Изучение бинарных полупроводников методом яберно гамма резонансной спектроскопам.

Изучение бинарных полупроводников методом яберно гамма резонансной

спектроскопам.

Тураев Э.Ю, Эшмухаммадова Г.Х.

Аннотация

Изучена состояния примесных атомов в бинарных полупроводниках методом ядерно гамма резонансной спектроскопии.

Определана, что состояние примесных атомов зависит как от типа проводимости, так и от того находятся ли атомы в приповерхностном слое или же в объеме полупроводников.

Ключевие слова:

Полупроводник, примесные атомы, резонанс, гамма, энергетическое состояние, изотопы, спектра, изомерный сдвиг, поверхность.

Введение.

Известно, что бинарные полупроводники широко применяется в производстве при изготовление полупроводниковых приборов и поэтому эти материалы изучается разными физическими методами.

Основной упор при исследовании полупроводниковых материалов к структурным и электрофизическим характеристикам, а также состоянии примесных атомов вводимых разными методами в структуру бинарных полупроводников.Актуальной проблемой являются примесные состоянии и их действии на свойства полупроводников.

Примесные атомы, вводимые в структуру полупроводников различными методами, можеть замещать атомы самого полупроводника или можеть находится междоузлии структура и поэтому примесные атомы могут резко изменять свойства самого полупроводника. Поэтому изучении состояния примесных атмов в полупроводниках, в частности бинарных полупроводниках является исключительно интересным и поэтаму к такой исследованию выделяется большое внимание ученых.На основе таких исследований получены очень интересные резултаты о состоянии примесных атомов [1,2,3].

В частности, самая изучаемая и самая применяемая в приборостроении бинарных полупроводник GaAs при введение в его структуру примесных атмов Fe в запрещенной зоне полупроводника образуется два примесных уровней Ev+0,37эв и Ev+0,52эв.Но до настоящего времени неизвестно кому относятся эти энергетические уровни – изолированному состоянию примесних атомов или комплексу “примесь- примесь” образуемых при введении примесного атома в структуру бинарного полупроводника GaAs.

Методика исследований.

Первичный материал исследования GaAs Р-и П-типа с Р=1.6·1018см-3 и П=1.6·1018см-3 получены при введении примесных атомов цинка и теллура в смGaAs.Для изучения примесного состояния прменялся ядерно гамма резонансная спектроскопия в эмиссионном варианте, так кок растворимости примессных атомов Fe в GaAs была не очень высокой (~1017ат·см-3).Для началов изучаемой GaAs ввели изотоп Со57, так как после реакции,распада образуется энергетические уровни Fe57.Поэтому изучая зарядовое состояния Со57 можно получит информацию о примесных атомах Fe.

Полученные результаты:

Изучена состояния примесных атомов, находящихся на поверхности полупроводника, а также на глубине 150 мк внутри структура полупроводникового соединения GaAs.

При изучении состояния примесных атомов на повсрхности полупроводникового GaAs изотоп Со57 в виде электролита, введен на поверхность изучаемого полупроводника GaAs и изучена состояния этой примеси методом ЯГРС.Полученные данные показывает спектры ЯГРС примесей зависить от типа прводимости полупроводника.Полученные результаты показывает, что для полупроводника GaAs П-типа спектры ЯГРС представляет одиночную линию с некоторым расщиренном виде спектра, а для полупроводника Р-типа спектр представляет квадрупольный дублет.

Резултаты исследований приведны в следующей таблице:

Материалы

Для атомов Fe на

повсрхност

Для атомов Fe внутри

полупроводнико

δ ΔЕ δ ΔЕ

П=1.6·1018см3 Р=1.6·1018см-3

0,602

0,445

0,15

0,91

0,632

0,381

0,10

0,10

Выводы:

На основе полученых данных методом Мессбауровской спектроскопик, а также его эмиссионного варианта в структуре полупроводникового GaAs примесные атомы находятся в кубической структуре и их можно рассмотреть как изолированными атомами, а энергетические уровни образуемыми в запрещенной зоны можно отнести к этим атомам железа.

На повсрхности примесные атомы железа объединяется с находящимся на повсрхности ваканциами и образуют комлекс на повсрхности полупроводника GaAs.Эти комплекса также образуют энергетические уровна.Такие энергетические уровне на основе полученых данных методом ИК- спектроскопии действительно относятся к примесным атомам железа на повсрхности полупроводника [4].

Определана, что зарядовое изменения для атомов в структуре GaAs и на повсрхности полупроводника GaAs происходит в зависимости от состояния уровня Ферми.

Из за зарядового изменения на спектре ЯГРС происходит изменении величины изомерного сдкича. Потому что происходит изменении плотности электронов на ядре Fe57 и поэтому происходит также перераспределения зарядов на 3d состоянии атомов.

Литература:

1. Тураев Э.Ю. и другие. “природа электроческой неактивности примесных атомов в системе галлий-теллур”.Журнал “Физика и химия стекла”,1987,т.13,стр.696-700.

2. Тураев Э.Ю. и другие. “Исследование методом Мессбауэре влияния перехода кристалл-стекло на структуры полупроводников ”.Писмо в ЖЕТФ, №2,1974,стр.81-82.

3. Тураев Э.Ю. и другие.“Исследованиа состояния примесных атомов в полупроводниках”.Журнал “Неорганические материалы”,1991, т.27,стр.899-903.

4. Тураев Э.Ю. и другие. “Природа состояния, образуемых атомами олова и железа в модифицированном селениде мищьяка”.International buletion of engeneering and texnology”, 2022, №8, pp.934-938.