Анотація до роботи:

Сорока В.П. Фотоелектричні властивості поверхні (111) алмазних полікристалічних плівок.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за фахом 01,04.07 – фізика твердого тіла. - Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О.Галкіна НАН України, Донецьк, 2007 рік

У даній роботі вивчалися фотоелектричні властивості нелегованих полікристалічних алмазних плівок, які були вирощені CVD-методом. Визначено внесок поверхні в процеси електропереносу. Уперше виявлена спектральна залежність нестаціонарного фотовідгуку у видимому та ближньому ІЧ- діапазонах. Проведено вивчення впливу зовнішніх впливів ( потужності потоку випромінювання, частоти модуляції і значення електричного полю) на величину фотовідгуку. Запропоновано методику визначення параметрів спектра (Е_п, n_max, r) , яка заснована на граничному механізмі поглинання з лінійною та квадратичною рекомбінацією носіїв. Установлено параметри двох енергетичних порогів генерації носіїв і запропонована модель їхнього зв'язку з релаксованою (1х1) і реконструйованою (2х1) ділянками поверхні С (111).

1. Встановлена анізотропія питомої об’ємної електропровідності алмазних полікристалічних плівок , обумовлена тим, що величина компоненти тензору питомої провідності у напрямку поверхні росту, на порядок більше компоненти тензору питомої провідності перпендикулярно поверхні росту. Об’ємний питомий опір нелегованих алмазних плівок складає 10⁵-10⁷Омсм перпендикулярно поверхні росту, уздовж поверхні росту питомий опір дорівнює 10⁴- Ом см.

2. Виявлено, що під впливом постійного монохроматичного світла кінетика фотовідгука складається із швидкої й повільної компонент, які можна розділити при використанні модульованого світла.

3. Виявлено утворення енергетично неоднорідних областей генерації неврівноважених носіїв двох типів з лінійною та квадратичною рекомбінацією.

4. Для алмазної полікристалічної плівки уперше виявлена і досліджена спектральна залежність нестаціонарної фотопровідності уздовж поверхні росту при опромінюванні в інтервалі 0,35-2,00 мкм, а також впливу на її величину електричного поля, а також параметрів джерела випромінювання і властивостей алмазної плівки.

5. Встановлений пороговий механізм спектральної залежності фотопровідності АПП для швидкої компоненти у видимому та інфрачервоному діапазонах, на підставі розробленої методики, яка враховує вплив параметрів джерела опромінення, а також властивостей плівки на форму спектру фотопровідності, яка дозволила встановити значення порогів фотогенерації носіїв Е₁ = 0, 63 ± 0,038 еВ и Е₂ = 1,408 ± 0,015 еВ.

6. З’ясовано, що енергетичні пороги фотогенерації носіїв співпадають з встановленими раніше, теоретично та експериментально на відстані по енергіям від стелі валентної зони Е_sv поверхні до рівня Фермі Е_f для релаксованої поверхні (111) 1х1 - Е₁₁= 0,6 еВ та для реконструйованої поверхні (111) 2х1 - Е₂₁=1,4 еВ, що дозволяє методом фотопровідності, який не є руйнівним, дослідити структуру поверхні та встановити, що алмазні полікристалічні плівки, які синтезовані з газової фази, мають поверхню , яка складається із ділянок релаксованої поверхні (111) 1х1 та реконструйованої поверхні (111) 2х1 алмазу.

Публікації автора:

1. Токій В.В., Тимченко В.І, Сорока В.О. Аномальна нелінійна фотогенерація носіїв на поверхні алмазу // Український фізичний журнал. 2002. -.Т.47, №1. - С. 73 -75

2. Токий В.В., Тимченко В.И., Сорока В.А. Аномальная нелинейность ИК- фотопроводимости алмазной поликристаллической пленки // ФТТ. - 2003.- Т.45, - Вып.4 - С. 600-603.

3. Сорока В.А., Тимченко В.И., Носанов Н.И. Электропроводность CVD – алмаза // Вісник Донецького університету, Сер. А: Природничі науки. - 2002 - Вип.1–С. 277-281

4. Спицын Б.В., Буйлов Л.Л., Токий В.В., Тимченко В.И., Сорока В.А., Токий Н.В.. Алмазный фотодетектор на основе структуры металл – диэлектрик – металл //Физика и техника высоких давлений - т.12, №3, 2002, С.131-135

5. Tokiy V.V., Timchenko V.I., Soroka V.A., Tokiy N., Spitsyn B.V., Builov L.L. Spectral Characteristic of Diamond Silicon Sandwich Structures of Photodiode, Photoconductor and MISFET// Appl. of DF and Rel. Mat. 3 Int. Conf. -21-24.08.95, Gaithersburg, USA. Р. 149-152.

6. Tokiy V.V., Timchenko V.I., Soroka V.A., Tokiy N., Spitsyn B.V., Builov L.L. Diamond Film Metal-Semiconductor-Metal Photodetector. //Appl. of DF and Rel.Mat.3 Int. Conf. 21-24.08. 95 Gaithersburg : USA. Р.145- 148.

7. Токий В.В., Тимченко В.И., Сорока В.А Теория формы фототокового спектра при высоком уровне инжекции // Алмазные пленки и пленки родственных материалов (Сборник докладов 12-го международного симпозиума «Тонкие пленки в электронике»); Под ред. В.И. Лапшина, М.А. Преласа, Б.И. Спицина, В.М. Шулаева, МСТПЭ–12, 23-27 апреля 2001, Харьков; Украина 2001,– С.53 - 55.

8. Токий В.В., Тимченко В.И., Сорока В.А. Фотостимулированная электропроводность алмазных пленок// Труды Украинского вакуумного общества, Харьков: 1997,- Т.3 - С. 120-122.

9. Токий В.В., Тимченко В.И., Сорока В.А. Исследование электронных характеристик поверхности алмазных поликристаллических пленок. // Материалы 7 Международного симпозиума, Тонкие пленки в электронике, Йошкар-ола: 1-5 июля 1996, - С.99-102.

10. Tokiy V.V., Timchenko V.I., Bariyakhtar V.G., Soroka V.A. Stationary and Nonstationary Photocurrent Components in Diamond Films/ 8 European conference on Diamond, Diamond – like Materials, 12-17 September 1997, Diamond 97 Scotland, abstract booklet

11. Долговская Е.О., Токий В.В., Тимченко В.И., Сорока В.А. Фототоковая спектроскопия алмазных поликристаллических пленок. // Матеріали 27 наукової конференції студентів, Вісник Донбаської державної академії будівництва і архітектури, 2001-3(28) С.11-14.

12. Tokiy V.V., Tivchenko V.I., Gorban S.V., Savina D.L., Soroka V.A., Tokiy N. The (111) Diamond surface by ESR and photoconductivity. // Third International Symposium on Diamond Films, 16-19 June,1996,Scientific Club of the Polytechnical Institute in Lesnoe, 29 Polytechnicheskaya, St. Petersburg, Russia , abstract booklet

13. Tokiy V.V., Tivchenko V.I.,.Soroka V.A, Tokiy N. Spectral characteristic of fast and slow photoresponce in diamond // Third International Symposium on Diamond Films, 16-19 June,1996,Scientific Club of the Polytechnical Institute in Lesnoe, 29 Polytechnicheskaya, St. Petersburg, Russia , abstract booklet.

14. Тимченко В.И. Сорока В.А. Кувалдина А.Н Установка для определения нестационарной фотопроводимости алмазных поликристаллических пленок // Вестник Донбасской Государственной Академии Строительства и Архитектуры, 1997 - Вып. 97-3 -№7, С.105.

15. Samsonenko N.D., Tokiy V.V., Timchenko V.I., Soroka V.A., Impulse thermal excitation of power transmission in diamond film // 2-th European conference on Diamond, Germany, Heidelberg, September 1992. Abstract Diamond film-92.

16. Tokiy V.V, Timchenko V.I., Soroka V.A. Resonance and threshold shape’s of the photocurrent spectrum of diamond films // 10-th European conference on Diamond, Diamond – like Materials, Carbon Nanotubes, Nitrides & Silicon Carbide 12-17 September 1999, Prague Hilton Atrium, Czech Republic.