| 1 |
1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. |
Спектр задержанной фотопроводимости полупроводниковых материалов с DX-подобными примесными центрами |
| Результаты этапа: Основной задачей, поставленной на первый год выполнения проекта, была адаптация фурье-спектрометра Bruker Vertex-70 для измерения спектров фотопроводимости. Эта задача успешно выполнена, установлены дополнительные элементы, в частности, прерыватель потока излучения, позволяющие исследовать спектры фотопроводимости.
С использованием этого оборудования были получены спектры фотопроводимости PbTe(Ga) – еще одного полупроводника на основе теллурида свинца, в котором наблюдается стабилизация уровня Ферми в запрещенной зоне, обеспечивающая появление полуизолирующего состояния при низких температурах, а также задержанная фотопроводимость.
Спектры фотопроводимости PbTe(Ga) в области собственного поглощения, снятые при различных температурах, состоят из резкого пика на частоте, соответствующей ширине запрещенной зоны материала, наложенного на полосу фундаментального поглощения. Расположение пика по частоте смещается с температурой со скоростью ?Еp/?T ? 0.4 мэВ/К, соответствующей температурному коэффициенту запрещенной зоны PbTe. Максимум амплитуды пика наблюдается при температуре около 75 К.
Фотопроводимость наблюдается также в терагерцовой спектральной области. Характерный спектр фотопроводимости, снятый сразу после охлаждения образца до температуры (50-70) К, представляет собой совокупность резких линий, наиболее интенсивная из которых наблюдается на частоте 155 см-1, а остальные - либо на кратных частотах (310 см-1, 465 см-1, и т.д.), либо на половинной (77 см-1), либо на комбинационных (387 см-1). Если температура остается фиксированной, то с течением времени интенсивность основной спектральной линии падает, а амплитуда линий на кратных и комбинационных частотах изменяется немонотонно во времени.
Указанные особенности спектров фотопроводимости, по всей вероятности, определяются уникальными свойствами локальных электронных состояний, ответственных за фотопроводимость в терагерцовой спектральной области. По результатам измерений готовится статья.
Второй важной задачей первого года выполнения проекта была отработка радиочастотного гашения задержанной фотопроводимости в Pb1-xSnxTe(In). Показано, что рост эффективности гашения при понижении радиочастоты в импульсе гашения сопровождается снижением стабильности гашения. Понятно, что в этой ситуации должен существовать оптимальный режим гашения. Подбор этого режима будет осуществлен на втором году выполнения проекта. |
| 2 |
1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. |
Спектр задержанной фотопроводимости полупроводниковых материалов с DX-подобными примесными центрами |
| Результаты этапа: Во второй год выполнения проекта основное внимание уделялось отработке режимов гашения задержанной фотопроводимости в Pb1-xSnxTe(In), обеспечивающих минимизацию низкочастотного шума, возникающего при гашении короткими радиочастотными импульсами. Одной из наиболее продуктивных идей, направленных на устранение этого недостатка, оказалось предложение отказаться от постоянного приложения измерительного напряжения к образцу, а включать его только в момент измерения сопротивления образца. Проведенные эксперименты показали, что предлагаемый способ действительно работает, удается подавить амплитуду появляющегося при радиочастотном гашении низкочастотного шума почти на порядок величины.
Вторая задача, которая решалась в течение второго года выполнения проекта, связана с измерениями спектра фотопроводимости Pb1-xSnxTe(In) при температурах порядка 25-30 К, когда задержанная фотопроводимость еще не наблюдается. Предполагается, что эти измерения дадут своего рода «репер» для последующих измерений спектра задержанной фотопроводимости при низких температурах в режиме «степ-скан». Спектры фотопроводимости Pb1-xSnxTe(In), измеренные при различных температурах, оказались подобными друг другу. Они состоят из ярко выраженного пика на частоте, соответствующей ширине запрещенной зоны, наложенного на полосу фундаментального поглощения. Расположение пика по частоте смещается по температуре со скоростью ~ 0.4 мэВ/К, соответствующей температурному коэффициенту запрещенной зоны. Максимум амплитуды пика наблюдается при температуре около 25 К, при дальнейшем понижении температуры амплитуда фотоотклика как в пике, так и в области фундаментальной полосы поглощения уменьшается. Важно отметить, что, как и в PbTe(Ga), в Pb1-xSnxTe(In) не наблюдается признаков примесной фотопроводимости за краем фундаментального поглощения. Это обстоятельство является достаточно странным и необычным.
В терагерцовой спектральной области фотопроводимость в Pb1-xSnxTe(In) проявляется в виде узких линий на частоте 115 см-1 и на кратных частотах при температуре около 25 К. При понижении температуры эти линии исчезают. |
| 3 |
1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. |
Спектр задержанной фотопроводимости полупроводниковых материалов с DX-подобными примесными центрами |
| Результаты этапа: |
