Анотація до роботи:

Велещук В.П. Акустична емісія в світловипромінюючих структурах на основі сполук GaP, GaAs та GaN. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України, Київ, 2008.

Робота присвячена дослідженню акустичної емісії (АЕ) в напівпровідникових світловипромінюючих структурах на основі сполук GaP, GaAs та GaN при протіканні постійного прямого електричного струму, а також акустичного відгуку в монокристалах GaAs та CdTe при дії на їх поверхню наносекундного імпульсного лазерного випромінювання. В роботі розвивається перспективний напрямок фізики твердого тіла, пов'язаний з використанням явища акустичної емісії як цілеспрямованого неруйнівного тонкого методу вивчення динаміки дефектоутворення напівпровідникових структур в режимі реального часу.

Даним методом АЕ отримано практично важливу інформацію про процеси природного старіння в світловипромінюючих структурах на основі сполук GaAsP, GaP та GaAlAs, які за час ~ 610⁸ с. підвищують в 10-20 раз максимально допустимі густини струмів, зокрема густини струмів руйнування та поріг виникнення АЕ. Вперше показано, що зміни в спектрі електролюмінесценції, які традиційно зв'язуються із зміною стану точкових дефектів, корелюють з виникненням акустичної емісії, пов'язаної із процесом перебудови структури матеріалу в локальних об’ємах. Визначено пороги плавлення грані (111) сполук GaAs та CdTe при наносекундному лазерному опроміненні по зміні амплітуди акустичного відгуку.

1. Вперше встановлено, що характер АЕ в гетероструктурах на основі сполук GaAsP, GaP та GaAlAs визначається часом їх природного старіння, а саме його збільшення змінює тип АЕ з неперервної на дискретну, зменшує інтенсивність АЕ, підвищує густину струму виникнення АЕ, а також струму руйнування структури, що свідчить про перехід дефектної підсистеми гетероструктури у більш стабільний стан.

2. Встановлено, що стимульовані прямим електричним струмом процеси дефектоутворення у світловипромінюючих гетероструктурах на основі сполук GaAsP, GaAlAs та GaN, які супроводжуються АЕ, визначаються поточним станом їх системи дефектів та швидкістю покрокової зміни струму.

3. Вперше виявлено, що нестабільні тимчасові зміни спектрів ЕЛ світловипромінюючих гетероструктур на основі сполук GaAsP корелюють у часі з виникненням неперервної АЕ, пов’язаної з рухом дислокацій; це пояснюється тим, що спектри ЕЛ визначаються не тільки релаксованим станом точкових дефектів гетероструктури, але й поточним нерівноважним станом дефектної підсистеми в цілому.

4. Встановлено, що в світловипромінюючих структурах на основі сполук GaAsP та GaN при густинах струму, що перевищують поріг виникнення дискретної АЕ, одночасно мають місце: спрацювання джерел АЕ, незворотна зміна спектрів ЕЛ, деградація вольт-амперних характеристик і флуктуації квантового виходу та струму, що вказує на спільний механізм їхнього походження – процес виникнення та зміни енергетичного стану протяжних дефектів.

5. Показано, що по нелінійній залежності амплітуди акустичного відгуку від інтенсивності однократного наносекундного лазерного випромінювання в областях прозорості та фундаментального поглинання кристалів можна встановити поріг плавлення монокристалів напівпровідникових сполук GaAs та CdTe.

Публікації автора:

1. Влияние процесса плавления на акустический отклик соединений CdTe и GaAs при импульсном лазерном облучении / А. Байдулаева, В.П. Велещук, А.И. Власенко, Б.К. Даулетмуратов, О.В. Ляшенко, П.Е. Мозоль // Физика и техника полупроводников. – 2008. – Т. 42, № 3. – С. 286–290.

2. Визначення порогу плавлення CdTe по акустичному відгуку при лазерному імпульсному опроміненні / А. Байдулаєва, В.П. Велещук, О.І. Власенко,
   О.В. Ляшенко, П.Е. Мозоль // Вісник Київського університету, сер. фіз.-мат. науки. – 2006. – № 2. – С. 355–360.

3. Lyashenko O.V. Degradation processes in heterostructures of optoelectronic sensors / O.V. Lyashenko, V.P. Veleshchuk // Fotoelectronics (Фотоэлектроника). – 2005. – № 14. – Р. 35 – 38.

4. Акустична емісія та деградаційні процеси в гетероструктурах оптоелектронних приладів / В.П. Велещук, О.І. Власенко, О.В. Ляшенко, Р.Г. Чуприна // Вісник Київського університету, сер. фіз.-мат. науки. – 2005. – № 7. – С. 4–5.

5. Эволюция спектров электролюминесценции и акустическая эмиссия эпитаксиальных структур GaAsP / В.П. Велещук, О.В. Ляшенко, Ю.О. Мягченко, Р.Г. Чуприна // Журнал Прикладной Спектроскопии. – 2004. – Т. 71, № 4. –
   С. 508–511.

6. Lyashenko O.V. Acoustic emission method for investigation of functional materials / O.V. Lyashenko, M.V. Kravtsov, V.P. Veleshchuk // Functional materials. – 2004. – Vol. 11, № 3. – P. 1–4.

7. Veleshchuk V.P. Relaxation of active acoustic emission sources during the natural aging of A³B⁵ epitaxial structures / V.P. Veleshchuk, O.V. Lyashenko // Functional materials. – 2004. – Vol. 11, № 2. – Р. 350–352.

8. Велещук В.П. Акустична емісія світловипромінювальних структур на основі сполук А³В⁵ обумовлена постійним прямим струмом / В.П. Велещук, О.В. Ляшенко // Український Фізичний Журнал. – 2003. – Т. 48, № 9. – С. 941–945.

9. Dynamics and Time Correlation of Acoustic Emission, Electrical Noises and Quantum Yield Fluctuations in Optoelectronic Devices / O.V. ,,, // Noise and fluctuations: AIP Conference Proceedings. – 2007. – Vol. 922. – Р. 216–222.

10. Велещук В.П., Власенко О.І., Ляшенко О.В., Мягченко Ю.О., Чуприна Р.Г., Кравцов М.В., Будов О.Д. Акустична емісія неоднорідно – термонапружених A³B⁵ гетероструктур // Структурна релаксація в твердих тілах. Зб. наук. пр. – Вінниця: ТОВ фірма “Планер”, 2006. – С. 211–213.

11. Байдулаєва А., Велещук В.П., Власенко О.І., Ляшенко О.В., Мозоль П.О. Акустичний відгук при релаксації термомеханічних напруг на поверхні CdTe під дією імпульсного лазерного опромінення // Структурна релаксація в твердих тілах. Зб. наук. пр. – Вінниця: ТОВ фірма “Планер”, 2006. – С. 281-283.

12. O.I., V.P., O.V. Acoustic Emission, Electrical And Light Fluctuations In Optoelectronic Devices // Noise and fluctuations: AIP Conference Proceedings. – 2005. – Vol. 780, Issue 1. – Р. 389–392.

13. O.V., V.P. Change of spectrum of an electroluminiscence epitaxial lightdiode structures during an acoustic emission // Spectroscopy of molecules and crystals: Proceedings of SPIE. – 2004. – Vol. 5507 – Р. 49–52.

14. Велещук В.П., Ляшенко О.В. Релаксація джерел акустичної емісії в процесі старіння структур на основі сполук А³В⁵ // Структурна релаксація в твердих тілах: Зб. наук. пр. – Вінниця: ТОВ фірма “Планер”, 2003. – С. 77–79.

15. Lyashenko O.V., Vlasenko O.I., Chuprina R.G., Veleshchuk V.P., Kravtsov M.V. Acoustic emission and electroluminescence GaAsP diodes at threshold direct current density // Abstracts of XVII Int. School-Seminar Spectoscopy of Molecules and Crystals. – Beregove, 20.09 – 26.09. 2005. – Р. 128–129.

16. Veleshchuk V.P., Vlasenko O.I., Lyashenko O.V., Chuprina R.G. Acoustic emission and electroluminescence in InGaN/GaN and GaAsP:N/GaP light-emission diodes at threshold forward current density // Abstracts of XVIII Int. School-Seminar Spectoscopy of Molecules and Crystals. – Beregove, 20.09–27.09. 2007. – Р. 95.

17. Veleshchuk V.P., Lyashenko O.V., Myagchenko Yu.O., Chuprina R.G. Detrusion of spectrum of an electroluminiscence epitaxial lightdiode structures GaAsP during an acoustic emission // Book of Abstracts of International scientific and practical conference “Spectroscopy in Special Applications”. – Kyiv, 18–12 June 2003. – Р. 202.

18. Lyashenko O.V., Myagchenko Yu.O., Veleshchuk V.P. Change of spectrum of electroluminiscence epitaxial lightdiode structures during an acoustic emission // Аbstracts of XVI Int. School-Seminar Spectroscopy of Molecules and Crystals. – Sevastopol, 25.05–01.06 2003. – Р. 132.

19. Lyashenko O.V., Kravtsov M.V., Veleshchuk V.P. Acoustic Emission Method for Study of Functional Materials // Abstacts of Int. Conf. “Functional Materials”. – Crimea, Ukraine, 6–11 October 2003. – Р. 279.

20. Ляшенко О.В., Велещук В.П. Деградационные процессы в гетероструктурах оптоэлектронных сенсоров // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції СЭМСТ-1. – Одеса, 1–5 червня 2004. – С. 275.

21. Ляшенко О.В., Чуприна Р.Г., Велещук В.П., Мягченко Ю.О., Кравцов М.В. Зміщення зеленої смуги електролюмінесценції GaP та GaAsP діодів у червону область // Тези доповідей ІІ Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН-2. – Чернівці-Вижниця, 20-24 вересня 2004. – С. 224–225.

22. Ляшенко О.В., Велещук В.П. Динаміка акустичної емісії в гетероструктурах // Тези доповідей ІІІ Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН – 3. –Одеса, 17–22 червня 2007. – С. 291.

23. Ляшенко О.В., Велещук В.П., Власенко О.І., Байдулаєва А., Даулетмуратов Б.К., Чуприна Р.Г. Аналіз акустичної емісії та флуктуацій квантового виходу та струму у гетероструктурах // Тези доповідей ІІІ Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН – 3. – Одеса, 17–22 червня 2007. – С. 293.

24. Ляшенко О.В., Велещук В.П., Власенко О.І., Онанко А.П., Ляшенко І.О., Онанко Ю.А. Акустична емісія при неоднорідному термічному імпульсному впливі // Тези доповідей ІІІ Української наукової конференції з фізики напівпровідників УНКФН – 3. – Одеса, 17–22 червня 2007. – С. 292.

25. Veleshchuk V.P., Lyashenko O.V. Acoustic emission and spectrums of electroluminescence of A³B⁵ structures // Scientific works of International Young Scientists Conference “Problems of Optics and High Technology Material Science SPO”. – Ukraine, Kyiv, 23–26 October 2003. – Р. 140.

26. Veleshchuk V.P., Vlasenko O.I., Lyashenko O.V., Chuprina R.G., Kravtsov M.V., Onanko A.P. Study of electroluminescence and acoustic emission epitaxial GaAsP and GaP structures at direct current // Scientific works of International Young Scientists Conference “Problems of Optics and High Technology Material Science SPO”. – Ukraine, Kyiv, 28–31 October 2004. – Р. 178.

27. Veleschuk V.P., Baidullaeva A., Vlasenko A.I., Mozol P.E. Definition of a melting threshold in p-CdTe under laser radiation // Scientific works of International Young Scientists Conference “Problems of Optics and High Technology Material Science SPO”. – Ukraine, Kyiv, 27–30 October 2005. – Р. 160.

28. Veleschuk V.P., Baidullaeva A., Vlasenko A.I., Dauletmuratov B.K., Lyashenko O.V., Lyashenko I.O. Melting threshold and plasma occurence in binary compounds under the ruby laser radiation // Scientific works of International Young Scientists Conference “Optics and High Technology Material Science SPO”. – Ukraine, Kyiv, 26–29 October 2006. – Р. 130.

29. Veleschuk V.P., Vlasenko О.I., Lyashenko O.V., Chuprina R.G. Increase of currents of fracture and evolution of spectrums of an electroluminescence at a natural aging of light – emitting structures on the basis of linking A³B⁵ // Scientific works of International Young Scientists Conference “Optics and High Technology Material Science SPO”. – Ukraine, Kyiv, 25–28 October 2007. – Р. 48.

30. Veleschuk V.P., Baidullaeva A., Vlasenko A.I., Mozol’ P.E. Acoustic signal in p-CdTe under ruby laser radiation [Електронний ресурс]: The international workshop “Intense Laser-Matter Interaction and Pulse Propagation”.– Germany, Dresden. – August 15–19 2005. – Abstracts available at http://www.mpipks-dresden.mpg.de/~lmipp05/POSTER_ABSTRACTS/veleschuk.html.

31. Власенко О.І., Ляшенко О.В., Велещук В.П., Байдулаєва А., Мозоль П.О. Контроль порогу плавлення матеріалів при імпульсному лазерному опроміненні із застосуванням методу акустичної емісії // Матеріали 5-ї Національної науково-технічної конференції і виставки “Неруйнівний контроль та технічна діагностика”. – Київ, 10–14 квітня 2006. – С. 132–135.

32. Велещук В.П., Власенко О.І., Ляшенко О.В., Байдулаєва А., Даулетмуратов Б.К., Мозоль П.О. Поріг плавлення монокристалів сполук GaAs та CdTe при імпульсному лазерному опроміненні, визначений по акустичному відгуку // Збірник тез Конференції молодих вчених з фізики напівпровідників “Лашкарьовські читання”. – Київ, 25–26 квітня 2007. – С. 7.

33. Велещук В.П., Власенко О.І., Ляшенко О.В., Байдулаєва А., Даулетмуратов Б.К. Кореляція акустичної емісії та змін електрофізичних характеристик гетероструктур InGaN/GaN // Збірник тез Конференції молодих вчених з фізики напівпровідників “Лашкарьовські читання”. – Київ, 25–26 квітня 2007. –
    С. 26–27.