Registration Number
0504U000032, Doctoral dissertation
Status
д.т.н.
Date
10-12-2003
popup.evolution
.
Title
Modification of the physical properties of wide-band AIIBVI semiconductors for the obtaining of thermally stable elements and heterostructures for optoelectronics
Author
Zagoruiko Yuriy Anatolievich,
popup.head Puzikov V.M.
popup.opponent Гриньов Б.В.
popup.opponent Корбутяк Д.В.
popup.opponent Балицький О.І.
popup.rada
Institute for Single Crystals Scientific and Technology Association "Institute for Single Crystals" National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Об'єкт дослідження: монокристали широкозонних бінарних сполук АIIВVI і твердого розчину Zn1-хMgхSе (0,03 ( х ( 0,60), а також оксидні плівки на їх поверхні. В якості зразків для досліджень використовували "чисті" та домішкові монокристали з різною кристалографічною орієнтацією. Мета дослідження: встановлення фізичних основ модифікації оптичних та електрофізичних властивостей монокристалів типу АПВVI при їх термообробках з одночасною дією зовнішніх нетермічних чинників, встановлення закономірностей фототермічного окислення цих кристалів, отримання та комплексне дослідження фізичних властивостей оксидних покриттів і кристалів твердих розчинів ZnІ-хMgxSe. Методи дослідження та апаратура: термічний відпал при одночасній дії зовнішніх нетермічних чинників (оптичних випромінювань, електричних полів). Роздільні і локальні виміри коефіцієнтів поглинання і розсіювання проводили модифікованим методом адіабатичної калориметрії, що дозволяє вимірювати малі оптичні втрати у широкому температурному інтервалі. Коефіцієнти променезаломлення визначали стандартним методом призми. Спектри пропускання в видимому та ІЧ діапазонах отримували за допомогою спектрофотометрів. Кристалічну структуру та дефекти реальної структури кристалів досліджували методами рентгеноструктурного аналізу, оптичної мікроскопії та хімічного травлення. Механічні властивості кристалів та оксидних плівок досліджували методом мікротвердості. Хімічний склад кристалів та морфологія поверхні вивчались методом скануючої електронної мікроскопії та рентгенівським мікроаналізом на електронному мікроскопі. Електрофізичні параметри зразків визначали в широкому інтервалі температур стандартними методами. Крім того, було розроблено ряд нестандартних методик вимірювання. Теоретичні та практичні результати, новітність: Розроблені методи модифікації експлуатаційних оптичних, теплових та електрофізичних параметрів кристалів сполук АIIВVI шляхом проведення їх термічних обробок при одночасному впливі інтенсивних електричних полів та оптичних опромінювань. Розроблені та створені базові експериментально-технологічні установки для проведення таких термообробок в умовах дослідно-промислового виробництва, що забезпечують отримання термічно міцних кристалів селеніду цинка з високими оптичними та електричними експлуатаційними властивостями. Розроблено новий підхід до вимірювання та аналізу малих оптичних втрат, який забезпечує можливість проведення в широкому діапазоні температур локальних вимірювань коефіцієнтів поглинання і розсіювання ІЧ випромінювання в кристалічних матеріалах, призначених для силової оптики інфрачервоного діапазону. Розроблена та створена базова конструкція оригінальної автоматизованої установки, що забезпечує локальні та розподільні вимірювання коефіцієнтів оптичного поглинання і розсіювання в кристалевих заготівках оптичних елементів ІЧ діапазону. Вперше в широкому діапазоні температур (до 750 К включно) виміряні температурні залежності поглинання ІЧ випромінювання (на довжині хвилі 10,6 мкм) в монокристалах ZnSе та CdS. Створена за результатами досліджень автоматизована калориметрична установка "Промінь" по ліцензійному контракту №02FMED84LJ4310RU поставлена в Китай. Отримані монокристали твердого розчину Zn1-xMgxSe в широкому діапазоні зміни хімічного складу (0,03 ( х ( 0,60). Визначені концентрації магнію, котрі є оптимальними для виготовлення із кристаллів Zn1-xMgxSe термостабільних поляризаційних та електрооптичних елементів для середньої ділянки ІЧ діапазону з більш високою променевою міцністю у порівнянні з традиційними матеріалами CdS, CdSe, CdS1-xSex. Розроблена і створена оригінальна базова конструкція експериментально-технологічної автоматизованої установки для проведення і дослідження процесів окислення поверхні напівпровідникових кристалів. Установка дозволяє: 1)проводити достовірні дослідження "in situ" кінетики процесів окислення напівпровідників безпосередньо при температурах окислення; 2)отримувати нано- та мікрокристалеві оксидні плівки контрольованої товщини (від 80 нм до 100 мкм) та гетероструктури типу "оксид-напівпровідник"; 3)досліджувати процеси деградації оптичних властивостей напівпровідникових елементів і приладів під впливом електромагнітних і теплових полів. На основі детального дослідження процесів фототермічного окислення кристалів ZnSe визначені оптимальні режими отримання структурно досконалих, однорідних плівок ZnO оптичної якості. На основі плівок ZnO та гетероструктур типу ZnO - ZnSe, ZnO - ZnS, ZnO - Zn1-xMgxSe, отриманих методом ФТО, розроблені і виготовлені термостабільні оптичні, електричні та оптоелектронні прилади з високими експлуатаційними характеристиками: варістори, фотоперетворювачі, фотоконвертори, а також різноманітні інфрачервоні оптичні елементи прохідного типу з міцними інтерференційними оксидними покриттями. Розроблені і створені зразки термостабільних багатофункціональних широкоспектральних оптичних елементів, котрі поєднують функції пасивного оптичного елемента та датчика прохідної потужності безперервного або модульованого випромінювання ІЧ діапазону. Галузь використання: оптоелектроніка, силова оптика середнього ІЧ діапазону
Registration Date
2004-01-20
popup.nrat_date
2020-04-04 / 2026-06-30
