На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Особенности оптического поглощения сплавов Cu2Se - HgSe - GeSe2

Категория: Физика, Астрономия

версия для печати

Страница: [1] [2]

Особенности оптического поглощения сплавов Cu2Se — HgSe — GeSe2

Введение

Ученые и инженеры все больше интересуются стекловидными полупроводниками. Это связано с тем, что эти материалы имеют широкое практическое применение в микроэлектронике, а также интересны с теоретической точки зрения в плане дальнейшего развития теории неупорядоченных конденсированныхсистем. К таким материалам относятся халькогенидных стекол.

Полученные стекла обладают интересным комплексом свойств и являются перспективными для практического применения [1]. С целью получения новых стеклообразных материалов, а также расширение спектра их использования проведено исследование величины области склоутворення и исследованы особенности краяпоглощения стекол в квазипотрийний системе Cu2Se — HgSe — GeSe2.

Экспериментальные результаты и обсуждение

Исследования спектрального распределения коэффициента поглощения проводилось по стандартной методике с синхронным детектированием. Для исследования готовились образцы толщиной 0,01 — 0,015 см. Обработка поверхности происходила механическим способомс использованием алмазных паст различной степени зернистости. Для исследования были взяты сплавы по изоконцентратах HgSe и Cu2Se:

1) (0 — 8) мл. % Cu2Se, (77 — 69) мл. % GeSe2, 23 мл. % HgSe

2) (19 — 38) мл. % HgSe, (76 — 57) мл. % GeSe2, 5 мл. % Cu2Se

На рис. 1 — 4 приведены графики зависимости коэффициента поглощенияa (см-1) от длины волны ((nm), в зависимости от состава при температурах Т = 77К и Т = 290К.

Все исследуемые образцы характеризуются прозрачностью в инфракрасной области спектра и экспоненциальное спадом коэффициента поглощения на краю фундаментального поглощения. Эти свойства характерныдля халькогенидных стекол. По данным спектрального распределения коэффициента поглощения построены зависимости оптической энергии ионизации от состава (рис. 5, 6).

(Энергия оптической ионизации определялась по точкой порога подвижности, обозначенной за Мотто [2]). При увеличении содержания Cu2Se в сплавах (рис. 5) энергия оптической ионизации уменьшается. КВдобавок в интервале (0 — 4) мол.% Cu2Se энергетическая щель уменьшается плавно, выше 4 мл.% Cu2Se проявляется резкое уменьшение Еg при Т = 77 К и Т = 290 К. Как следует из эксперимента, на грани склоутворення (5 мл .% Cu2Se — 19 мл.% HgSe — 76 мл.% GeSe2 и 5 мл.% Cu2Se — 38 мл.% HgSe — 57мол.% GeSe2) Еg приобретает минимальное значение (рис. 6) приТ = 77К и Т = 290К. На рис. 6 также наблюдается максимум оптической энергии ионизации вблизи 25 мл. % HgSe. Этот вывод подтверждает также рис. 5, поскольку сплавы с составом 6 мл. % Cu2Se — 23 мл. % HgSe — 71мол. % GeSe2 и 8 мл.% Cu2Se — 23мол.% HgSe — 69 мл.% GeSe2 находятся на грани склоутворення, а энергия оптической ионизации для нихявляется наименьшей.

Важной характеристикой при исследовании оптического поглощения является влияние температуры на величину (и Eg. Проанализируем изменение температуры сплава как температурную деформацию. Наибольшее влияние температуры на край поглощения проявляется в смещении порога поглощения вследствие изменения ширины запрещенной зоны [3 ]. Температура вызывает изменение межатомногорасстояния (в кристаллах постоянной решетки а0). Такие изменения можно осуществить не только температурной деформацией ((Т), но и деформацией давления ((Р). Бардин и Шокли [4] показали, что изменение энергетического уровня при малых деформациях можно описать с помощью тензора деформационного потенциала Еij.

, (1)

где Wij ® - тензор деформации;

(Е ® - изменение энергии уровня в точке r.

Для случая однородной температурной деформации ((Т) ширина запрещенной зоны определяется соотношением:

Eg (T) = Eg (0) + [ Ea, c (T) — Ea, v (T)] + (E1, c — E1, v) ((T), (2)

dT — температурный коэффициент расширения;

Ea, с, Ea, v — энергия краев зоны;

Е1 — коэффициент, характеризующийизменение положения уровня, в зависимости от температуры Т.

Из выражения (2) получим:

. (3)

Температурную деформацию исследованы при измерении зависимости ((() (((см-1) — коэффициент поглощения) на краю фундаментального поглощения при температурах Т = 77 и Т = 290 К. В сплавах системы Cu2Se — HgSe — GeSe2 обнаружено смещение края поглощения.Причем при понижении температуры до жидкого азота (Т = 77 К) энергия оптической ионизации Еg как увеличивалась, так и уменьшалась в зависимости от состава образцов. Например, в стеклах (0 — 4) мл. % Cu2Se — 23 мл. % HgSe — (77 — 73) мл. % GeSe2 при понижении температуры Eg растет, в стеклах (6 — 8) мл. % Cu2Se — 23 мл. % HgSe — (71 — 69) мл. %GeSe2 — уменьшается (рис. 5).

Страница: [1] [2]

версия для печати