціальної програми обробки для кожного з класів і використання коефіцієнту необоротності для моніторингу змін спектральних характеристик кристалів у процесі обробки. Показано, що він дозволяє суттєво підвищити стабільність параметрів та стійкість спектральних, електрофізичних і акустичних характеристик кристалів CdZnTe і ZnSe та підвищити їх відтворюваність.

6. З використанням нових алгоритмів обробки тіньових та оптико-поляризаційних, що отримані за допомогою розробленого багатофункціонального оптичного комплексу на базі персонального комп’ютеру, здійснено візуалізацію та оцінку необоротних змін локальних параметрів кристалічних матеріалів, викликаних післякристалізаційною обробкою зразків.

7. Розроблено методику обробки оптико-поляризаційних, тіньових та інших зображень кристалів із використанням ентропійного показника, яка дозволяє проводити кількісну оцінку необоротних змін характеристик оптичних елементів на основі CdZnTe і ZnSe.

Публікації автора:

1. Функциональное состояние кристаллов A^IIB^VI, используемых в экстремальных условиях / В.П. Мигаль, И.А. Клименко, О.Н. Чугай, А.С. Фомин // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – Харьков, 2003. – Вып. 20. – С. 102-107.

2. Integral diagnostics of irreversible changes in power optical elements / I.A. Klimenko, V.K. Komar, V.P. Mygal, S.V. Sulima, A.S. Phomin, O.N. Chugai // Functional Materials. – 2004. – Vol.11, №4. – P. 824-827.

3. Мигаль В.П., Клименко И.А., Фомин А.С. Динамические состояния полупроводниковых сенсоров // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. – Харьков, 2004. – Вып. 23. – С. 63-66.

4. Мигаль В.П., Фомин А.С. Времення и пространственная устойчивость фотоэлектрического отклика кристаллов CdZnTe // Физика и техника полупроводников. – 2006. – Т.40, №4. – С. 408-410.

5. Мигаль В.П., Фомин А.С. Многомасштабность спектрального и пространственного фотооткликов кристаллов CdZnTe // Письма в ЖТФ. – 2006. – Т.32, №11. – С. 44-51.

6. Mygal V.P., Phomin A.S. Electrically Induced Spectral and Spatial Instabilities of Photoresponse CdZnTe Crystals // Functional Materials. – 2006. – Vol.13, №2. – P. 233-237.

7. Устойчивость фотоотклика кристаллов Cd_1-xZn_xTe / В.К. Комарь, В.П. Мигаль, С.В. Сулима, А.С. Фомин // Физика и техника полупроводников. – 2006. – Т.40, № 2. – С. 133-135.

8. Dielectric inhomogeneities in CdZnTe crystals / A.S. Gerasimenko, V.K. Komar, V.P. Mygal, S.V. Sulima, A.S. Phomin // Functional Materials. – 2006. – Vol.13, №1. – P. 74-76.

9. Акустическая обработка функциональных материалов на частотах собственных упругих колебаний / И.А. Клименко, В.К. Комарь, В.П. Мигаль, С.В. Сулима, О.Н. Чугай, А.С. Фомин // Авіаційно-космічна техніка і технологія. – 2003. – Т.39, №4. – C. 137-139.

10. Пат. 62758А Україна, MKI 7G01B11/16. Спосіб визначення розподілу неоднорідностей структури кристала: Пат. 62758А Україна, MKI 7G01B11/16 / В.П. Мигаль, І.А. Клименко, О.С. Фомін, І.А. Рибалка, О.М. Чугай (Україна); Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ» – №2003054444; Заявл. 19.05.2003; Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12. – 2 c.

11. Пат. 62757А Україна, MKI 7H01L21/00, H01L21/263. Спосіб акустичної обробки п’єзоелектричних кристалічних матеріалів: Пат. 62757А Україна, MKI 7H01L21/00, H01L21/263 / В.П. Мигаль, І.А. Клименко, О.С. Фомін, С.В. Сулима, О.М. Чугай. (Україна); Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ» – №2003054443; Заявл. 19.05.2003. Опубл. 15.12.2003, Бюл. №12. – 3 с.

12. Унаследованные состояния полупроводниковых детекторов g-излучения на основе кристаллов CdZnTe / В.П. Мигаль, И.А. Клименко, В.К. Комарь, С.В. Сулима, А.С. Фомин, О.Н. Чугай // Сенсорная электроника и микросистемные технологии: Тез. докл. междунар. научно-техн. конф. (1-5 июня 2004 г.). – Одесса: Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова, 2004. – С. 283.

13. Мониторинг деградационных процессов в детекторах -излучения на основе кристаллов A^IIB^VI / И.А. Клименко, В.П. Мигаль, В.К. Комарь, С.В. Сулима, А.С. Фомин, О.Н. Чугай // Сенсорная электроника и микросистемные технологии: Тез. докл. междунар. научно-техн. конф. (1-5 июня 2004 г.). – Одесса: Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова, 2004. – С. 281.

14. Фомин А.С., Мигаль В.П. Мониторинг необратимых изменений спектральных характеристик сенсоров g-излучения на основе кристаллов Cd_1-xZn_xTe // Сенсорная электроника и микросистемные технологи: Тез. докл. междунар. научно-техн. конф. (26-30 июня 2006 г.). – Одесса: Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова, 2006. – С. 250.

15. Клименко И.А., Мигаль В.П., Фомин А.С. Функциональная идентификация макроскопических ростовых дефектов кристаллов CdZnTe для детекторов g-излучения // Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні: Тез. допов. міжнар. науково-техн. конф. (22-25 листопада 2001 р.). – Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», 2001. – С. 75.

16. Фомин А.С., Мигаль В.П., Клименко И.А. Прогнозирование поведения кристаллов CdZnTe в экстремальных условиях // Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні: Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції (22-25 листопада 2003 р.). – Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», 2003. – С. 231.

17. Фомин А. С. Спектральная и пространственная устойчивость фотоэлектрического отклика кристаллов CdZnTe // Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні: Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції (22-25 листопада 2005 р.). – Харків: Нац. аерокосм. ун-т ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», 2005. – С. 350.

18. Фомин А.С., Клименко И.А., Мигаль В.П. Нестабильность спектров стационарного фототока кристаллов Cd_1-xZn_xTe // Інтегровані комп’ютерні технології в машинобудуванні: Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції (22-25 листопада 2004 р.). – Харків: Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського «ХАІ», 2004. – С. 334.

19. Диагностика устойчивости g-детекторов на основе кристаллов CdZnTe / В.К. Комарь, В.П. Мигаль, С.В. Сулима, А.С. Фомин // Современные информационные и электронные технологии: Труды шестой междунар. научно-практ. конф. (23-27 мая 2005 г.). – Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2005. – С. 357.

20. Мигаль В.П., Фомин А.С. Функциональное подобие и однородность кристаллов CdZnTe // Современные информационные и электронные технологии: Труды шестой междунар. научно-практ. конф. (23-27 мая 2005 г.). – Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2005. – С. 358.

21. Мигаль В.П., Фомин А.С. Влияние ансамблей структурных дефектов на устойчивость спектральных характеристик сенсоров g-излучения на основе кристаллов Cd_1-xZn_xTe // Современные информационные и электронные технологии: Труды седьмой междунар. научно-практ. конф. (22-26 мая 2006 г.). – Одесса: Одесский национальный политехнический университет, 2006. – С. 125.