НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ

ім. В.Є. Лашкарьова

На правах рукопису

Рябченко Юрій Сергійович

УДК 621.315.592

ВПЛИВ МЕТАСТАБІЛЬНИХ ТА РЕЗОНАНСНИХ ДОМІШКОВИХ СТАНІВ НА ЯВИЩА ПЕРЕНОСУ В ТВЕРДИХ РОЗЧИНАХ А3В5 ТА А2В6.

01.04.07 – фізика твердого тіла

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної Академії Наук України

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, професор Бєляєв Олександр Євгенович, Інститут фізики напівпровідників НАН України, провідний науковий співробітник

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, професор Корсунська Надія Овсіївна, Інститут фізики напівпровідників НАН України, провідний науковий співробітник

доктор фізико-математичних наук, професор Гнатенко Юрій Павлович, Інститут фізики НАН України, завідувач відділу.

Провідна організація:

Чернівецький національний університет ім.Ю. Федьковича Міністерства освіти і науки України. Місто Чернівці.

Захист дисертації відбудеться “27 червня” 2003 р. о 14 год 15 хв. На засіданні спеціалізованої вченої ради К.26.199.01 при Інституті фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України за адресою 03039, м. Київ 39, проспект Науки, 45.

Автореферат розісланий “27” травня 2003 р.

Секретар спеціалізованої

вченої ради Охріменко О.Б.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Властивості напівпровідникових матеріалів, що використовуються у сучасній напівпровідниковій електроніці, багато в чому залежать від присутності в них тих чи інших центрів, які, завдяки впливу на концентрацію або рухливість носіїв, можуть обмежувати провідність матеріалу.

Одним із таких прикладів є глибокі DX-центри у твердих розчинах на базі напівпровідників типу А3В5, легованих елементами IV або VI групи. Такі центри, зазвичай, виступають як бістабільні і призводять до обмеження характеристик світловипромінюючих діодів (LED) або польових транзисторів, виготовлених із структур з модульованим легуванням на основі А3В5-матеріалів. В певній області складів А3(І)хА3(ІІ)1-хВ5 ці ж самі центри можуть виступати як такі, що пінінгують положення рівня Фермі у зоні провідності, а при малих рівнях легування – як резонансні.

Так само резонансні рівні виникають у вузькощілинних твердих розчинах, особливо в разі, коли один з атомів розчину може перезаряджатися, формуючи резонансний стан.

Вивченню природи і властивостей центрів у напівпровідниках, що формують метастабільні і резонансні стани, в останні роки було присвячено багато робіт, проте значне коло питань, важливих як для розуміння фізичних принципів утворення і “роботи” таких центрів, так і для практичного використання матеріалів з подібними центрами, залишаються відкритими.

У даній роботі подані результати вивчення метастабільних та резонансних центрів у напівпровідниках шляхом використання гальваномагнітних методів вимірювань у поєднанні з оптичним та ультразвуковим впливами на досліджувані зразки.

За першу групу об’єктів обрані широкощілинні напівпровідники А3В5, де в якості центрів, що вивчаються, виступають домішки, які заміщують атоми ІІІ або V групи. Вони, як відомо, формують DX-центри з незвичайними властивостями. Крім того, вивчаються вузькощілинні напівпровідники А21-х Мех В6, де А – Hg, а Ме – іони перехідної групи заліза. Зокрема досліджені Hg1-xFexSe, Hg1-xCoxSe. Тут перехідні іони (наприклад, заліза), що можуть перезаряджатися з стану Fe2+ в Fe3+, постачаючи при цьому електрони у зону провідності, формують водночас резонансний стан, який пінінгує рівень Фермі.

В роботі вивчаються нові аспекти природи і властивостей сполук з відповідними центрами.

На даний час досягнуто досить високого рівня розуміння природи і властивостей DX-центрів у сполуках А3В5 і твердих розчинах на їхній основі. Виявлена велика різниця між енергіями термічного й оптичного збудження DX-центрів викликала для свого пояснення розвиток уявлення про ці центри як про багатозарядні дефекти з від’ємною кореляційною енергією. Було створено модель сильної граткової релаксації. Тобто, модель цих центрів як бістабільних з одним із станів, що супроводжується при своєму виникненні сильним спотворенням найближчого оточення центра. Водночас певного поширення набрала також модель слабкої релаксації гратки, в межах якої сильного спотворення не відбувається. Ефективним способом з’ясування переваг тої чи іншої з цих моделей може бути вивчення поведінки DX-центру в умовах різного роду зовнішніх впливів, послідовне вивчення змін, водночас як концентрації, так і рухливості носіїв струму в кристалах за таких впливів. З’ясування цього питання є важливим для практики, оскільки необхідно знайти технологічні способи усунення DX-центрів з приладних структур на базі А3В5, для чого необхідне чітке фізичне розуміння моделі цих центрів.

Тверді розчини селеніду ртуті з залізом, кобальтом, кадмієм, марганцем та хромом були і залишаються об’єктами інтенсивних досліджень. Інтерес до цих сполук є наслідком їх унікальних властивостей. Змінюючи склад вказаних багатокомпонентних напівмагнітних напівпровідників, можна досягти зміни багатьох важливих фізичних параметрів, зокрема таких, як енергетична щілина.

Магнітні властивості напівмагнітних напівпровідникиів як невпорядкованих магнітних сплавів також становлять певний інтерес, оскільки в них виявлено пеpexiд в фазу спінового скла та утворення антиферомагнітних кластерів.

Велику кількість специфічних властивостей проявляють напівмагнітні напівпровідники Hg1-xFеxSe, природа яких інтенсивно вивчається в останні роки. Визначено, що 3d6-електронний рівень магнітного іона Fе2+ утворює резонансний донорний стан у зоні провідності. У нелегованих зразках з концентрацією електронів провідності n 11018 см-3 він є головним постачальником заряджених носіїв у зону провідності за рахунок автоіонізаційного процесу Fе2+ Fе3+ + е-. За певних умов він також може пінінгувати рівень Фермі.

Між іонами Fе3+, що виникають завдяки цьому автоіонізаційному процесу, має місце кулонівське відштовхування, яке призводить до їх просторового впорядкування, і, як наслідок цього, також і до аномального збільшення рухливості електронів.

Ці процеси, окреслені в літературі в головних рисах, потребують додаткового детального вивчення.

Зокрема важливим для вузькощілинних структур типу HgFeSe, HgСоSe є розуміння зміни положення резонансних рівнів відносно дна зони провідності при зміні складу цих сполук. Це положення має визначати деталі поведінки обговорюваних центрів у широкому інтервалі складів із переходом від від’ємної до позитивної ширини щілини у цих матеріалах. Саме це питання досліджувалося у дисертації.

Таким чином, проведені в цій роботі дослідження є актуальними з теоретичної і практичної точки зору і мають значення для з’ясування фізичних властивостей широкощілинних і безщілинних напівпровідників та їх використання в приладах функціональної електроніки.

Зв’язок роботи з науковими програмами. Робота виконана в рамках тем:

“Комплексні дослідження впливу міждефектної взаємодії в кристалах Si, Ge, CdTe, Hg1-xCdxTe, Hg1-xMnxTe на кінетику електронних процесів у термодинамічно рівноважних та нерівноважних умовах”. Тема затверджена Бюро ВФА НАН України 20.12.1994р (протокол №9);

“Фізичні та фізико-технічні основи створення напівпровідникових матеріалів і функціональних елементів для систем сенсорної техніки”. Тема затверджена Відділенням фізики і астрономії НАН України від 11.11.1999р (протокол №12);

“Глибокі центри в напівпровідниках”, n 1.27 – спільна українсько-французька програма.

Мета дисертаційної роботи – проведення дослідження впливу метастабільних центрів в твердих розчинах AlxGa1-xAs на явища переносу та резонансних рівнів домішкових станів у безщілинних напівпровідниках, що зумовлюють електронну кореляцію.

Об’єктом дослідження були обрані тверді розчини AlxGa1-xAs (широкощілинні) та Hg1-xFеxSe, Hg1-xCoxSe (безщілинні).

Предметом досліджень були:

1.

2.

3.

4.

Методи дослідження. Як головні експериментальні методи в роботі використовувалися гальваномагнітні виміри в широкому діапазоні температур (4.2 < T < 300 K) та магнітних полів (0 < H < 6 Tл) у поєднанні з різними впливами на зразки, що вивчалися.

Наукова новизна і практичне значення роботи. При дослідженні ролі метастабільних та резонансних домішкових центрів у кристалах твердих розчинів AlxGa1-xAs та безщілинних Hg1МexSe були отримані такі нові наукові результати:

1.

2.

3.

4.

Сукупність отриманих результатів, їх новизна, актуальність, достовірність та наукове і практичне значення дають підстави твердити, що в роботі отримано нове рішення актуальної для фізики напівпровідників задачі дослідження ролі глибоких гратково-релаксованих і резонансних домішкових центрів у кристалах широкощілинних твердих розчинів AlxGa1As та безщілинних Hg1-xМexSe.

В роботі використано експериментальний метод доведення достовірності результатів. Експериментальні дані дисертації базуються на адекватному використанні апробованих фізичних методик. Отримані результати добре узгоджуються із сучасними уявленнями фізики напівпровідників, а також підтверджуються даними, незалежно отриманими іншими авторами.

Особистий внесок. Особисто дисертантом проведені дослідження ефекту Холла, температурної залежності коефіцієнту Холла, холлівської концентрації, холлівської рухливості; виміри питомого опору зразків у широкому інтервалі температур та магнітних полів (4.2 < T < 300 K; 0 < H < 6 Tл), фотохолл-ефекту, фотопровідності; вивчено вплив ультразвуку на гальванічні та гальваномагнітні властивості зразків. Дисертант також брав участь у постановці задач і виборі методів вимірювань, безпосередньому налаштуванні обладнання, в обробці результатів, та формулюванні висновків спільно з іншими співавторами; спільно з керівником – в узагальненні результатів за сукупністю проведених досліджень.

Апробація результатів роботи. Основні результати роботи доповідалися на таких конференціях:

1.

2.

3.

4.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 7 друкованих робіт (в тому числі роботи по наслідках доповідей на ряді міжнародних конференцій, що були надруковані в Materials Science Forum) та зроблено доповідь на Лашкарьовских читаннях – ІФН НАНУ.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із Вступу, чотирьох змістовних розділів, Висновків та Списку використаної літератури, що містить 168 найменувань. Повний обсяг роботи складає 112 сторінок, вона містить 26 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі обговорюються основні задачі дисертації, обґрунтована актуальність теми роботи, визначена наукова новизна та практичне значення, наведені відомості про апробацію роботи і публікації, в яких брав участь автор, а також подано короткий зміст дисертації за розділами.

Перший розділ, що складається з двох частин, включає в себе огляд літератури. Перша частина містить відомості про DX-центри в матеріалах А3В5, стан проблем і обговорення різних моделей. В другій частині розглянуто зонну структуру безщілинних напівпровідників, вплив домішок та власних дефектів на явища переносу в халькогенідах ртуті.

У другому розділі обговорено питання методики досліджень і техніки низькотемпературних гальваномагнітних (поля до 6 Тл при 1.6 Т 300К) і фотоелектричних досліджень, а також досліджень з використанням ультразвуку. Наводяться описи установок, що використовувалися, оцінюються можливі похибки проведених експериментів.

Третій розділ присвячено дослідженню впливу метастабільних домішкових станів на явища переносу в напівпровідникових широкощілинних твердих розчинах AlxGa1-xAs, легованих елементами четвертої групи (Sn, Si).

Для зразків Al0.35Ga0.65As, NSn=11018cm-3 досліджено залежність холлівського коефіцієнту від оберненої температури зразка в темряві та після “насичуючого“ освітлення, коли подальша залежність від інтенсивності освітлення вже припиняється. Досліджено також залежність питомого опору від оберненої температури зразка в темряві та після освітлення; залежності питомого опору і коефіціента Холла від інтенсивності оптичного опромінення у Al0.35Ga0.65As: Sn при 4.2К і холлівської рухливості від інтенсивності освітлення; залежність холлівської рухливості від концентрації фотозбуджених носіїв току для зразків Al0.30Ga0.70As:Sn при 77К.

При цьому виявлено прояв залишкової фотопровідності при низьких температурах. Показано, що концентрація носіїв (Рис. 1) і опір зразка (Рис. 2) при цьому є сталими. Водночас показано, що у темряві при цих температурах провідність зразка є стрибковою (вставка на Рис. 2). Встановлено, що при низьких температурах після освітлення концентрація носіїв току збільшується і залишається сталою, навіть якщо освітлення вимкнути. З цим і пов’язане явище залишкової фотопровідності (PPC).

За результатами цих вимірів також встановлено, що:

·

·

·

·

·

Сукупність спостережених явищ можна пояснити, якщо на додаток до збудження DX-станів, глибокого -стану та мілкого водневоподібного стану поблизу Г-мінімума зони провідності взяти до уваги вплив домішкових станів, пов’язаних зі вторинним Х-мінімумом зони провідності, резонансних відносно зонних станів біля Г-точки (Рис. 3).

Якісно окремими є група досліджень впливу ультразвуку на кінетику перезарядки і релаксації DX-центрів. Отримана спектральна залежність ефективного перерізу фотоіонізації DX-центрів в легованих твердих розчинах AlGaAs у відсутності ультразвуку та у присутності ультразвукового збудження частоти 100 – 300 кГц (Рис. 4). Показана кінетика

зростання фотопровідності при вмиканні та вимиканні освітлення і ультразвуку. Виявлені різкі зміни при вмиканні та вимиканні ультразвуку. Отримано спектральну залежність акусто-е.p.с. Виявлено зміну температурної релаксації довготривалої фотопровідності за відсутності та при наявності УЗ-коливань.

Отримані результати можуть бути пояснені, якщо припустити, що в умовах динамічної деформації утворюється новий дефект, основні риси якого такі:

·

·

·

·

Четвертий розділ містить дослідження прояву резонансних і метастабільних станів у вузькощілинних кристалах твердих напівпровідникових розчинів. У розділі наведені такі дослідження:

Виміряні холлівська концентрація і рухливість електронів в Hg1FexSe в залежності від вмісту заліза х, котре, як було відомо, формує рівень у зоні провідності, який пінінгує рівень Фермі. Виміряні залежності холлівської концентраціі і рухливості “вільних” електронів від концентрації іонів Co у HgSe для температур 4.2, 77 та 300 К, після відпалу у атмосферах Se та Hg.

У припущенні про незмінність абсолютної енергії положення 3d-рівня Fe (тобто, енергії відносно рівня вакууму) при зміні вмісту заліза проведені (головним чином, співавторами дисертанта) обрахунки залежності концентрації електронів від х з врахуванням розподілу Фермі та у лінійній апроксимації залежності положень екстремумів зон Г6 і Г8 від х: EГ6(x)= EГ6(0) +Vx ; EГ8(x)= EГ8(0) +Wx. Найкращого збігу з експериментом було досягнуто при V = 2.10 0.05 еВ; W = - 2.45 0.05 еВ (див. Рис. 5). Таким чином, на підставі аналізу отриманих даних для Hg1FexSe та використання моделі з незалежністю від х положення 3d-рівня Fe відносно рівня вакууму, знайдені положення екстремумів зон Г6 і Г8. Вони дають можливість узгодити сукупність даних, пов’язаних із впливом резонансного 3d-рівня Fe на транспортні властивості Hg1FexSe (Рис. 6).

За даними залежності концентрації електронів від вмісту Со і концентраційної (від знайденої концентрації електронів) залежності рухливості у Hg1СоxSe кореляційні ефекти у цій сполуці не спостерігаються. Ці результати стають зрозумілі, якщо 3d-рівень Co у Hg1СоxSe не проявляє себе у кореляційних ефектах тому, що він лежить нижче положення рівня Фермі, положення якого визначається власними дефектами HgSe.

Отже, і концентрація електронів, і їх рухливість в HgSe:Со зумовлені тільки кількістю власних дефектів. Результати досліджень для HgSe:Со добре узгоджуються із залежністю рухливості від концентрації електронів для нелегованих кристалів HgSe. Зростання кількості дефектів донорного типу веде до збільшення концентрації та зменшення рухливості електронів і навпаки.

На підставі викладеного можна зробити висновок, що рівень Со в кристалах HgSe:Со, якщо і є резонансним донорним рівнем, то лежить, принаймні, не вище 20 меВ над дном зони провідності. Таким чином, навіть після відпалу зразків у випаровуваннях Se зона провідності все ще заповнена носіями вище рівня іонів Со. Це узгоджується з даними про розташування енергетичних рівнів перехідних металів у (0/+)-зарядових станах відносно дна зони провідності HgSe .

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ

У результаті проведених досліджень ролі глибоких сильно гратково релаксованих центрів в твердих розчинах AlxGa1-xAs та резонансних рівнів домішкових центрів у безщілинних напівпровідниках, які обумовлюють електронну кореляцію, встановлено:

1.

2.

3.

4.

Таким чином, у роботі отримано нове рішення актуальної для фізики напівпровідників задачі дослідження ролі глибоких гратково-релаксованих та резонансних домішкових центрів у кристалах широкощілинних твердих розчинів AlxGa1-xAs та безщілинних Hg1-xМexSe.

Вирішення цієї задачі має значення для з’ясування фізичних властивостей широкощілинних і безщілинних напівпровідників та їх використання в приладах функціональної електроніки.

Результати роботи мають наукове та практичне значення для розуміння досліджуваних явищ і побудови моделей сучасної фізики напівпровідників.

Основні висновки та положення, які сформульовані в дисертаційній роботі, є обґрунтованими, оскільки безпосередньо випливають із достовірних експериментальних результатів, не суперечать уявленням, які існують в даній галузі і підтверджуються аналізом відповідних літературних джерел.

Основні результати дисертації опубліковані в таких роботах:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

АНОТАЦІЯ

Рябченко Ю.С. Вплив метастабільних та резонансних домішкових станів на явища переносу в твердих розчинах А3В5 та А2В6. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова Національної Академії Наук України. Київ, 2003.

В дисертаційній роботі представлені результати дослідження ролі глибоких сильно гратково-релаксованих центрів в твердих розчинах AlxGa1-xAs та резонансних рівнів домішкових центрів, які обумовлюють електронну кореляцію у безщілинних напівпровідниках Hg1-xFеxSe, Hg1-xCoxSe. Як головні в роботі використовувалися методи гальваномагнітних вимірів при низьких температурах у поєднанні з різними впливами на зразки, що вивчалися.

Виявлено прояв у залишковій фотопровідності вище розташованих водневоподібних станів, пов’язаних зі вторинними мінімумами зони провідності.

Встановлено, що залишкова фотопровідність може гаситися при прикладанні до кристалу ультразвуку, що підтверджує LLR (великої граткової релаксації) модель DX-центрів і дає змогу бачити прояв DX0- проміжного стану.

Під час досліджень твердих розчинів Hg1-xFexSe отримані залежності від складу положень екстремумів зон 6 і 8 (у припущенні незалежності від складу кристалу енергії залягання рівнів 3d-електронів Fe відносно енергії вакууму); кількісно описані залежності концентрації вільних носіїв та їх рухливості від складу. Таким чином, визначено, що абсолютне положення дна Г8-зони сильно залежить від складу сполуки, на відміну від уявлень, що використовувалися до обговорюваних досліджень. Отримані дані про сильну залежність ЕГ8(х) дозволяють заперечити застосовність правила “загального аніону” до досліджуваних кристалів.

Показано, що 3d-рівні Со не проявляють себе в кореляційних ефектах, оскільки лежать суттєво нижче рівня Фермі. Оцінка положення 3d-рівня Со дає, що він розташований не вище, ніж на 20 меВ над дном зони провідності. Результати дають змогу зробити припущення, що така ж ситуація має місце для домішкових іонів Ni.

Ключові слова: твердий розчин, DX-центр, напівмагнітний напівпровідник, резонансний домішковий стан, правило загального аніону, велика граткова релаксація, вторинні мінімуми зони провідності.

АННОТАЦИЯ

Рябченко Ю.С. Влияние метастабильных и резонансных примесных состояний на явления переноса в твердых растворах А3В5 и А2В6. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.07 – физика твердого тела. Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева Национальной Академии Наук Украины. Киев, 2003.

В диссертационной работе представлены результаты исследований роли глубоких сильнорелаксированных центров в твердых растворах AlxGa1As и резонансных уровней примесных состояний, которые обуславливают электронную корреляцию в бесщелевых полупроводниках Hg1-xFеxSe, Hg1-xCoxSe. В качестве главных методов в работе использовались гальваномагнитные исследования при низких температурах в сочетании с разными воздействиями на изучаемые образцы.

Для образцов Al0.35Ga0.65As, NSn=11018cm-3 исследована зависимость холловского коэффициента от обратной температуры образца в темноте и после “насыщающего” освещения, когда дальнейшая зависимость от интенсивности уже прекращается. Исследованы также зависимость удельного сопротивления от обратной температуры образца в темноте и после освещения; зависимости удельного сопротивления и коэффициента Холла от интенсивности оптического облучения в Al0.35Ga0.65As: Sn при 4,2 К и холловской подвижности от интенсивности освещения; зависимость холловской подвижности от концентрации фотовозбужденных носителей тока для образцов Al0.30Ga0.70As:Sn при 77 К.

При этом выявлено проявление остаточной фотопроводимости при низких температурах. Показано, что концентрация носителей и сопротивление образца при этом постоянны. Показано, что в темноте при этих температурах имеет место прыжковая проводимость.

Проведены исследования влияния ультразвука на кинетику перезарядки и релаксации DX-центров. При этом получена спектральная зависимость эффективного сечения фотоионизации DX- центров в легированных твердых растворах AlGaAs при отсутствии ультразвука и при ультразвуковом возбуждении на частоте 100–300 кГц. Показана кинетика нарастания фотопроводимости при включении и выключении освещения и ультразвука. Выявлены резкие изменения при включении и выключении ультразвука. Получена спектральная зависимость акусто-э.д.с. Показано изменение температурной релаксации остаточной фотопроводимости при отсутствии и при наличии УЗ-колебаний.

Измерены холловская концентрация и подвижность электронов в Hg1FexSe в зависимости от содержания железа х, которое, как было известно, формирует уровень в зоне проводимости, пинингующий уровень Ферми. Измерены зависимости холловской концентрации и подвижности “свободных” электронов от концентрации ионов Со в HgSe для температур 4.2, 77 та 300 К после отжига в Se и Hg.

В предположении неизменности абсолютной энергии положения 3d-уровня Fe при изменении содержания железа в образцах проведены (главным образом, соавторами диссертанта) расчеты зависимости от х концентрации электронов с учетом распределения Ферми и линейной аппроксимации зависимости положений экстремумов зон Г6 і Г8 от х. На основе анализа полученных данных для Hg1FexSe и использования модели с независимостью положения 3d-уровня Fe (относительно уровня вакуума) от х найдены положения экстремумов зон Г6 и Г8. Они дают возможность согласования совокупности данных, связанных с влиянием резонансного 3d-уровня Fe на транспортные свойства Hg1FexSe .

По данным зависимости концентрации электронов от содержания Со в Hg1СоxSe и концентрационной (от концентрации электронов) зависимости их подвижности корреляционные эффекты в данном соединонии не наблюдались. Такой результат может быть понят, если 3d-уровень Co в Hg1СоxSe не проявляет себя в корреляционных эффектах благодаря тому, что он лежит ниже положения уровня Ферми, положение которого определяется собственными дефектами HgSe.

Концентрация электронов и подвижность в HgSe:Со обусловлены только количеством собственных дефектов. Результаты исследований для в HgSe:Со хорошо согласуются с зависимостью подвижности от концентрации электронов для нелегированных кристаллов HgSe.

Сделан вывод, что уровень Со в кристаллах HgSe:Со лежит не выше 20 меВ от дна зоны проводимости. Таким образом, после отжига в парах Se зона все еще заполнена выше уровня Со. Это согласуется с данными про расположение энергетических уровней переходных металлов в (0/+)-зарядовых состояниях относительно дна зоны проводимости.

. Ключевые слова: твердый раствор, DX-центр, полумагнитный полупроводник, резонансное примесное состояние, правило общего аниона, сильная решеточная релаксация, вторичные минимумы зоны проводимости.

SUMMARY

Ryabchenko Yu. S. Influence of Metastable and Resonant States on Transport Phenomena in А3В5 and А2В6 Solid Solutions. - Manuscript.

The Candidate of Physics and Mathematics Thesis, specialty 01.04.07 – Physics of Solid State, V.E. Lashkarеv Institute of Physics of Semiconductors of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2003.

Effects of deep centers with large lattice relaxation in AlxGa1-xAs solid solutions and resonant levels formed by impurities in gapless Hg1-xFеxSe, Hg1CoxSe semiconductors and transport phenomena have been studied.

Low temperature galvanomagnetic measurements in combination with variety external treatments on the samples under study have been used as a main experimental technique.

Manifestation of effective-mass states of secondary minima in the persistent photoconductivity related to the DX center in AlxGa1-xAs is observed

It was found that residual photoconductivity can be suppressed under ultrasonics influence and this phenomenon gives the opportunity to reveal the developing of DX0 intermediate state and can be confirmed by LLC model of DX centers.

Our investigations reveal the composition dependencies of the electron energy spectrum in the Hg1-xFеxSe solid solution assuming the invariability of the position of the Fe d resonant level in the absolute energy scale; give quantitative descriptions of the experimentally observed composition dependencies of concentration and mobility of conduction electrons. The position of the extremum of Г8 band was shown. The result obtained on the ЕГ8(х) strong dependence enables us to state that the “common anion rule” is not valid for the samples under study.

It was shown that 3d levels of Co in HgSe:Co do not reveal itself in correlation effects as they lay essentially lower Fermi level. Estimation of 3d position of Co shows that it is revealed not higher than 20 meV above the conductivity zone bottom. These results allow us to assume the same situation to be expected for Ni dopant ions.

Keywords: solid solution, DX center, semimagnetic semiconductor, resonant state, common anion rule, large lattice relaxation, secondary conduction band minima.