Rossiya Fanlar akademiyasi Mikrotuzilmalar fizikasi instituti

7-bob. Kremniy tuzilmalarida radiatsion va elektr faol nopoklik markazlari, noyob yer elementlari va kislorod bilan qo'shilgan…245
7.1 Er³+ ionlari ni o'z ichiga olgan Si va SiGe dagi emissiya…………248 markazlari
7.2 Er-1 markazining spektroskopik parametrlari va mikro tuzilishi….258
7.3 Doplangan kremniydagi elektr faol markazlar noyob yer elementlari …………………………………………………………….264
7.4 Epitaksial kremniy tuzilmalarida Er³+ luminesansning samaradorligi va termal söndürülmesi ……………………………………………….275
7.5 Kremniy tarkibidagi Ho3+ ionini o'z ichiga olgan emissiya markazlari……………………………………………………………283
7.6.Kremniy tuzilmalarida lazer hosil qilish imkoniyati to'g'risida;
noyob yer elementlari bilan qotishma ………………………………289
1-ilova 395
2-ilova 297
Xulosa 300
Adabiyot 309


Kirish
Mavzuning dolzarbligi. Elementar yarimo'tkazgichlar - kremniy, germaniy va ular asosidagi tuzilmalar yangi qattiq jismli elektron qurilmalarni yaratish va takomillashtirish imkoniyatlarini ochadigan fizik effektlarni izlash maqsadida intensiv tadqiqot ob'ekti hisoblanadi. Si va Ge monokristallarining fotoelektrik va radiatsiyaviy xossalari turli darajada oʻrganilgan va Si va Ge dagi nopoklik va tarmoqlararo oʻtishlarga asoslangan IQ fotodetektorlarida, p-Ge lazerida va ionlashtiruvchi nurlanish detektorlarida qoʻllanilgan. Yaqinda kristall kremniydagi nopoklik o'tishlari bo'yicha spektrning uzoq infraqizil mintaqasida rag'batlantirilgan emissiya aniqlandi.
[1] va bir eksenli siqilgan p-Ge [2]. Ko'pgina hollarda, kuzatilgan ta'sirlar kristallar va tuzilmalardagi elektr faol aralashmalarning tabiati va kontsentratsiyasi yoki ularning tozalik darajasi bilan bog'liq; shuning uchun germaniy va nopoklik markazlarining nopoklik tarkibi, energiya spektrlari va radiatsiyaviy xususiyatlarini o'rganish. kremniy kristallari va ularga asoslangan tuzilmalar katta qiziqish uyg'otadi. .
Kremniyga asoslangan aloqa texnologiyalarining rivojlanishi samarali optoelektronik qurilmalarga bo'lgan ehtiyojni keskin oshirdi. Kremniy va SiGe qattiq eritmasi yorug'lik chiqaradigan materiallar sifatida talabga ega bo'ldi. Bir qator asosiy sabablarga ko'ra Si va SiGe monokristallari bunday xususiyatlarga ega emas. Kremniy bilvosita bo'shliqli yarimo'tkazgich bo'lib, Si da radiatsion rekombinatsiya qiyin, shuning uchun kremniyning optik xususiyatlarini maqsadli o'zgartirishni va'da qiladigan noyob yer elementlari (REE) bilan bog'liq bo'lgan kremniy tuzilmalarida nurlanish markazlarini o'rganishga katta qiziqish mavjud. Optik tolali aloqa liniyalari uchun optimal bo'lgan 1,54 mkm to'lqin uzunligida kremniy (shu jumladan lazerlar) asosida samarali emitentlarni yaratish [3].
Yangi materiallarni olish va qo'llash muammosi, birinchi navbatda, ularni tahlil qilish muammosi bo'lib, u deyarli har doim nopoklik markazlarining xususiyatlarini o'rganish va ularning tarkibini aniqlash uchun yangi eksperimental usullarni ishlab chiqishni talab qiladi. Shu munosabat bilan yarimo'tkazgichlarda elektr va optik faol nopoklik markazlarini o'rganishning eksperimental texnikasi va yuqori sezgir usullariga qiziqish tushunarli. Bir tomondan, bu materialning asosiy (maqsadli) xususiyatlarini aniqlash, boshqa tomondan, bu yarimo'tkazgichlarni tahlil qilish uchun eng sezgir, qoida tariqasida, usullarga yo'ldir. Elektr va optik faol aralashmalarning yarim o'tkazgichlarning xususiyatlariga ta'siri hatto kremniy va germaniyning eng sof monokristallarida ham sezilarli bo'lib, ularning umumiy miqdori mavjud elementar tahlil usullarining ko'pchiligini aniqlash chegaralaridan 10¹¹ - 10⁹ sm^-3 ni tashkil qiladi.
Si va Ge ni o'rganishda alohida o'rinni IQ spektroskopiya usullari egallaydi: yutilish, fototermoionizatsiya va luminesans, chunki tarmoqli bo'shlig'idagi nopoklik darajalari orasidagi o'tish energiyasi infraqizil to'lqin uzunligi diapazoniga to'g'ri keladi. Yuqori toza yarim o'tkazgichlarni o'rganishning eng informatsion usullaridan biri bu 1964 yilda Лифшиц ва Надь tomonidan birinchi marta kuzatilgan chiziqli spektr bilan ifloslanishning fotoo'tkazuvchanligini qayd etishga asoslangan