легованому алюмінієм телуриді цинку, а спектри інтерпретували із залученням комплексу, що складається з двозарядної вакансії цинку і алюмінію в сусідньому вузлі.
Таблиця 2.2. Максимальна зарядність власних донорних дефектів
Сполука | Тип дефекту | Метод визначеня | Література
GaP |
ЕПР
Т |
[52]
[42]
[43]
[44]
GaAs |
, , |
ЕПР
Т
ЗР
Т
ЕПР | [47]
[59]
[60]
[48]
[103]
[58]
[43]
[44]
[45]
[46]
[49]
CdS |
або |
B
В, Д | [104]
[105]
[106]
[107]
[66]
[108]
[109]
[70]
[71]
CdSe | або |
ЗР
В |
[77]
[81]
[110]
[111]
[78]
CdTe | або |
[112]
[113]
[101]
[111]
[82]
ZnS | або |
ЕПР |
[114]
[115]
[95]
ZnSe |
або |
ОДМР
B
Д
О | [99]
[116]
[117]
[118]
[119]
CdP2 | B | Дана робота
ZnP2 |
[54]
Дана робота
ZnGeP2 |
або
або |
[55]
Дана робота
Дана робота
Використані наступні позначення: В – високотемпературні дослідження, Д – вимірювання дифузії, ЗР – метод заморожених реакцій, О – оптичні дослідження, ОДМР – оптично детектований магнітний резонанс, Т – теоретичні розрахунки, Е – електричні вимірювання, ЕПР – електронний парамагнітний резонанс.
Дослідження фотолюмінесценції, фотопровідності і явищ переносу в легованому алюмінієм телуриді цинку дозволили [120] ідентифікувати акцептор (), концентрація якого залежала від тиску пари телуру при термообробці. З комплексами типу () пов’язана і фотолюмінесценція легованих алюмінієм або йодом кристалів ZnTe ([121]). Аналізуючи енергетичні положення комплексів в монокристалах ZnTe, легованих хлором або алюмінієм, і порівнюючи експериментальні дані по фотолюмінесценції з розрахунками енергії комплексів згідно моделі кулонівських пар, [122] одержав хороший збіг розрахованих і експериментальних величин.
Огляд приведених результатів дозволяє зробити певні висновки. Можна відзначити, що максимальна зарядність більшості експериментально спостережуваних власних донорних і акцепторних дефектів рівна двом, а згідно теоретичним розрахункам, проведеним для арсеніду галію, міжвузловий миш’як і вакансії галію в GaAs можуть знаходитися і в тризарядному стані. Картини не міняє і та обставина, що у багатьох випадках двократно негативно йонізовані акцепторні дефекти часто знайдені у складі комплексу з однократно позитивно йонізованими донорами, що свідчить лише про те, що ізольовані двозарядні дефекти не є домінуючими. Також зазначимо, що спостережувані в сполуках А2В6 і А2В5 донорні дефекти мають вакансійну або міжвузлову природу, тоді як в сполуках А3В5 мають місце і антиструктурні донори. в складніших напівпровідникових сполуках, зокрема ZnGeP2, знайдені антиструктурні дефекти як донорної так і акцепторної природи. Результати максимальної зарядності донорних і акцепторних дефектів в розглянутих співвідношеннях зведені відповідно в табл. 2.2 і 2.3, в яких для зручності вказана і методика визначення зарядності.
Таблиця 2.3. Максимальна зарядність власних акцепторних дефектів
Сполука | Тип дефекту | Метод визначеня | Література
GaP |
T |
[42]
[43]
[43]
GaAs | , |
ЕПР
Е
Т
О | [45]
[59],[60],[123],[124]
[64]
[46]
[65]
CdS |
В
Д
ЕПР
В
О
Е
В, Д | [66]
[67]
[125]
[70]
[70]
[72]
[74]
[75]
[71]
CdSe | B | [79]
CdTe |
Е
О
В
Е, Т
О
В | [126]
[86]
[82]
[87]
[88]
[84],[85]
ZnS |
ЕПР
О | [89]
[90]
[127]
[92]
ZnSe |
ЕПР
ОДМР
Т
ОДМР
ЕПР
ОДМР | [95]
[97], [98]
[94]
[96]
[128]
[99]
ZnTe |
В
ЄПР
В
О, Е
О
О, Т | [100]
[102]
[101]
[120]
[121]
[122]
CdP2 | B | Дана робота
ZnP2 |
[54]
Дана робота
ZnGeP2 |
або
або | B |
[55]
Дана робота
Дана робота
2.2. Ентальпія утворених дефектів
Ентальпія утвореня дефектів є важливим параметром структури дефектів, який дозволяє отримати імовірний тип домінуючих дефектів і оцінити його коцентрацію в залежності від технологічних умов обробки кристала. Методи теоретичного розрахунку величин ентальпії для різних типів дефектів приведені у попередній главі. Тут представимо розрахункові дані ентальпій для трьох найбільш імовірних типів дефектів: дефектів по Шотткі, по Френкелю і антиструктурних, а також порівняємо теоретичні значення з експериментальними величинами.
У табл. .4 представлені розраховані по формулі ентальпій утворення вакансій в деяких бінарних сполуках ([10]), а також приведені наявні експериментальні дані, одержані з розрахунків дефектної структури по експериментальним даним дифузії, розчинності і ін. ([2]), по дослідженням ефекта Холла і провідності при високих температурах ([93]; [129]; [84]), і по атомних зміщеннях при опроміненні рентгенівськими променями ([17]).
Порівняння розрахункових і експерементальних значень ентальпій створення дефектів Шотткі по даним табл. .4 показує, що ці значення близькі один до одного, хоча все ж теоритечні значення дещо завищені. Враховуючи наближеність розрахунків, які можуть дати похибку порядку 20 ([7]), потрібно рахувати розрахункові величини ентальпії добрим орієнтиром для експериментаторів.
Таблиця 2.4. Значення ентальпій утворення нейтральних вакансій в конгруентній точці плавлення
Сполука | Тпл, К | Теор.
знач. |
Експ. знач.
GaP | 1,224 | 1,128 | 1740 | 0,049 | 0,37 | 2,60 | 2,26 | 4,86 | 4,3
GaAs | 1,224 | 1,224 | 1511 | 0,044 | 0,28 | 2,31 | 2,31 | 4,62 | 3,6
GaSb | 1,224 | 1,404 | 985 | 0,037 | 0,18 | 1,85 | 2,38 | 4,23 | 3,0
InP | 1,404 | 1,128 | 1343 | 0,041 | 0,30 | 2,74 | 1,87 | 4,61 | 2,8
InAs | 1,404 | 1,224 | 1216 | 0,038 | 0,17 | 2,44 | 1,90 | 4,34 | 3,2
InSb | 1,404 | 1,404 | 809 | 0,032 | 0,11 | 2,05 | 2,05 | 4,10 | 2,6
ZnO | 1,224 | 0,677 | 1980 | 0,076 | 0,97 | 4,44 | 2,14 | 6,58 | 6,3
ZnS | 1,224 | 1,127 | 2196 | 0,050 | 0,60 | 2,87 | 2,53 | 5,30
ZnSe | 1,224 | 1,224 | 1790 | 0,044 | 0,54 | 2,56 | 2,56 | 5,12 | 5,9
3,1
ZnTe | 1,224 | 1,404 | 1570 | 0,037 | 0,42 | 2,12 | 2,64 | 4,76
CdS | 1,404 | 1,107 | 1830 | 0,041 | 0,55 | 3,01 | 2,14 | 5,15
CdSe | 1,404 | 1,224 | 1512 | 0,037 | 0,47 | 2,70 | 2,17 | 4,87 | 4,9
CdTe | 1,404, | 1,404 | 1365 | 0,032 | 0,42 | 2,32 | 2,32 | 4,64 | 2,9
3,7
Значення ентальпії утворення вакансій, одержані за допомогою графоаналітичних методів, в потрійних напівпровідникових сполуках А2В4С52 представлені
