Анотація до роботи:

Матяш І.Є. Плеохроїзм оптичних та фотоелектричних явищ у кубічних кристалах з індукованою анізотропією. - 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, 2005.

Дисертацію присвячено дослідженню ефекту лінійного плеохроїзму у напівпровідникових кристалах кубічної сингонії з індукованою анізотропією діелектричних властивостей. Дослідження проведено за допомогою методу, заснованому на модуляції поляризації, який характеризується високою чутливістю до величини анізотропії. Показано, що отримані сигнали поляризаційної різниці містять похідну функції по коефіцієнту поглинання та поляризаційну різницю коефіцієнта поглинання.

У зразках одновісно деформованого нелегованого кремнію в межах пружної деформації, досліджено ефект лінійного дихроїзму у пропусканні. В спектральних залежностях дихроїзму виявлено особливості, що дають інформацію про зонний енергетичний спектр кристалів та вперше виявлено фононну компоненту дихроїзму.

Досліджено лінійний плеохроїзм у деяких фотоелектричних явищах (фотопровідності в одновісно деформованих монокристалах германію та вентильної фотоерс у одновісно деформованих кремнієвих p-n переходах). Виявлено явище дихроїзму на дифузній довжині нерівноважних носіїв заряду в спектрах плеохроїзму в фотопровідності та додатково в спектрах плеохроїзму вентильної фотоерс на товщині просторового заряду. Показано, що аналіз спектральних характеристик плеохроїзму дає можливість отримати інформацію про фізико-технологічні особливості напівпровідникових структур.

1. Вперше проведено дослідження плеохроїзму з використанням методу поляризаційної модуляції випромінювання. Сутність методу полягає в реєстрації різниці поглинання лінійно поляризованих хвиль, площини поляризації яких з високою частотою займають паралельні й перпендикулярні положення по відношенню до оптичної вісі анізотропного зразка.

2. На основі феноменологічного аналізу процесу поляризаційної модуляції електромагнітного випромінювання показано та експериментально підтверджено, що реєстровані з допомогою цієї методики спектральні характеристики поляризаційної різниці пропускання представляють собою результат фізичного диференціювання функції пропускання по коефіцієнту поглинання, помножений на величину анізотропії - DT=(dT/da)Da. Умовою виконання цієї рівності, як було прийнято, є мале значення анізотропії Da<< a_^,a_||.

3. В спектрах дихроїзму, виміряних в одновісно деформованих кристалах кремнію, виявлено немонотонності, пов'язані з участю фононів в міжзонних переходах, а також проявлення особливостей зонного енергетичного спектру кристала. Зроблено висновок, що отримані особливості визначаються основними властивостями речовини.

4. На основі математичного аналізу експериментальних результатів дослідження дихроїзму в пропусканні отримано спектральні залежності величини анізотропії коефіцієнта поглинання при фіксованій величині одноосної та однорідної механічної напруги. Показано, що ці спектральні характеристики мають ті ж особливості, пов'язані з участю фононів в міжзонних переходах, що і в спектрах поляризаційної різниці пропускання.

5. Встановлено в спектральних характеристиках плеохроїзму в фотопровідності кристалів германію проявлення особливостей енергетичного спектру зон кристала, зв'язаних зі зміною правил відбору в міжзонних переходах. Показано, що спектри плеохроїзму в фотопровідності визначаються не тільки особливостями енергетичних зон кристалу, а й рекомбінаційними параметрами матеріалу та властивостями поверхні зразка. Показано, що спектри фотоплеохроїзму складаються з двох компонент: дихроїзму на товщині зразка та дихроїзму на дифузійній довжині.

6. Виявлено, що спектральні характеристики поляризаційної різниці вентильної фотоерс кремнієвих p-n переходів є похіднми характеристик фотоерс по коефіцієнту поглинання в певних обмеженнях, залежних від технологічних і конструкційних особливостей напівпровідникових структур. Крім того показано, що спектр фотоплеохроїзму складається максимум з трьох компонент: дихроїзм на товщині кристала, дихроїзм на дифузійній довжині та дихроїзм на товщині області просторового заряду.

7. Визначено можливість використання дослідженого ефекту індукованого лінійного плеохроїзму для діагностики внутрішніх механічних напружень у кристалах та отримання інформації про характерні параметри p-n переходів. Показано, що використані в роботі фізичні умови та стандартні вимірювальні пристрої дозволяють досягти мінімального значення достовірно спостерігаємої механічної напруги на рівні 1 кг/см².

Основні результати дисертації опубліковані в роботах:

1. Сердега Б.К., Венгер Є.Ф., Матяш І.Є. Особливості фононної компоненти лінійного дихроїзму в одноосно деформованих кристалах кремнію. // Тези доповідей 1-ої Української наукової конференції з фізики напівпровідників (УНКФН-1).-Том 1.- Одесса: Астропринт.- 2002.- с.72.

2. Matyash I.E., Serdega B.K. Modulation-polarization spectroscopy of transmission in anisotropy crystals. // Scientific works of third international young scientists conference “Problems of optics and high technology material science” (SPO 2002).-Киев: ВПЦ “Київський університет”.- 2002.- p.68-69.

3. Венгер Е.Ф., Матяш И.Е., Сердега Б.К. Поляризационно-модуляционная спектроскопия линейного дихроизма в одноосно деформированных кристаллах кремния. // Оптика и спектроскопия.- 2003.-т.94.- №1.- с.38-42.

4. Matyash I.E., Serdega B.K. Polarization-modulation diagnostics induced anisotropy of materials. // Book of abstracts of international scientific and practical conference “Spectroscopy in special applications” (SSA2003).-Киев.-2003.-p.168.

5. Serdega B.K., Venger E.F., Matyash I.E. The features of phonon component of linear dichroism in uniaxially strained silicon crystals. // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics.- 2003.-V.6.- №3.- p.319-323.

6. Венгер Є.Ф., Матяш І.Є., Сердега Б.К.. Оптичні та фотоелектричні явища в напівпровідниках із анізотропією провідності. // Тези доповідей 4 міжнародної школи-конференції “Актуальні проблеми фізики напівпровідників”.-Дрогобич: НВЦ «Каменяр».-2003.-с.129.

7. Венгер Е.Ф., Матяш И.Е., Сердега Б.К. Исследование наведенного одноосной деформацией линейного дихроизма в кристаллах кремния. // ФТП.- 2003.- т.37.- №10.- с.1188-1192.

8. Kondratenko S.V., Matyash I.E., Serdega B.К. Some features of polarization modulation in spectroscopy of optical and photoelectric effects. // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics.- 2004.- V.7.- №2.- p.195-198.

9. Матяш И.Е., Сердега Б.К. Анализ поляризационно-модуляционных спектров фотоплеохроизма, индуцированного одноосным сжатием в кристалле Ge. // ФТП.-2004.-т.38.-№6.- с.684-689.

10. Сердега Б.К., Матяш И.Е. Технология модуляции поляризации в создании сенсоров физических величин. // Труды пятой международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии» (СИЭТ).-Одесса: Негоциант.-2004.-с.220.

11. Сердега Б.К., Бережинский Л.И., Венгер Е.Ф., Матяш И.Е. Оптоэлектронные сенсоры физических величин на основе модуляции поляризации электромагнитного излучения. // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції «Сенсорна електроніка і мікросистемні технології» (СЕМСТ-1).-Одесса: Астропринт.-2004.-с.110.

12. Berezhinsky L.I., Venger E.F., Matyash I.E., Serdega B.K.. Spectra of the photoelectric phenomena physically differentiated on the absorption factor of the light. // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics.- 2004.- v.7.-№4.-с456-461.