Анотація до роботи:

Абрамов А. А. Домішкові стани в одноосьово стиснутому кристалічному твердому тілі із складною енергетичною структурою (на прикладі p-Ge). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Донецький фізико-технічний інститут ім. О. О. Галкіна НАН України, Донецьк, 2002.

Дисертація присвячена дослідженням домішкових станів і їхньому впливу на кінетичні й оптичні властивості носіїв заряду в одноосьово деформованому кристалі зі складною енергетичною структурою.

Теоретично досліджене поглинання світла глибокими домішковими центрами в одноосьово стиснутих p-Ge і GaAs. Розраховано енергію зв'язку і розширення резонансних домішкових станів для домішкового центра з екранованою кулонівською взаємодією. Проведено обчислення й аналіз перетину домішкового розсіювання. Обчислено поляризаційні залежності спонтанного випромінювання світла з одноосьово стиснутого p-Ge. Отримані результати вказують на зміну механізму випромінювання з ростом величини одноосьового стиску. У роботі одержали подальший розвиток методи і моделі розрахунку домішкових станів, а також фізичні представлення про домішковий стан і їхній вплив на оптичні і кінетичні ефекти в домішкови деформованих кристалах.

У дисертаційній роботі враховується задача розвитку моделей і методів розрахунку ДС, а також їхнього впливу на оптичні і кінетичні ефекти в одноосьово стиснутому кристалічному матеріалі зі складною енергетичною структурою. Рішення задач, представлених у даній роботі, спрямовано на пошук і створення інверсного розподілу носіїв заряду для терагерцового діапазону, в основі якого мається на увазі механізм інверсії за участю ДС.

Основні результати, отримані в роботі.

1. Встановлено, що розраховані спектральні залежності коефіцієнта поглинання світла глибокими домішковими центрами в одноосьово стиснутих p-Ge і GaAs: містять інформацію про зміщення домішкових рівнів з тиском; свідчать про більшу чутливість до структури валентної зони матричних елементів переходів у випадку поглинання світла, поляризованого перпендикулярно напрямку тиску; дають можливість оцінити внесок переходів з розщеплених деформацією домішкових рівнів у КП; демонструють перерозподіл носіїв заряду між домішковими рівнями з ростом температури.

2. Запропоновано наближений метод рішення рівняння Шредингера, що описує домішковий центр з екранованою кулоновською взаємодією в одноосьово стиснутому p-Ge. Результати обчислень енергії зв'язку резонанасних домішкових станів (РДС) відповідають відомим у літературі даним, отриманим для випадків гранично великих і малих величин одноосьового стиску. Розрахована залежність розширення РДС від величини одноосьового стиску принципово відрізняється від результату, одержуваного в моделі ПНР, ( вона проходить через максимум, що може свідчити про тенденцію РДС до локалізації з ростом тиску. Побудовано хвильові функції РДС.

3. Встановлено, у рамках виконаного наближення, явний вид збурювання, внесеного кулонівським потенціалом домішкового центра в стани вільних дірок при ОС і наявності РДС, обчислений переріз домішкового розсіювання. Установлено, що анізотропія і резонансний характер перерізу розсіювання, теоретично виявлені для моделі ПНР у [11], зберігаються, з визначеними особливостями, і для екранованого кулонівського потенціалу. З ростом D, однак, зменшується як розходження у величинах перерізу розсіювання паралельно і перпендикулярно до тиску, так і резонансні піки.

4. Розраховано поляризаційні залежності спонтанного випромінювання світла з одноосьово стиснутого p-Ge. Порівняння з експериментальними результатами дозволило зробити висновок про зміну механізму випромінювання з ростом величини одноосьового стиску: якщо в недеформованому зразку основний внесок в інтенсивність випромінювання вносять міжпідзонни переходи, то при великій величині одноосьового стиску визначальними є переходи з неперервного енергетичного спектра в основний домішковий стан.

5. Установлено, що перебудова спектра і хвильових функцій домішкових станів продовжується і в області великих величин тисків Х=6 кбар (для Х || [100]).

Публікації автора:

1. А.А.Абрамов, Ф.Т.Васько, В.Н.Тулупенко, Д.А.Фирсов. Фотоионизация коротко-действующих акцепторных состояний в одноосно-деформированных полупроводниках. // ФТП. - 1999. Т.33. - С.691-696.

2. A. A. Abramov, V. I. Akimov, V.N.Tulupenko, D. A. Firsov, V.I. Gavrilenko, V.N. Poroshin. Screened Coulomb potential approach for the study of resonant impurity states in uniaxially deformed p-Ge. // Optical Organic and Inorganic Materials. Proceedings of SPIE. - 2000. V. 4415. - P. 220-225.

3. А. А.Абрамов, А.Т.Далакян, А.М.Зайцев, В.Н.Тулупенко. Примесные состояния и их влияние на электрооптические эффекты в одноосно сжатом p-Ge. // Фотоэлектроника. - 2000. N.9. - С.13-17.

4. Квазилокальные примесные состояния в одноосно сжатом p-Ge. А.А.Абрамов, В.Н.Тулупенко, Д.А.Фирсов. // ФТП. - 2001. Т.35. - C.136-138.

5. A. A. Abramov, V. I. Akimov, V. M. Bondar, V.N.Poroshin and V. N. Tulupenko. Influence of uniaxial Stress on the polarization of Spontaneous Emission from p-Ge. // Materials Science Forum. -2001. V. 384-385. - P.221-226

6. А. А. Абрамов, В. М. Порошин, В. М. Тулупенко. Резонансне домiшкове розсiювання у одноосьово стиснутому p-Ge. // УФЖ. - 2002. Т.47 N 10 С. 962-964

7. А. А. Абрамов, В. М. Бондар, П.М.Томчук, В. М. Тулупенко. Вплив одноосьсового тиску на механiзм i поляризацiю спонтанного випромiнювання ТГц дiапазону у p-Ge. // УФЖ. - 2002. Т.47 N 10 С. 951-956