Search academic texts

Information × Registration Number 0825U001990, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 18-06-2025 popup.evolution o Title Thermodynamic and kinetic processes of modification of heterosystems on cadmium telluride initiated by nanosecond action of intense laser radiation Author Zexiang Cao, popup.head Alexander Stronski popup.head Serhii Levytskyi popup.opponent Serhiy V. Kondratenko popup.opponent Yuriy M. Naseka popup.review Vita V. Ivanova popup.review Vitalii Y. Kotovskyi Description Дисертаційні дослідження присвячені встановленню та опису закономірностей термодинамічних (нагрів, фазові переходи) та кінетичних (дифузія, масоперенос) процесів у телуриді кадмію та гетеросистемі плівка металу/CdTe при потужному наносекундному лазерному опроміненні у різних середовищах, і, відповідно, вирішенню проблеми формування та керованої зміни фізичних (електричних, фотоелектричних, оптичних) властивостей поверхневих шарів даних напівпровідників при реалізації умов істотного відхилення від термодинамічної рівноваги. При теоретичному описі експериментальних результатів буде враховано часова та просторова нелокальність у кінетичних явищах переносу. На основі отриманих експериментальних даних і теоретичного аналізу будуть отримані принципово нові фундаментальні та науково-практичні результати щодо формування та модифікації нано- та мікро- розмірних шарів телуриду кадмію та кремнію, оскільки потужне наносекундне лазерне опромінення гетеросистем у різних середовищах (гази, рідини) дозволяє значно змінювати та варіювати в широкому діапазоні коефіцієнти сегрегації, дифузії і розчинності домішок, легуючих елементів та власних точкових дефектів. А також, що важливо, ефективно використовувати так званий ефект «замороження» активованих атомів та «нетепловий» процес введення заданого легуючого елементу за механізмом бародифузії. На основі даних досліджень в подальшому може бути створена широка гама високоефективних елементів інформаційної техніки. Проблема формування та керованої зміни фізичних (в т.ч. електричних, оптичних) властивостей напівпровідникових гетероструктур і тонкоплівкових систем при дії потужного наносекундного лазерного випромінювання, при якому реалізуються умови істотного відхилення від термодинамічної рівноваги в умовах порушення принципу локальної термодинамічної рівноваги. Це, відповідно, потребує вивчення та опису процесів дифузії (масопереносу) та дефектоутворення в умовах порушення даного, одного з основних, принципів класичної термодинаміки. Такі умови, при яких відбуваються швидкі фазові перетворення та сублімація, реалізуються наприклад при наносекундному імпульсному лазерному опроміненні (ІЛО) напівпровідників в області фундаментального поглинання та металів. Такий спосіб, на відміну від типових (квазірівноважних) методів вирощення та формування нано- та мікро- розмірних напівпровідникових шарів, дозволяє значно змінювати та варіювати в широкому діапазоні коефіцієнти сегрегації, дифузії і розчинності домішок, легуючих елементів, точкових дефектів у напівпровідниках та подавити ефект самокомпенсації домішкових центрів активації через так званий ефект «замороження». Наближення локальної рівноваги справедливе, якщо час релаксації, протягом якого встановлюється рівновага у макроскопічно малих (але з великою кількістю частинок) областях, набагато менше характерного часу конкретного фізичного процесу (зокрема при ІЛО), тобто швидкість руйнування рівноваги, багато менше швидкості релаксації системи до локальної рівноваги. Комплекс експериментальних та теоретичних досліджень дозволить отримати загальні закономірності термодинамічних та кінетичних процесів модифікування гетеросистем та оптимізувати параметри та режими лазерного опромінення для формування приповерхневих шарів у напівпровідникових матеріалах із заданими електричними, фотоелектричними та оптичними характеристиками, що може бути використано для приладних функціональних структур різноманітного призначення (наприклад, детектування ІЧ, рентгенівського та гамма випромінювання). Термодинамічні та кінетичні процеси модифікування гетеросистем на основі кремнію та телуриду кадмію, а саме встановлення та опис закономірностей дифузії легуючих атомів та генераційно-релаксаційних процесів у дефектній підсистемі при наносекундному лазерному опроміненні CdTe, Si та систем плівка металу/напівпровідник, коли реалізуються умови локальної часової та(або) просторової нерівноважності, зазнає сильного впливу фізичної та геометричної нелінійностей. Зокрема, відбуваються надшвидкі процеси фазових переходів – тверде тіло-газ, тверде тіло-розплав-тверде тіло з великою швидкістю поширення фазової границі (1-20 м/с) Registration Date 2025-05-28 popup.nrat_date 2025-05-28 Close