Анотація до роботи:

Редько Р.А. Модифікація дефектної структури напівпровідникових сполук А²В⁶ та А³В⁵ високочастотним електромагнітним випромінюванням. - 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, 2007.

Робота присвячена дослідженню особливостей перебудови домішково-дефектних станів у сполуках А²В⁶ та А³В⁵ під дією високочастотного електромагнітного випромінювання. У роботі розвивається перспективний напрямок фізики твердого тіла, пов’язаний з використанням НВЧ випромінювання як цілеспрямованого методу модифікації дефектної структури напівпровідників. Результати роботи є важливими також для розвитку наукових основ створення детальної та послідовної картини взаємодії НВЧ хвилі з напівпровідниковими матеріалами. Вперше проведено експериментальне дослідження впливу електромагнітного випромінювання НВЧ діапазону різної потужності та частоти на спектр дефектних станів напівпровідникових кристалів CdS, GaAs, GaP, InP, а також на структури SiO₂/GaAs, por-InP. Проведено оцінку можливих механізмів трансформації дефектної структури при мікрохвильовому опромінюванні. Зміни у спектрах випромінювальної рекомбінації досліджуваних структур пояснюються перетвореннями, якісно подібними до тих, що мають місце при магнітній обробці. Показано можливість використання мікрохвильового опромінювання в технологічних цілях.

Процес перебудови домішково-дефектних станів у приповерхневих шарах CdS, GaAs, GaP, InP, а також у структурах на їх основі під дією мікрохвильового опромінювання НВЧ діапазону не є однозначно єдиним для всіх об’єктів обробки. Він також залежить від

режиму обробки зразків та їхнього вихідного домішково-дефектного складу. Підсумовуючи результати досліджень, було зроблено наступні висновки:

1. Показано, що при великих потужностях (~1 кВт/см²) відбувається розігрів носіїв заряду опроміненої структури і процеси, пов’язані з нетермічними механізмами не є значними, а всі зміни дефектних станів при цьому відбуваються за механізмом, подібним до того, що має місце при термічному відпалі зразка. Якщо ж потужність мікрохвильового випромінювання не є великою (<100 Вт/см²), то ефекти, пов’язані із нетепловими факторами, стають більш помітними, і посилюються із зменшенням густини потужності джерела випромінювання електромагнітної хвилі.

2. Встановлено, що стимульована НВЧ обробкою трансформація домішково-дефектного складу в сполуках CdS, GaAs, GaP, InP відбувається внаслідок наступних процесів: гетерування домішок і дефектів, розпаду асоціативних дефектів і виникнення нових, в утворенні яких активну участь беруть неконтрольовані домішки.

3. Встановлено, що при НВЧ опроміненні просторово-неоднорідних структур SiO₂/GaAs джерелом неконтрольованих домішок, зокрема атомів Cu, є діелектричний шар.

4. Виявлено, що НВЧ випромінювання змінює стехіометрію та морфологію поверхні напівпровідників і сприяє підвищенню концентрації домішок (вуглець, кисень, мідь) в приповерхневих шарах напівпровідників.

5. Вперше виконано дослідження впливу НВЧ обробок на спектр локальних центрів в пористому InP та епітаксійних плівках на його основі і показано, що основним фактором чутливості цих матеріалів до дії електромагнітного випромінювання є комплекси, до складу яких входять власні точкові дефекти (вакансії).

6. Виявлений вплив слабких магнітних полів на випромінювальну рекомбінацію в por-InP та епітаксійних плівках, вирощених на пористому InP.

7. На основі уявлень про можливі механізми стимульованого мікрохвильовим опромінюванням дефектоутворення і виконаних оцінок зроблено висновок про найбільш імовірні причини нетеплової перебудови мікроструктури дефектів.

8. Отримані в роботі результати розширюють уявлення про вплив НВЧ опромінення на напівпровідники і приладові структури на їх основі та можуть бути використані при розробці технологічних режимів їх обробок, що було продемонстровано на прикладі діодів з бар’єром Шотткі.

Публікації автора:

1. Arsentyev I.N., Bobyl A.B., Konnikov S.G., Tarasov I.S., Ulin V.P., Shishkov M.V., Boltovets N.S., Ivanov V.N., Belyaev A.E., Konakova R.V., Kudryk Ya.Ya., Kamalov A.B., Lytvyn P.M., Markovskiy E.P., Milenin V.V., Red’ko R.A. Porous nanostructured InP: technology, properties, application // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics.- 2005.- Vol.8, №4.- P.95-104.

2. Red’ko R. Microwave irradiation of gallium arsenide // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics.- 2006.- Vol.9, №1.- P. 97-98.

3. Ермолович И.Б., Миленин В.В., Конакова Р.В., Редько Р.А. Влияние микроволнового облучения на излучательную рекомбинацию соединений А³В⁵ // Физика и химия обработки материалов.- 2006.- №5.- С.13-18.

4. Ермолович И.Б., Миленин В.В., Редько Р.А., Редько С.Н. Влияние микроволнового облучения на излучательную рекомбинацию CdS // Известия вузов. Радиоэлектроника.- 2006.- T.7, №8.- C.71-75.

5. Єрмолович І.Б., Конакова Р.В., Мілєнін В.В., Охріменко О.Б., Редько Р.А. Модифікація дефектної структури SiO₂/GaAs високочастотним електромагнітним випромінюванням // Фізика і хімія твердого тіла.- 2006.- Т.7, №4.- С. 618-621.

6. Ермолович И.Б., Редько Р.А. Влияние кратковременного СВЧ облучения CdS кристаллов на спектр центров излучательной рекомбинации в них. Материалы 6-й международной конференции „ВИТТ”, Минск.- 2005.- С.36-38.

7. Редько Р.А. Микроволновое облучение арсенида галлия // Труды 5-й международной научно-технической конференции „МЭПП”, Баку-Сумгаит. - 2005.- С.154-156.

8. Редько Р.А., Мілєнін В.В. Вплив НВЧ- випромінювання на випромінювальну рекомбінацію GaAs // Матеріали 2-ої міжнародної конференції „СЕМСТ-2”, Одеса.- 2006.- С.207.

9. Редько Р.А., Редько С.М. НВЧ опромінювання як метод керування оптичними властивостями por-InP // «COMINFO’2006» / Тези доповідей ІІ Міжнародної науково-технічної конференції, 8-14 жовтня. Київ.- 2006. - C.88-89.

10. Arsentyev I.N., Belyaev A.E., Bobyl A.B., Boltovets N.S., Ivanov V.N., Kovtonyuk V.M., Konakova R.V., Kudryk Ya.Ya., Milenin V.V.,Tarasov I.S., Markovskiy E.P., Red’ko R.A., Russu E.V. Physico-technological fabrication features and parameters of InP mm-wave Gunn diodes // 16^th Int. Crimean Conference «Microwave & Telecommunication Technology».- Sevastopol.- 2006.- P.642-643.