Search academic texts

Information × Registration Number 0406U004564, Candidate dissertation Status к.ф.-м.н. Date 17-11-2006 popup.evolution o Title The mechanism of radiation influence from the range of fundamental absorption of monocrystal Si on its thermal emission in isothermal conditions Author Chyrchyk Sergiy Vasilyovich, popup.head Malyutenko Volodymyr Kostiantynovych popup.opponent Сальков Євген Андрійович popup.opponent Вайнберг Віктор Володимирович Description В дисертаційній роботі запропонований новий принцип застосування Si в якості випромінювача на середній і дальній ділянки інфрачервоного (ІЧ) спектру, що базується на ефекті модуляції потужності теплового випромінювання (ТВ) напівпровідника у спектральному діапазоні внутрішньозонних електронних переходів при збудженні випромінюванням з енергією кванту, що перевищує ширину забороненої зони напівпровідника. Проведене дослідження механізму впливу випромінювання з області фундаментального поглинання Si на його теплове випромінювання за краєм фундаментального поглинання в широкому діапазоні температур (300 - 800 К). Показано, що його потужність залежить від концентрації вільних носіїв заряду. Зміна концентрації здійснювалась шляхом оптичної інжекції світлом з області власного поглинання, цей процес розглядався як перетворення короткохвильового випромінювання в довгохвильове (light down conversion). Отримані залежності ефективності такого перетворення від параметрів зовнішніх впливів (температури н/п, інтенсивності та довжини хвилі збуджуючого світла) і параметрів кристалів Si (матеріалу, концентрації та типу домішок, часу життя носіїв заряду, стану поверхні, товщини). Визначені параметри матеріалу та зразків, оптимальні для досягнення максимальної ефективності перетворення короткохвильового випромінювання в довгохвильове. Досліджений температурний діапазон, в межах якого досягаються найвищі значення потужностей Si-випромінювачів, встановлені їх граничні значення в ізотермічних умовах. Досліджено вплив одношарових просвітлюючих покриттів на потужність і спектральний розподіл таких випромінювачів. Показано, що в результаті застосування таких покриттів максимальна потужність нерівноважного ТВ в спектральних діапазонах 3-5 і 8-12 мкм зростає майже до потужності ТВ абсолютно чорного тіла і відбувається реструктуризація спектру. Запропоновані методи підвищення ефективності роботи Si-випромінювачів за рахунок зменшення швидкості поверхневої рекомбінації (методом імпульсного лазерного осадженням плівок з кремнієвими квантовими точками), підбору довжини хвилі збуджуючого світла і температури, використання просвітлюючих покриттів. За результатами проведених досліджень були запропоновані: фотонний Si-випромінювач з оптичним керуванням, здатний імітувати як "гарячі" (Т>>0 0C), так і "холодні" (Т<<0 0C) об'єкти в ІЧ області спектру (3-12 мкм), що не потребує реального охолодження самого випромінювача і працює при високих температурах; новий тип фотонного багатоспектрального випромінювача з керованими параметрами, здатного імітувати об'єкти в ІЧ діапазоні з тепловим контрастом, що розрізняється при спостереженні в спектральних діапазонах 3-5 і 8-12 мкм; фотонний ІЧ випромінювач великої площі (кілька квадратних сантиметрів), спектр випромінювання якого не прив'язаний до ширини забороненої зони н/п, що суміщає переваги як світлодіодних (можливість генерувати випромінювання як позитивного, так і негативного контрастів, висока швидкодія), так і теплових джерел (широкий спектральний діапазон, високі робочі температури); подовжувачімпульсу (робота якого ґрунтується на ефекті насичення випромінювальної здатності н/п при високому рівні фотозбудження); безконтактні високотемпературні неруйнуючі оптичні методи вимірювання рекомбінаційних параметрів напівпровідників (дифузійної довжини, часу життя і швидкості поверхневої рекомбінації носіїв заряду). Обґрунтовані їх переваги над існуючими аналогами. Ключові слова: кремній, теплове випромінювання, край фундаментального поглинання, поглинання вільними носіями, інфрачервоні діапазони 3-5 і 8-12 мкм, швидкість поверхневої рекомбінації, дифузійна довжина, час життя носіїв заряду. Registration Date 2006-11-17 popup.nrat_date 2020-04-04 Close